城市交通碳排放监测评价体系研究与城市试点评估•...

城市交通碳排放监测评价体系研究与城市试点评估

李振宇

交通运输部科学研究院 | 城市交通研究中心

2015/4/23 CATS | 城市交通研究中心 CUSTReC 1

研究背景


快速城镇化

快速机动化北京上海

研究背景


20%

25%

30%

35%

40%

45%

300

400

500

600

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2005

Urb

aniz

ation r

ate

Urb

an p

op

ula

tion (

mill

ion) 城镇化和机动化

土地紧张

城市扩展

交通拥堵

能源危机

气候变化

环境污染

http://www.fswater.gov.cn/news/rdnews/200508/200508180003.htm

国际经验


HBEFA COPERT TREMOD TREMOVE MOVES S-Paramics

最新版本 HBEFA3.1[2010] COPERT 4， v9.1[2012]

TREMOVE 3.3.2 [2010] MOVES 2010b

开发者 INFRAS AG EMISIA 德国环境保护部 TML，KU Leuven US EPA

美国环境保护署英国

用途排放因子数据库,排放

清单和情景分析

排放清单

排放因子和交通活动数据库

排放清单和情景计算排放清单和情景计算排放清单

排放因子和交通活动数据库

交通仿真排放分析

运输方式道路道路道路、铁路、水路道路、铁路、水路道路道路

软件要求 MS ACCESS MS ACCESS MS ACCESS And EXCEl

MS ACCESS And EXCEl

MySQL and JAVA

数据可用性欧洲私人用途欧洲国家级欧洲国家级欧洲国家级美国国际级和地区级英国地区级

典型应用微观至宏观清单，用于欧盟排放标准

宏观（国家级），用于欧盟排放标准



微观至宏观清单及美国排放标准

微观至中观

一、监测范围及步骤

二、监测方法和监测工具

三、2014年数据采集与处理

四、2014年碳排放结果

五、结论与建议




城市交通碳排放分析评估监测步骤



城市交通碳排放监测与评估模型结构



=∑i( × ) 碳排放量

(吨)

能耗

（升或千瓦时）

排放强度

（吨/升）

排放因子数据库

燃料种类

i：城市交通运输方式

=∑i( × ) 碳排放量

(吨)

车辆数*年行驶里程

（公里）

排放量/车公里

（吨/公里）

抽样调查或其他研

究报告

i：城市交通运输方式

“自上而下法”（上）和“自下而上法”（下）公式



“自下而上法” 分解图



中国道路交通碳排放监测模型



中国道路交通碳排放监测模型

排放模型

车队模型

排放因子数据库

小汽车碳排放



不同等级的计算精度


车队信息



抽样调查的最小样本量计算

• n 最小样本量 • N 车辆总数 • 𝜀 最大允许误差（5%） • z 置信区间（95%z=1.96） • P 子类型数量占比


2000辆

第一步：测量“真实驾驶模式”，从而得出代表性交通状况

第二步：根据测量的驾驶模式确定典型交通状况

第三步：测量真实排放量，从而得出可靠排放因子

第四步：利用PHEM 模式计算所有交通状况的排放因子



排放因子测试

“小汽车”按排量和排放标准分类的排放因子

运行等级畅通基本畅通轻度拥堵中度拥堵严重拥堵

道路服务水平等级 1 2 3 4 5

快速路 V > 65 50 < V ≤ 65 35 < V ≤ 50 20 < V ≤ 35 V ≤ 20

主干道 V > 40 30 < V ≤ 40 20 < V ≤ 30 15 < V ≤ 20 V ≤ 15

次干道、支路 V > 35 25 < V ≤ 35 15 < V ≤ 25 10 < V ≤ 15 V ≤ 10

城市道路运行等级划分表（单位：公里/小时）

电网名称覆盖省市

华北区域电网北京市、天津市、河北省、山西省、山东省、内蒙古自治区

东北区域电网辽宁省、吉林省、黑龙江省

华东区域电网上海市、江苏省、浙江省、安徽省、福建省

华中区域电网河南省、湖北省、湖南省、江西省、四川省、重庆市

西北区域电网陕西省、甘肃省、青海省、宁夏自治区、新疆自治区

南方区域电网广东省、广西自治区、云南省、贵州省、海南省

电网名称 EFgrid,OM,y(tCO2/MWh) EFgrid,BM,y(tCO2/MWh)

