交通节能对我国能源可持续发展的贡献

Energy of China - - 节能宣传周专刊 -

伊文婧,朱跃中,田智宇

(国家发展和改革委员会能源研究所,北京 100038)

摘要:交通运输是我国重要的用能领域,交通能耗自改革开放以来呈快速增长趋势。为抑

制车辆保有量快速增长带来油品消耗的激增,国际已经陆续出台了四阶段的《乘用车燃料消耗限值》标准。未来交通技术和结构节能蕴含着巨大节能潜力,对控制我国能源消费总量、实现碳排放尽早达峰、保障能源安全、解决区域环境污染等问题具有重要作用和意义,有利于我国能源的可持续发展。

关键词:交通节能;乘用车燃料消耗限值;能源可持续发展

中图分类号:F206 文献标识码:A 文章编号:1003-2355-(2017)05-0029-05 Doi: 10.3969/j.issn.1003-2355.2017.05.007

Abstract: Transportation sector is one of the important energy end use sectors, which exhibits emerging energy consumption increase since the reform and opening up. To curb the increasing momentum of oil consumption from the rise of vehicle ownership, four stages of Limits on Fuel Consumption of Passenger Vehicles has been issued consecutively. There is great potential in transportation energy savings by technology improvement and structural shift, which is beneficial for energy sustainable development including energy consumption capping, early peaking of CO2, energy security improvement and local pollution reduction.

Key words: Transportation Energy Conservation; Limits on Fuel Consumption of Passenger Vehicles; Energy Sustainable Development

1 车辆燃油经济性提升减缓了我国交通能耗的快速增长趋势

交通运输业是国民经济的重要组成部分,其正常运行有利于保证我国社会经济的稳步发展,交通运输能耗是运送物资、人员和信息过程中消耗的动力,交通运输的快速发展伴随着能耗的增长,特别是油品的消耗。我国是一个石油储量并不丰富的国家,2016 年石油对外依存度超过 65%,交通用油占全社会石油消费的一半左右。交通用能的快速增长给我国能源安全带来巨大压力,同时也给应对气候变化、控制区域环境污染和可持续发展带来挑战。交通运输节能问题一直是全社会节能的重点领域,交通运输部门自“十一五”时

期以来就提出了基于各运输方式的能耗下降目标,加大了节能减排措施的实施力度,实施了重点节能工程,在技术节能和管理节能方面取得了有效进展。

为缓解汽车保有量不断增长所引起的能源和环境问题,进一步降低我国汽车燃料消耗量水平,国家自 2004 年起先后公布了四个阶段的《乘用车燃料消耗限值 》标准,2016 年实行的第四阶段标准,目标是在 5年内将乘用车平均燃料消耗量降到 5 L/100km。该阶段标准是基于“企业平均燃料消耗量”的概念,将汽车企业作为评价对象,在确保实现汽车节能总体目标的同时,给予企业更多的灵活性,有助于推动汽车行业技术进步和结构调整,促进传统汽车和新能源汽车协调发展。

由于消费者偏爱 SUV、MPV 等大型车辆,我国乘用车有大型化趋势, 2015 年 6.9L/100km 目标的完成略有差距。但总体上来看,实施了 10 多年的《乘用车燃料消耗限值》标准对于有效控制我国车用油品的快速增长,特别是在我国乘用车保有量快速增长的阶段( 2005 年我国千人车辆保有量 24辆,2015 年增长到 118 辆 )发挥了重要作用。

根据国际清洁交通委员会对全球乘用车百公里油耗标准的研究,我国在 2005 年之前乘用车效率在全球处于落后地位,随着四阶段车辆燃料消耗限制标准的出台,我国 2020 年车辆目标效率已经超过美国和日本的标准,平均百公里油耗要达到 5L。按照 2005 年以来我国车辆保有量增长情况粗略测算,假定车辆年运行距离为 15000km,则 2006—2015 年由燃油经济性标准提升累计可以节约油品消费约 8000 万 t。

