0 引言
随着我国小康社会的全面建成，我国城市发展水平较改革开放初期有了巨大提升。2021年末，我国城市化水平达到64.72%（2018年全球城市化平均水平为55.3%），并较2019年上升了近4个百分点[1]。
2020年9月，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上宣布“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。这对交通运输行业提出了新的要求。交通运输部和国家发展改革委于2020年联合印发《绿色出行创建行动方案》[2]，明确通过开展绿色出行创建行动，倡导简约适度、绿色低碳的生活方式，引导公众出行优先选择公共交通、步行和自行车等绿色出行方式，具体包括加快充电基础设施建设，推广新能源和清洁能源车辆规模应用，优先发展公共交通等举措。在城市交通领域，重点目标包括绿色出行比例提高至70%以上，建立跨部门、跨领域的绿色出行协调机制，提升城市建成区道路网密度和道路面积率，稳步推进步行和自行车等慢行交通系统、无障碍设施建设，超大、特大城市公共交通机动化出行分担率不低于50%，大城市不低于40%，中小城市不低于30%等。
各地纷纷加快打造绿色交通系统。根据北京市2022年交通工作会上的信息[3]，北京市近年来加快完善了慢行系统，市民骑行、步行意愿增强，绿色出行比例逐年提升，轨道车站周边换乘距离小于50m的公交站点占比达到84%，中心城区公共交通占机动化出行比例达到51.8%，小客车车均出行强度下降1.49%，中心城区绿色出行比例达到74%左右。交通行业营运车辆中新能源车占比达到25%，碳排放总量下降3%。广东省人民政府印发的《广东省生态文明建设“十四五”规划》[4]中提出，到2025年，全省城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到100%，珠三角地区公共交通占机动化出行比例总体达到50%左右、粤东粤西粤北地区达到25%左右。近年来，国内不少学者对双碳目标下的交通运输行业发展路径与政策开展了研究[5-6]。
1 2030年我国城市客运市场形势分析
在城市化水平不断提高的同时，我国城市公共交通客运量的变化呈稳中微降的趋势，其产生背景是个人交通方式的变化。从旅客运输营运市场看，以不受疫情影响的2019年数据为例，全国679个城市[7]公共交通系统完成客运量1 279.17亿人次（含巡游出租汽车与客运轮渡客运量），日均3.5亿人次，其中：地面公交占54.08%，城市轨道交通占18.67%，出租车占27.20%[8]。资料表明[9]，2019年全国人口为14.000 5亿人，城市化率为60.6%，折算城市人口为8.484 3亿人，城市人均公交出行水平约为0.412 6次。按一般城市居民日出行次数2.0~2.5的总体水平推算，目前全方式公交出行率在20%左右，其余出行方式主要为步行、自行车（含电动车）出行和私家车出行。
根据2021年10月国务院发布的“2030年前碳达峰行动方案”[12]，到2030年，非化石能源消费比重将达到25%左右;2030年当年新增新能源、清洁能源动力的交通工具比例将达到40%左右;城区常住人口100万以上的城市绿色出行比例不低于70%;陆路交通运输石油消费力争2030年前达到峰值。
2 我国城市居民出行方式结构推算
假设PR, PH, PW, PA分别为城市间铁路、公路、水运与民航年客运周转量;PC, PP分别为全国私家车与公共交通出行折算周转量;α为未被统计的私人机动化出行量（包括摩托车、单位车辆与被低估的私家车部分）修正系数;R为全国人口数;β为全国城市化率;δ为低估实际居住在城市人口数的统计修正系数。我国城市人均年机动化平均出行距离LTKY推算逻辑可用图1 描述，具体算法为：
考虑到疫情对出行的非正常影响，这里以2019年相关统计数据为依据，对我国城市居民出行距离及出行方式结构进行测算。表1 给出了相关参数的取值基础。
表1 不同客运方式完成的客运量[8] |