华北区域电网 1.0302 0.5777

东北区域电网 1.1120 0.6117

华东区域电网 0.8100 0.7125

华中区域电网 0.9779 0.4990

西北区域电网 0.9720 0.5115

南方区域电网 0.9223 0.3769

中国电网的区域划分

中国区域电网基准线排放因子

电能的排放因子


根据监测数据需求表，收集了苏州、成都、哈尔滨三个试

点城市公交、出租和小汽车的保有量、客运量和燃油消耗量以

及道路长度等统计数据，并通过对道路截面的车速和车流量的

实地调查，确定了不同道路类型和道路服务水平占比（畅通、

基本畅通、轻度拥堵、中度拥堵和严重拥堵）。另外，通过对

2000辆小汽车的抽样调查，推测出试点城市不同排量和车龄的

小汽车的年均行使里程。

三个试点城市：苏州、成都、哈尔滨


苏州 • 2014年，苏州市城市公共汽车4300辆，轨道交通

215辆，出租车4803辆，私人小汽车96.68万辆。其中，公共汽车共运送旅客6.38亿人次，轨道交通1.16亿人次，出租车1.18亿人次。


0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

公共汽车轨道交通出租车

客运量（亿人次）

图5 苏州市城市公共交通和出租车客运量

苏州


0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 >15

小汽车保有量

车龄

排量≤1.4L 排量1.4-2L 排量>2L

图6 苏州市私人小汽车保有量随车龄和排量分布

47.55%

36.50%

15.95%

<1万公里

1-2万公里

>2万公里

图7 苏州市小汽车行驶里程

苏州


0.00%

5.00%

10.00%

15.00%

20.00%

25.00%

30.00%

35.00%

图8 苏州市道路类型及服务水平等级

苏州 • 2014年，苏州市城市公交的能耗量为11.56万吨标准煤，

其中柴油消耗量最多，占70.39%；出租车的能耗量为6.44万吨标准煤，其中柴油消耗量最多，占53.83%。


70.39%

18.08%

11.53%

柴油天然气电能

53.83%

0.23%

45.94%

汽油柴油天然气

图9 苏州市城市公共交通（左）和出租车（右）能耗结构

成都

• 2014年，成都市城市公共汽车14262辆，轨道交通324辆，出租车18416辆，私人小汽车288.36万辆。其中，公共汽车共运送旅客19.79亿人次，轨道交通2.42亿人次，出租车4.84亿人次。


0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

公共汽车轨道交通出租车


图10 成都市城市公共交通和出租车客运量

成都


图11 成都市私人小汽车保有量随车龄和排量分布图12 成都市小汽车行驶里程

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ≥15

小汽车保有量

车龄

排量≤1.4L 排量1.4-2L 排量>2L

39.28%

39.64%

21.08%

<1万公里

1-2万公里

>2万公里

成都


图13 成都市道路类型及服务水平等级

0.00%

5.00%

10.00%

15.00%

20.00%

25.00%

30.00%

成都 • 2014年，成都市城市公交的能耗量为32.61万吨标准煤，

其中天然气消耗量最多，占97.05%；出租车的能耗量为28.13万吨标准煤，其中天然气消耗量最多，占88.94%。


图14 成都市城市公共交通（左）和出租车（右）能耗结构

1.82% 0.23%

97.05%

0.90%

柴油汽油天然气电能

11.06%

88.94%

汽油天然气

哈尔滨 • 2014年，哈尔滨市城市公共汽车5179辆，轨道交通102辆，轮渡42艘，出租车15259辆，私人小汽车72.95万辆。其中，公共汽车共运送旅客11.27亿人次，轨道交通5386万人次，轮渡412万人次，出租车4.66亿人次。