2 未来我国交通能耗的增长趋势及对能源可持续发展的影响

2.1 未来我国交通能耗仍将快速增长目前交通运输部门能耗量约占全国终端能耗的 10% ,即使按照国际通用的方法折算 1,2014年我国交通运输能耗为 4.3 亿 tce,占全社会终端能耗比重为 13.7%2。发达国家交通运输能耗占终端能耗比重通常在 20%~40% 之间,随着经济发展和生活水平的提高,我国交通用能占全社会能耗比重上升是必然趋势,并将成为能源消费增长的最主要领域。从人均交通用能来看,我国人均的 交通能源消费量与发达国家的差距更为明显,各主要发达国家人均交通用能都在 0.6toe 以上,而2010 年我国人均交通用能仅为 0.16toe,不到美国人均交通能源消费量的 1/13。

重塑能源课题组对未来我国经济社会和能源需求的发展趋势进行了展望和情景分析,在该分析模型和前提假设的基础上,笔者对交通节能对能源可持续发展的贡献和作用进行了分析。

如果延续目前发展趋势,人口更多地向大城市和东部沿海集聚、工业化转型升级没有出现突破性的飞跃,要满足相应的物流、人流、能源等的移动,交通运输周转量成倍增长。在参考情景下,到 2050 年货物周转量增长 3.9 倍,旅客周转量增长 4.9 倍,私人汽车保有量增长 5.9 倍。交通运输结构依然按照以往的模式继续发展,铁路、水路等能源效率高的交通运输方式占比较低的状态没有得到根本性改善。同时,交通工具运输效率持续提高,特别是电动汽车和天然气车船的使用使交通能源结构得到一定程度优化。在这些大背景下,交通运输能源需求快速增长,油品需求和碳排放持续增加。

参考情景下, 2050 年交通运输部门能源消费量达 13.5 亿 tce ,比 2010 年的 3.1 亿 tce 增长3.4 倍,年均增长率为 3.8%,其中 2030 年之前增长速度较快,年均超过6% 的增长速度, 2030— 2050 年增速稍微趋缓,年均增长率为 1.5% 左右。2050 年前交通运输部门能源消费不会出现峰值。从终端用能结构来看,油品仍然是交通终端用能的绝对主体,2050 年油品消费量达到 10.9 亿 tce,但在终端交通用能中的比重从 2010 年的 97.3% 缓慢减至 2050 年的 81.0%。相应的,2050 年碳排放量比基年 2010 年翻了两番,从 2010 年的 6.4 亿tCO2 增长到 27.2 亿 tCO2,2050 年前不会出现二氧化碳的排放峰值。

2.2 交通能耗增长给能源可持续发展带来巨大挑战

如上所述,如果不改变目前交通运输发展模式,2050 年交通油品消费量达到 10.9 亿 tce(相当于 7.6t 原油)。而且,目前国内油田石油产量稳产增产的难度不断加大,多项研究表明,我国国内石油产量在较长时期内会保持相对稳定,

2030 年以前年产稳定在 2 亿 t 原油左右,2030— 2050 年稳定在 1.9 亿 t 原油左右。如果 2050 年国内石油产量保持在 1.9 亿 t 左右,届时石油进口对外依存度将达到 88.0%1 ,这比美国历史上石油对外依存度最高的 67% 还高出 20 多个百分点。考虑到世界油气资源的 3/4 分布在中东、俄罗斯及中亚地区,加之地缘政治、输送通道安全等因素,届时我国能源安全保障将面临极大压力。此外,随着石油对外依存度的升高,国际能源价格的波动对国内经济活动将产生巨大影响,对我国的经济安全、社会稳定也将带来较大风险。

机动车使用是造成雾霾及环境污染的重要原因,特别是在北京、上海、成都等大中型城市,交通运输粗放发展导致的拥堵、污染物排放等问题,已经严重损害城市居住环境。研究表明,机动车的 PM2.5 排放占北京市 PM2.5 排放的 20% 左右,重污染时段达 40% 以上。一些中小城市千人 汽车保有量甚至超过大中城市水平,面临的问题和矛盾尤其突出。