| 客运 方式 | 城市间客运周转量/亿人公里 | 城市客运量/亿人 | 私家车 /亿车公里 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 铁路 | 公路 | 水运 | 民航 | 公共汽电车 | 轨道交通 | 巡游出租车 | 其他 | ||
| 运输量 | 14 707 | 8 857 | 80 | 11 705 | 692 | 239 | 348 | 1 | 12 065[16] |
根据交通运输部发布的交通运输行业发展统计公报，可直接得到城市间营业性客运周转量与城市客运量。如：城市间客运周转总量为35 349亿人公里，考虑61%的城市化水平，加上实际在城市工作不足统计月的人口，按70%发生在城市折合到城市地区的量约合24 745亿人公里。
城市地区全年完成城市客运量1 279亿人，其中：城市轨道交通完成的客运周转量2 003亿人公里[15]可直接获得;公共汽电车完成客运量692亿人次，各城市公共汽电车平均运距多数在5~9公里，按平均运距7公里折合周转量为4 845亿人公里;巡游出租车完成客运量348亿人次，其中中小城市占比较大（中心城市仅占28.6%），考虑到近年各城市网约车的影响按30%加成、平均运距按8公里折合周转量3 620亿人公里。这三项城市公交合计10 468亿人公里。
综上可以得到全年机动化出行总量为58 957亿人公里。按2019年全国城市人口8.484 3亿人推算，城市居民年人均机动化出行距离约为6 950km。
从而可推算我国城市居民出行结构，如表2 所示。
表2 城市居民不同客运方式年均出行量及比例 |
| 客运方式 | 城市间客运周转量 | 城市客运周转量 | 私家车 | 合计 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 铁路 | 公路 | 水运 | 民航 | 公共汽电车 | 轨道交通 | 巡游出租车 | |||
| 运输量/亿人公里 | 10 295 | 6 200 | 56 | 8 194 | 4 845 | 2 003 | 3 620 | 23 744 | 58 957 |
| 占比（%） | 17.46 | 10.52 | 0.09 | 13.90 | 8.22 | 3.40 | 6.14 | 40.27 | 100 |
由表2 可以看出，2019年我国城市居民机动化出行中，私家车占40.27%，城市间交通占41.97%，城市公交占17.76%。考虑到一般城市交通研究中不涉及城市间出行方式，但包括自行车出行与步行，而后者的周转量显然远低于城市间中长距离出行的规模。因此公交出行的这个结果与前面20%的出行量比例大致是相符的。表3 描述了我国与英国、美国居民机动化出行方式的比较。
3 不同交通结构下城市居民出行碳排放量及减碳策略分析
3.1 减碳关键因素识别
由于居民出行大部分发生在城市地区，因此，城市居民出行方式结构优化对碳排放控制尤为重要[19]。在一定的客运交通结构下，总碳排放量C可按下列模型计算：
式（2）中：cR, cH, cW, cA, cC分别为铁路、公路、水运、民航、私家车的平均碳排放因子;考虑到城市公共交通中，轨道交通占比不断增加，故将其分为地面巴士、城市轨道交通与出租车三部分，三者的客运量分别为PB, PU, PT，碳排放因子分别为cB, cU, cT。
根据既有研究，不同运输方式的二氧化碳排放因子基准值如表4 所示。
基于上述参数，可以分析交通结构中降低各方式占比取得的碳减排效果。鉴于近年来我国城市公交车辆已基本实现燃料清洁化（如2020年城市公交车辆中柴、汽油车仅占14.6%，其他均为清洁燃料车辆[8]），这里重点分析铁路、公路、民航、私家车和出租车占比变化对碳排放的影响。
从图2 可以看出，减碳效果最显著的因素依次为私家车、民航、公路、出租车、铁路。因此，城市客运业的减碳重点主要在以下三个方面。
（1）私家车发展引导策略。私家车是城市客运中碳减排效果最显著的因素。一方面，目前私家车中燃油车比例较高，排放因子较高。另一方面，私家车数量增长迅速，需要强有力的政策引导。欧盟等经济发达地区已出台停止生产（上市）燃油车的时间表，这一做法值得我国借鉴。