0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

公共汽车轨道交通轮渡出租车


图15 哈尔滨市城市公共交通和出租车客运量

哈尔滨


图16 哈尔滨市私人小汽车保有量随车龄和排量分布图17 哈尔滨市小汽车行驶里程

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

小汽车保有量

车龄

排量≤1.4L 排量1.4-2.0L 排量>2.0L

39.91%

49.22%

10.87%

<1万公里

1-2万公里

>2万公里

哈尔滨


图18 哈尔滨市道路类型及服务水平等级

0.00%

5.00%

10.00%

15.00%

20.00%

25.00%

30.00%

哈尔滨 • 2014年，哈尔滨市城市公交的能耗量为27.57万吨标准

煤，其中天然气消耗量最多，占58.94%；出租车的能耗量为18.09万吨标准煤，其中天然气消耗量最多，占68.93%。


图19 哈尔滨市城市公共交通（左）和出租车（右）能耗结构

24.18%

8.54%

58.94%

8.35%

柴油汽油天然气电能

22.21%

8.86%

68.93%

汽油柴油天然气


苏州

成都

哈尔滨




苏州市、成都市交通碳排放汇总（单位：万吨二氧化碳）

8.64% 3.59%

87.78%

公共交通

出租车

小汽车

4.38%

3.84%

91.78%

公共交通

出租车

小汽车



哈尔滨市交通碳排放汇总（单位：万吨二氧化碳）

18.91%

11.84%

69.24%

公共交通

出租车

小汽车



苏州成都哈尔滨公共汽电车 1.60 1.65 2.33 轨道交通 1.15 4.27 出租车 5.46 5.81 3.87

试点城市单位客运量能耗强度对比（单位：吨标准煤/万人次）

苏州成都哈尔滨公共汽电车 4.04 2.73 4.07 轨道交通 2.56 9.51 出租车 10.11 9.79 6.87

试点城市单位客运量碳排放强度对比（单位：吨二氧化碳/万人次）



苏州成都哈尔滨排量<1.4L，国一 1.83 14.31 3.15 排量<1.4L，国二 3.87 22.77 2.94 排量<1.4L，国三 4.30 31.67 3.36 排量<1.4L，国四 19.24 167.12 22.06 排量<1.4L，国五 9.53 79.15 11.05 排量>2L，国一 4.23 4.78 1.53 排量>2L，国二 6.13 14.07 4.33 排量>2L，国三 9.66 19.84 5.71 排量>2L，国四 27.99 87.39 21.68 排量>2L，国五 14.80 65.56 13.42

排量1.4-2L，国一 3.45 12.14 1.66 排量1.4-2L，国二 15.04 25.71 5.22 排量1.4-2L，国三 20.29 41.97 7.82 排量1.4-2L，国四 83.04 266.27 44.68 排量1.4-2L，国五 68.26 279.61 39.02

总计 291.66 1132.35 187.64

试点城市小汽车碳排放按排量和排放标准分类对比（单位：万吨二氧化碳）


研究展望：

1）开展模型整合：面向交通管理

2）建立交通模型，实现交通模型与排放模型的连接

3）排放量化：碳排放和污染物排放

4）开展结果分析：基于不同服务水平、空间分布等

5）建议部分抽样车辆安装OBD（On-Board Diagnostic，即“车载

诊断系统”），可以记录各种类型小汽车的行使里程、燃油消耗

量等数据。



• 鼓励发展清洁能源车辆和新能源车辆。鼓励发展天然气等清洁能源车辆，可以节约化石燃油；鼓励发展混合动力车辆，可以实现20%-40%的节油率和节气率，碳减排效

果显著；鼓励发展纯电动车辆，可以节约化石能源，使用清洁型的能源类型——电

能，实现移动源排放转为固定源排放，更便于采取碳捕捉、碳封存等治理措施。



• 优化出行结构。借助“公交都市”等示范工程，切实落实公交优先发展战略，提升公交和出租车的智能化管理水平，实现交通运输精细化管理，全面提升公共交通服务水平；研究并实施交通需求管理政策，减少小汽车的使用频率，引导居民选择高效率、低能耗、低排放的城市公共交通出行，缓解城市交通拥堵并减少碳排放。



• 鼓励绿色出行。通过法律法规、标准、财政、管理、规划等方面的改革，全面提升慢行交通的角色地位，保障慢行交通的优先通行权，完善停车、安全等配套设施，真正建设“以人为本”的步行和骑行环境，为绿色出行提供重要保障，提升绿色出行的吸引力。



• 加强能力建设，建立城市的交通模型。建立城市的交通需求模型，实现交通规划目标和减排目标的衔接，搭建系统的、可操作的城市交通能耗监测统计体系，为实现交通碳排放量化管理、碳交易以及交通规划、环境影响评估等提供有力技术支撑。



• 建议苏州、成都、哈尔滨城市，考虑小汽车车龄、车型、排放标准等方面，各选择500台小汽车，安装OBD（On-Board Diagnostic，即“车载诊断系统”），可以

记录各种类型小汽车的行使里程、燃油消耗量等数据（每个安装成本仅100余元，每个城市的成本约5-6万元）。


2015/4/23 城市交通研究中心 CUSTReC 46

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