交通运输发展面临着碳减排压力和挑战。在参考情景下,交通运输碳排放量 2050 年前不会出现峰值,2050 年碳排放量将达到 27.2 亿 tCO2。这对我国 2030 年实现碳排放峰值具有不利影响。此外,国际航空航海业具有跨国界的特征,我国的飞机和船舶目前正在遭受欧盟等碳排放标准的影响和制约,为提高我国航空和远洋船舶竞争力,也需要在交通工具的碳排放标准方面做出更多的改进。

以私家车为主的出行方式对环境、社会发展带来极大“负外部性”影响。小汽车在提供可达性的同时,还有很高的外部成本,集中体现在3 个方面:一是与小汽车行为相关的外部影响,包括空气、噪声、水和土壤污染,交通事故等;二是与车辆相关的外部性,包括车辆生产和处置导致的污染、停放的土地占用及停车区的拥挤等;三是与运输基础设施密切相关的外部性,包括视觉干扰、对社区的隔离障碍效应、对生态环境的分离效应。拥堵导致出行时间增长,降低了城市运行的效率,影响城市的吸引力和竞争力,同时付出了很大的经济损失的代价。北京市的调查和测算表明,公共汽车平均运营速度每下降 1km/h,相当于损失 200 部公共汽车的运力,经济损失高达 1 亿元。

3 交通节能对能源的可持续发展的重要贡献

能源供需矛盾及能源消费引起的环境问题是制约我国可持续发展的紧约束,我国能源可持续发展的战略是加快调控转型,强化节能优先,优化多元结构,实现绿色低碳发展。交通节能对控制能源消费总量、实现碳排放达峰、保障能源安全和改善区域环境都有积极贡献。交通节能可以减少交通运输领域的能源消费,特别是油品的消费,对我国能源的可持续发展有积极作用。

3.1 交通技术和结构节能可有效降低能源需求宏观经济结构的转型升级和新型城镇化都会给交通运输能耗产生影响,特别是宏观经济中产业结构调整和大宗货物运量的变化会对此产生影响。但就交通领域本身而言,技术升级和结构优化对于降低交通能耗具有重要作用和潜力。

如果与冻结了基年交通运输工具技术效率水平的情景相比,至 2050 年技术节能可以产生 3.2亿 tce 的节能潜力,其中包括电动汽车、氢燃料电池汽车、铁路电代油等燃料替代技术产生的节能潜力。推动交通运输结构优化,以高效低碳的铁路、公共交通等替代卡车、私家车等运输出行方式,至 2050 年结构节能可以产生 2.4 亿 tce 的节能潜力。因此,在交通运输领域充分发挥结构节能和技术节能的潜力,至 2050 年可以产生 5.6 亿tce 的节能量,这对抑制我国能源消费量的过快增长,保障能源安全具有重要作用和意义。

3.2 交通运输终端用能和碳排放在 2035 年左右达到峰值

重塑情景下,未来交通用油将保持较低的增速,到 2050 年,交通部门石油需求量仅为 2.3 亿toe ,仅比 2010 年增加 14% ,仅为届时参考情景石油需求量的 31% ,并且在 2030 年左右达到峰值,约为 4.1 亿 toe(5.8 亿 tce )。到 2035 年,交通终端能源需求达到 7.2 亿 tce 的峰值,碳排放也在 2035 年左右达峰,峰值水平约 14.5 亿 tCO2,到 2050 年进一步下降到 12.3 亿 tCO2 ,交通运输发展实现与碳排放的“脱钩 ”,见图 5。

3.3 交通运输用能实现清洁化、多元化、电气化

通过不断提升交通工具的燃油经济性,大力发展替代燃料,未来交通运输能源需求不仅增速放缓,用能结构也将显著改善,摆脱了对油品高度依赖,实现与油品需求的“脱钩 ”。2050 年,生物燃料、天然气以及电力将成为重塑情景下未来交通用能增速最快的能源品种,电力消费一跃成为第二大交通用能品种,天然气成为第三大交通 用能品种,见图6。同期柴油需求的年均增长率仅为 0.6%,2050 年柴油需求量为 1.87 亿 tce,仅比2010 年水平增长 0.2 倍。随着常规汽油车效率的大幅改进以及替代燃料的发展,2050 年汽油需求量仅为 4842 万 tce,比 2010 年水平下降 82%。航空煤油需求同期保持 2.9% 的年均增速,与过去发展相比增速明显下降。 3.4 交通运输综合能源利用效率大幅提升