（2）城市间长距离出行规模控制及结构优化策略。我国城市间长距离出行占居民年均出行距离的41.97%，其中铁路、民航与公路分列前三位。鉴于铁路电气化水平接近75%，而民航、公路运输仍以化石燃料为动力，控制中长距离出行规模对于减少客运业碳排放具有重要意义。根据中国国家铁路集团有限公司2020年8月发布的《新时代交通强国铁路先行规划纲要》，我国已建成近4万公里的高速铁路网，2035年高铁网可望达到7万公里左右。因此，在民航与公路能源动力体系短时间内难以显著改善的情况下，在中长距离出行领域促进民航与公路运输向铁路的转移具有重要意义。
（3）公路营运车辆动力改造策略。交通运输是净碳排放行业，降低排放水平除了依靠自身结构的优化调整之外，还需要能源动力体系变革的支撑[6]。目前城市公共交通（包括大城市巡游出租车）的动力已实现较大程度的清洁化，但对于城市间公路营运车辆的动力改造仍需要加大力度。
3.2 达峰碳排放情景分析
以2019年为基础情景，我国城市居民机动化出行碳排放量约为4.80亿吨。为进一步分析未来不同交通结构情景下的碳排放，下面定义2030年我国碳达峰情景下城市居民出行碳减排的情景。为量化分析，现设定的情景如表5 所示（考虑到占比低，这里忽略“水运”及“其他”方式）。
表5 我国城市居民2030年不同出行方式结构情景（%） |
| 情景 | 城市间客运周转量 | 城市客运周转量 | 私 家 车 | 合计 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 铁路 | 公路 | 民航 | 公共 汽电车 | 轨道 交通 | 巡游 出租车 | |||
| 基础情景（2019） | 17.50 | 10.50 | 14.00 | 8.30 | 3.40 | 6.10 | 40.20 | 100 |
| 情景一 | 20.00 | 8.00① | 12.00 | 10.00② | 5.00 | 5.00② | 40.00① | 100 |
| 情景二 | 23.00 | 7.00③ | 10.00 | 12.00② | 8.50 | 4.50② | 35.00③ | 100 |
| 情景三 | 23.00 | 7.00④ | 10.00⑤ | 13.50② | 12.00 | 4.50② | 30.00④ | 100 |
①公路营运车辆、私家车电动化比例取50%; ②公共汽电车、巡游出租车全部为新能源车辆; ③公路营运车辆、私家车电动化比例取70%; ④公路营运车辆电动化比例取70%，私家车电动化比例取80%; ⑤民航排放水平降低20%。 |
由图3 不难看出，基础情景下城市碳排放量4.80亿吨，大约占行业总排放量的1/3左右。情景一、情景二、情景三的降碳量分别达到23%, 37%与47%。不难看出，在碳达峰目标下，城市客运业的减排方向正如图2 揭示的那样，重点在结构调整与规模控制两方面。
结构调整的重点有两个：一是促进高排放出行方式向低排放出行方式的转化，如城市间出行由化石燃料驱动交通方式向电驱动交通方式的转化;二是促进低效率出行方式向高效率出行方式的转化，如城市交通中扩大高效率的公共交通出行方式的占比，扩大短距离出行中自行车、步行等绿色出行方式的占比[23]。
规模控制的重点是控制出行总量。我国城市化水平已接近65%，按实际居住在城市的人口计算可能还高于这一比例。我国城市居民机动化出行距离已达到6 950公里，尽管低于美国与英国城市居民的出行距离，但我国城市地区人口居住密度高、活动半径小，不少出行可以通过步行或自行车实现。因此，通过远程办公、视频会议等方式控制中长距离出行规模的增长也是控制交通碳排放的重要策略。
4 结论与建议
根据上述研究，可以得到以下几点结论与建议。
（1）适度引导并控制城市客运量增长规模与速度。我国城市居民年人均机动化出行里程约为6 950公里，低于英国居民的10 100km和美国居民的19 201公里。上述数据实际上也说明，我国城市居民以小区为生活单元，不少购物与娱乐出行依赖步行与自行车，而非美国、英国那样“出门必坐车（机动化）”（在英国，步行与自行车出行占比为3.43%，在美国仅为1.06%）。值得注意的是，英国2002—2019年间年人均总出行距离下降了9.6%，其中小汽车出行距离下降了14%，而营运性公交（包括城市间铁路）出行距离增加了15.7%，这一趋势值得思考。
