我国公路交通网碳排放监测体系构建关键问题与应对思考

杨飞，王嘉鑫，田红，等．我国公路交通网碳排放监测体系构建关键问题与应对思考[J]．交通运输研究，2022， 8(3)：103—110． YANGF，WANGJX，TIANH，etal[J]．Keyissuesandcounternleasuresinbuildingacarbonemissionmonitoringsystemforhighwaytransponationne觚orkinChina[J]．TransportResearch，2022，8(3)：103-1l0． DOl：10．16503／j．cnki．2095—9931．2022．03．0l1 我国公路交通网碳排放监测体系构建 关键问题与应对思考 杨飞1，王嘉鑫1，田红2，周涛3 (1．西南交通大学交通运输与物流学院，四川成都611756；2．成都机动车环保技术有限公司国家环境保护机动车污染控制与模拟重点实验室(成都基地)，四川成都610100； 3．重庆市交通规划研究院，重庆401147) 摘要：为探索公路交通活动碳排放时空分布特征，提出构建适用于我国公路交通网的碳排放监测体系。首先，对比分析了现阶段碳排放量测算主流方法(核算法与遥感法)的优缺点，明确了监测法具有的动态实时、数据可靠的优点及其在公路交通领域的应用价值，即：可实现公路交通碳浓度的连续监测，能够直观反映监测区域碳排放的动态变化情况。其次，分析了构建碳排放监测体系选址布点的主要影响因素，包括交通量、地形地貌与气象环境因素，并提出应采用交通流与碳排放仿真分析，从典型排放路段和碳排放扩散模式两方面考虑公路交通网碳排放监测体系的选点布局。最后，展望了公路交通网碳排放监测体系的应用场景。 关键词：低碳交通：公路交通网：碳排放监测：仿真分析；点位布局 中图分类号：U491．1文献标识码：A文章编号：2095-9931(2022)03—0103-08 KeyIssuesandCountermeasuresinBuildingaCarbonEmission MonitoringSystemforHighwayTransportationNetworkinChina YANGFeil，WANGJia—xinl，TIANHon92，ZHOUTa03 (1．SchoolofTransportationandLogistics，SoumwestJiaotongUniVersi饥Chengdu611756，China； 2．StateEnvironmentalprotectionKeyLaboratoryofvehicleEmissionCon仃01andSimulation(Chengdu)， ChengduMotorVehicleEnvironmentalProtectionTechnologyCo．，Ltd．，Chengdu610100，China； 3．ChongqingTransportP1锄ingInstitute，Chongqing401147，China) Abstract：InordertoeXplorethecharacteristicsofthespatialaIldtemporaldistributionOfcarbonemis- 收稿日期：2022．04-01 第一作者：杨飞(1980一)，男，重庆长寿人，博士，教授，博士生导师，研究方向为交通大数据与智能交通。E-mail：y锄gfei-仃a币c@swj仉．edu．cn 通讯作者：王嘉鑫(1999一)，男，吉林松原人，硕士研究生，研究方向为交通大数据与智能交通。 E-mail：wan自iaXin-廿’amc@163．com TRANSPORTRESEARCH103 万方数据 第8卷第3期I2022 sions丘．omhighwaytramcactiVities，meconstrLIctionofacarbonemissionmonitoringsystemapplica-bletoChina7shi曲waytransportationne觚orkwasproposed．Firstly，theadVantagesanddisadVantag—esofthetwomainstreammethodsofcarbonemissionmeasurement，namelyaccountingmethodand remotesensingmethod，werecomparedandanalyzed．Secondly，mep印erclarifiedtheadVantagesof memonitoringmethodintemsofdynamicandreal一time，reliabledata．Furthemore，itsapplicationvalueinthefieldofhighwaytransponationwaseXpounded，matis，itcouldrealizethecontinuousmonitomgofhighway仃ansportationcarbonconcentrationandVisuallyreflectedthedynamicchange ofcarbonemissioninthemonitoringarea．Then，themainfactorsinnuencingmelocationoftheca卜 bonemissionmonitoringsystemwereanalyzed，mainlyincludingtramcVolume，topographyandme-teorologicalenvironment．AnditwaspmposedthattramcnowandcarbonemissionsimulationanaIy-sisshouldbeusedtoconsiderthelocationlayoutofthecarbonemissionmonitoringsystemofhigh- waytransponationne帆orkinte吼sof帅icalemissionsectionsandcarbonemissiondi瓶sionpat— tems．