“十一五”时期我国提出了强制性的节能减排目标,交通运输部门加大了节能减排措施的实施力度。但近十多年来,交通运输结构向高能耗强度方式转变的趋势并没有得到根本性逆转,铁路、水路所占比重仍在下降,公共交通出行的比重在大多数城市中仍赶不上私家车比重的增长,交通部门综合单位周转量能耗虽由升转降,但下降趋势缓慢 1。在重塑情景下,2050 年铁路、水运等运

输方式扭转了所占比重下降态势,城市客运随着ITS 的发展,公共交通的服务质量不断改进,在城市交通结构中的比重不断提高,与此同时,随着技术进步,公路、铁路、水运、民航等不同交通运输的能源效率显著改进,未来交通的综合运输效率明显提升,见图 7。与 2010 年相比,2050 年每万吨公里能耗为 0.09tce,下降 40% 左右;如果换算成单位 GDP 能耗,交通运输部门的能源强度至少下降 60% 以上。

在重塑情景下,随着交通运输用能结构的改善与交通运输综合能源效率的提高,特别是天然气、电力等低碳、无碳交通工具的增加以及货车油品质量的改善、排放管控措施的实施,交通部门单位能源的污染物排放强度将大幅减少。表现在污染物排放上,2020 年左右可以基本实现主要城市交通运输污染物排放下降。

4 结论与政策建议

4.1 我国交通运输能耗处于快速增长通道,给能源可持续发展带来巨大压力

我国交通运输能耗水平与发达国家相比,无论从终端能耗占比还是人均消费水平比较来看都较低,未来随着经济社会发展和人民收入水平的提高,将引发对交通的需求增加,由此带来能耗的持续增长。交通能耗增长已经给我国能源安全、 区域环境污染、碳减排等带来巨大压力,因此交通是我国在应对能源及相关环境问题时研究的重要领域。

4.2 车辆燃油经济性标准等制度有效减缓了交通能耗的快速增长

针对乘用车保有量及消耗油品增长速度过快的问题,我国已经出台了四阶段的《乘用车燃料消耗限值》标准,有效减缓了我国成品油的增长速度,并使我国的乘用车燃油经济性水平跻身于世界领先梯队。

4.3 控制能源消费总量需要交通技术和结构节能发挥作用

至 2050 年交通技术进步和结构优化的节能潜力达 5.6 亿 tce ,这意味着可以减少能源消耗 5.6亿 tce,同时降低供应侧压力。交通能耗的降低不是以减少交通运输服务为代价,因此可以有效提升交通运输综合能源利用效率,实现跨越式发展。

4.4 限制交通能耗过快增长,实现能源可持续发展

交通能耗保持低速增长,同样也意味着油品保持较低增速,并且在 2030 年达峰,可有效缓解能源安全压力。同时交通碳排放也在 2035 年达峰,实现交通运输发展与碳排放的“脱钩”。交通节能对于我国强化节能优先,优化多元结构,实现绿色低碳的能源可持续发展战略具有重要贡献。

参考文献:

[1] 国家统计局. 中国能源统计年鉴 2016[M]. 北京:中国统计出

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[2] “我国交通运输系统中长期节能问题研究”课题组 .我国交通

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[3] 国家统计局.中国统计年鉴 2016[ M ] .北京:中国统计出版社,

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[4] 伊文婧.我国交通能耗及形势分析[ J ] . 综合运输,39(1):5-10.

[5] 伊文婧,朱跃中,田智宇.我国交通运输部门重塑能源的潜力

路径和实施效果[ J ] . 中国能源,2017,39(1):32-37.

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