据相关专家预测[24]，2021—2035年我国旅客出行量（含小汽车出行量）年均增速可能达3.2%。这意味着2030年我国城市居民年均机动化出行距离可望超过9 800km，为2019年的1.4倍，将接近英国的水平。
情景分析表明：在城市居民年出行总规模不变的情况下，若能将城市居民公共交通出行距离在机动化出行距离中的占比从目前的17.76%提升到30%、小汽车出行距离占比控制在30%（80%的车辆实现动力清洁化）、城市间铁路出行距离占比提升到23%，则可望实现近50%的减碳目标，这对于实现交通行业碳达峰将具有重大意义。如果机动化出行总量增长40%，则碳减排的效果可能被增长的出行量所抵消。作为影响碳排放量的重要因素，未来对机动化出行增长进行合理引导、鼓励绿色出行是重要方向。
因此，在“十四五”“十五五”期间，树立新的生活与工作理念，大力倡导远程办公、无纸办公、视频会议，加快全社会向新工作模式转变，减少城市间出行规模的增长，对交通行业实现2030年碳达峰具有重要现实意义。
（2）交通结构调整与优化是交通运输行业碳减排的重要方向。《国家综合立体交通网规划纲要》明确提出：加快推进绿色低碳发展，交通领域二氧化碳排放尽早达峰。作为支撑社会经济发展的基础产业，交通运输业既要确保经济平稳运行，又要落实碳减排目标，任务重、压力大。2019年城市居民出行结构中，城市间出行占比最大，小汽车出行次之，公交出行仅占17.76%。从碳减排角度看，城市客运结构优化的主要方向有三个。
一是推动城市间出行结构优化，扩大铁路运输占比。我国城市间营运交通出行在机动化出行中占比较大，2019年占比达41.97%，远高于以私家车为主的英国的12.28%，也高于以民航为主的美国的22.1%。这里有我国幅员辽阔的原因，也与我国区域社会经济运行和综合交通环境的特点有关。我国已建成包括高铁在内的庞大的城市间铁路运输网络，2019年全国人均铁路出行次数达2.60次[25]，按全国居民平均运距折合1 045km，这与本文测算得到的城市居民1 213km的出行距离基本相符。从表4 可以看出，铁路运输排放因子低，促进中长距离出行向电气化的高速铁路转移符合交通运输行业碳减排的总体战略要求。
二是优化城市出行结构，推动城市居民出行向公共交通与绿色出行方式转移。分析表明，未来公交客运需求趋于空间分散化、规模小型化[19]。因此，做好公交网络出行层面的衔接组织、加大公交车辆小型化步伐以维系较高的公交服务频率、大力发展城市内部次干路层面的公交以提高公交站点覆盖率、做好公交出行“最后一公里”的接续组织是提升城市公交整体吸引力、促进城市居民出行由私家车向公交转移的重要举措。
三是做好城市群地区公共交通服务系统建设。随着我国城市社会经济发展水平的提高，加上双休日模式的作用，城市居民出行范围已从城市中心区扩大到附近城市群。因此，打造经济、便捷、舒适的城市与城市群一体化公共交通服务体系对于降低居民出行对小汽车的依赖具有重要意义。
（3）改进交通运输系统能源动力结构，落实清洁能源推广配套政策。近年来，我国在交通工具电动化以及光伏发电等领域的发展速度已走在世界前列，但电动车辆应用方面还存在一些短板，如低温、长距离运输、重载运输等，这些问题短时间内可能难以解决，需要其他动力的辅助，一个重要选择是氢能源的研发与应用[6]。德国曾在“2020气候保护计划”中提出2020年电动车保有量突破百万辆，但这个目标并未实现。
由于区域发展的不平衡，尽管部分一线大城市机动化发展可能已接近顶点，但从全国来看，未来几年依然是私家车保有量的快速增长期。降低私家车排放需要尽快改善私家车能源动力结构。近年来，北京、上海等大城市着力推广电动汽车，取得一定实效。在电动车辆领域，未来几年还亟需解决电动车辆运行中的配套问题，包括电池续航里程、充电桩设置、电动车使用中的电池安全性预案以及一些部门对电动车辆存在的歧视与抵触等实际问题。
总之，城市居民出行规模及出行方式结构问题是我国客运行业发展中的重要问题，也是一个十分复杂的问题。本文从系统工程角度初步探讨了2030年碳达峰目标下的调整方向与策略，这些问题值得进一步深化与细化研究。