Finally，thep印erforesawtheapplicationscen撕osofthecarbonemissionmonitoringsystemforhighwaytransponationne铆ork． Keywords：low—carbontransportation；hi曲waytransportationnet、)Irork；carbonemissionmoni- toring；simulationanalysis；monitoringpointlayout 0引言特点，等等。基于排放模型或实测数据的碳排放 计算主要通过构建具有本地化特征的碳排放计算 交通运输行业是碳排放的重要来源，推动交 模型、数据库，并结合交通运行等数据计算不同 通行业低碳化转型具有重要意义。我国正在积极 尺度的交通碳排放量，如：孙健等H使用监测设 推进交通运输行业减碳降排相关工作。2021年10 备记录了机动车不同行驶特征下的碳排放数据，基 月《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发 展理念做好碳达峰碳中和工作意见》发布，明确于监测结果标定了机动车排放模型(MotorVehicle EmissionSimulator，MOVES)，并逐层分析了微观、 提出“加快推进低碳交通运输体系建设”“加强 二氧化碳排放统计核算能力建设，提升信息化实中观、宏观三个时空尺度的碳排放量。除碳排放 测水平”【l】。在中央政策的指导下，全国各省市总量测算外，部分学者还对道路交通碳排放的时 纷纷制定相应的减排规划和政策，落实推进碳达空分布特征进行了分析，如：高洁【5】和范育洁旧均 峰、碳中和工作。公路交通是我国交通碳排放的使用能源消耗数据测算了我国不同区域、各省交 主体，准确掌握公路交通碳排放水平对落实推进通运输的碳排放时空特征。总体来看，核算法数 “双碳”战略，制定绿色交通发展策略具有重要据获取难度低，计算便捷，但对细分层次的碳排 意义。放核算效果有限；模型法本地化程度高，计算精 现阶段，我国公路交通运输的碳排放总量测度高，但对数据要求也较高。 算主要采用基于统计数据的核算法与基于排放模近年来，碳排放监测凭借其数据动态连续、 型或实测数据的计算法。基于统计数据的核算法实时、准确的优势，在控制温室气体排放领域发挥 有：聂华伟障1采用能源消耗数据，自上而下地对着越来越重要的作用。美国与欧盟在碳排放监测 贵州省道路客运交通运输碳排放进行了核算，并领域起步较早，其主要使用烟气排放连续监测系 提出了贵州省道路交通运输碳排放清单；陈诚统(ContinuousEmissionMonitoringSystem，CEMS) 等口1采用投人产出法与过程分析法对福建省道路对能源企业碳排放进行监测。2021年我国生态环 运输碳排放量进行了测算，并比较了两种方法的境部发布了《碳监测评估试点工作方案》，提出 104交通运输研究 万方数据 、，01．8No．3杨飞，等：我国公路交通网碳排放监测体系构建关键问题与应对思考 对五大重点行业、城市温室气体及区域温室气体文将对如何构建适用于我国公路交通网的碳排监 进行试点监测。碳排放监测相较于核算法和模型测体系进行探讨，分析构建交通碳排放监测体系 法，具有数据获取便捷、数据可信度高等优势，的关键影响因素，并展望其应用场景。现阶段主要应用在能源、钢铁、废弃物处理等行 业，而交通运输活动的碳排放源较为分散，因此 1“双碳”战略背景下的交通碳排放 碳排放监测技术的应用存在难度，需进一步研究 和探索。监测需求 综上所述，当前对于道路运输碳排放量的研1．1交通碳排放总量 究已具备一定基础，但其成果主要集中在排放总据国际能源署(IntemationalEne唧Agency， 量的测算上，而对道路运输碳排放时空分布的研IEA)统计数据，我国交通运输业2019年CO：排 究相对较少，且主要集中在区域、省际层面，对放量为901MT，仅次于电力与供暖行业及工业， 于城市群内部公路通道等更微观层面的碳排放时如图1所示。同时，公路运输客货运周转量大， 空特征研究得不多。为探索公路交通的碳排放测能源消耗量高川，是交通领域碳排放的重要来源。 算方法，实现公路交通碳排放的精细化测算，本各运输方式客货运周转量如表1所示。 6咖 5咖 4咖 3咖 2咖 1咖 o 累累g器基：金累g誊器星基星星墨基墨妄篓8心小西心西小小心西西oooo2=22=：2==篓呈 oooooooooooooooo -_-一_一-一__-_-_-__一-一NNNNNNNNNNNNNNNNNNNN 年份 图l1990—2019年我国各行业cO：排放量 表12020年我国各运输方式客货运周转量1．2交通碳排放核算法 根据《环境空气质量标准》(GB3095— 2012)，环境空气污染物监测项目不含C02【¨】，因此现阶段的大气环境监测工作不包含CO：监测， 只有部分重点行业(如火力发电)会开展CO：排放监测。交通运输领域的碳排放量主要通过自上 而下和自下而上的核算法进行评估，如：任纪佼 现有研究表明，我国货运运输结构存在较大等1121基于能源消耗量、机动车保有量等数据对优化空间，推动“公路转铁路”“公路转多式联天津市交通碳排放量进行了核算，结果如图2 运”等运输结构调整将是我国未来发展低碳交通所示。 的重要方向【卜1们，有必要开展针对公路低碳转型自上而下法是通过能源消耗总量对碳排放量评估的研究。进行核算。根据权威部门公布的能源消耗数据， TRANSPORTRESEARCH105 万方数据 年份 图22006—2012年天津市交通碳排放量核算结果¨2 计算出每类燃料消耗产生的碳排放总量，将每种法被联合国政府间气候变化专门委员会(Inter． 燃料消耗产生的碳排量汇总即可得到全行业碳排govemmentalP锄