蔣惠園，白 帆

(武漢理工大學 交通學院，湖北 武漢 430063)

隨著市氣低候碳問經題濟的已備成受為關全注球，性發(fā)共展識城。交通工具是城市溫室氣體排放的主要源頭，發(fā)展城市低碳經濟首先需要發(fā)展低碳交通。在大中城市發(fā)展軌道交通不僅能改善和緩解城市人口出行的交通壓力，還能減少城市資源浪費、保護環(huán)境。因此，在紛紛致力于發(fā)展低碳經濟的背景下，對城市軌道交通的低碳經濟效益進行評價研究，有助于引導我國城市軌道交通健康快速發(fā)展，對我國城市低碳經濟的發(fā)展具有重要指導意義。

1 城市低碳經濟的內涵

“低碳經濟”主要包括兩方面內容：①“低碳”是要將當前較高的碳排放強度降低到自然資源和環(huán)境能耗有效配置和利用的目標；②“經濟”是以更低的溫室氣體排放強度支撐并加速社會經濟的發(fā)展，保障和提升社會就業(yè)水平，實現(xiàn)經濟、社會與環(huán)境的協(xié)調發(fā)展[1]。低碳經濟是通過更少的自然資源消耗和更少的環(huán)境污染，獲得更多的經濟產出；是創(chuàng)造更高生活標準和更好生活質量的途徑和機會，為發(fā)展、應用和輸出先進技術創(chuàng)造機會[2]。隨著國際社會對氣候變化影響關注日益加強，世界各國不斷加強發(fā)展低碳經濟以應對全球變暖、CO2減排任務，低碳經濟正逐漸成為城市研究的熱點。

“城市低碳經濟”是在城市發(fā)展低碳，包括低碳生產和低碳消費，建立可持續(xù)的良性能源生態(tài)體系。它強調以低碳理念為指導，在一定的規(guī)劃、政策和制度建設推動下推廣低碳理念，以低碳技術和低碳產品為基礎，以低碳能源生產和應用為主要對象，由公眾廣泛參與，通過發(fā)展當?shù)亟洕吞岣呷藗兩钯|量，為全球碳排放減少做出貢獻[3]。

2 城市軌道交通低碳經濟分析

城市軌道交通包括地鐵、輕軌、獨軌、自動導軌、磁懸浮等幾種類型的現(xiàn)代化城市快速交通方式。與常規(guī)城市交通工具相比，軌道交通具有運量大、效率高、污染小、能耗低、噪音低、占地少、乘坐舒適方便等特點，在城市節(jié)能減排、環(huán)境質量影響、生態(tài)影響等方面體現(xiàn)了明顯的低碳經濟特征。

2.1 軌道交通能源消耗和排放量比較

（1）能源消耗。與城市其他交通方式相比，軌道交通在能源消耗方面是最低的。軌道交通每公里人均能耗只占小汽車的 8.4%，占公交車的 31.3%。主要城市交通工具的單位能耗見表1[4]。

表1 主要城市交通工具的單位能耗表

（2）排放量。為實現(xiàn)城市經濟的低碳發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展，降低城市排放強度是一種重要的方式和手段。而城市軌道交通使用的無碳能源電能，其排放量比小汽車、公交車等其他城市交通方式都要少。在大城市中，如果軌道交通客運量達到50%左右，則CO2和NOx的排放量可分別降低92%和86%[5]。主要交通方式CO2排放強度見表2[6]。

表2 主要交通方式CO2排放強度比較

2.2 軌道交通對城市環(huán)境質量和生態(tài)的影響

與小汽車、公交車等其他城市交通方式相比，在環(huán)境質量方面，軌道交通能夠有效減少城市交通發(fā)展造成的機動車尾氣污染；控制區(qū)域環(huán)境噪聲污染，降低軌道沿線兩側的交通噪聲；有效控制震動影響的程度和范圍以及電磁輻射強度。專家研究表明：為軌道交通提供電力的發(fā)電站排放的大氣污染物比完成同等運量的公共汽車低 76%；由于軌道交通的特點 (市中心區(qū)在地下運行速度適中、車流密度低、晝間運行、夜間停運等)，該系統(tǒng)的運行噪聲比公路交通干道噪聲低 5～10 dB[7]。在城市生態(tài)方面，軌道交通能減少城市交通對自然資源和生態(tài)環(huán)境可能造成的破壞，尤其是減少對自然保護區(qū)、水源保護區(qū)，以及其他具有特殊價值的區(qū)域 (如文化古跡等) 的各種干擾破壞及負面影響。

3 城市軌道交通低碳經濟效益實證研究

以武漢市軌道交通 2 號線為例，定量分析在節(jié)能、減排方面的貢獻，以及在城市環(huán)境質量和城市生態(tài)方面的影響。

3.1 建立評價指標體系

評價指標體系的建立以影響因子為基礎，通過定性分析城市軌道交通低碳經濟效益，結合武漢市交通規(guī)劃目標及環(huán)境背景調查，確定武漢市軌道交通 2 號線的低碳經濟效益評價指標，主要包括能源消耗、排放強度、環(huán)境質量和城市生態(tài)4個方面，具體評價指標見表3。

表3 城市軌道交通低碳經濟效益評價指標

3.2 節(jié)能測算

根據武漢市城市快速軌道交通建設規(guī)劃預測，2013 年，武漢市軌道交通 2 號線一期工程的客運周轉量約為V總=13.2×108(人.km) (公交車和小汽車的客運公里分配比例約為3:1[8])，則公交車和小汽車分擔的客運周轉量分別為：

根據主要城市交通工具的單位能耗表，Q公=670 kJ/(人.km)，Q小=2 479 kJ/(人.km)，其節(jié)約能源消耗為：

3.3 減排測算

根據交通工具的燃料特性估算，公交車的碳排放強度約為每乘客公里產生120 g 碳排放，即 D公=120 g/(人.km)；出租車的碳排放強度約為每乘客公里將產生 105 g 碳排放，即 D小=105 g/(人.km)[9]。結合節(jié)能測算的數(shù)據，可以估算出武漢市軌道交通 2號線一期工程建成后，減少的碳排放量為：Q減=D公×V公+D小×V小=1.54×108kg。

3.4 城市環(huán)境質量和生態(tài)環(huán)境評價

3.4.1 層次分析法評價方法步驟

（1）建立判斷矩陣R

（2）運用特征根法計算指標權重

設判斷矩陣 R 的最大特征根為 λmax，相應的特征向量為 W，計算公式如下：

（3）一致性檢驗

一致性指標 CI和一致性比例 CR 的計算公式如下：

當 CR﹤0.1 時，認為判斷矩陣具有良好的一致性，否則應調整判斷矩陣的取值。隨機一致性指標RI的取值見表4。

表4 隨機一致性指標 RI 的取值

（4）測算綜合評價結果

根據上述步驟，確定決策方案總的優(yōu)先順序及相對權重，測算權重向量 ω 和最終的判斷矩陣 R' ，采用模糊變換進行綜合評判。

模糊綜合評判的數(shù)學模型為：B =ω.R' 。對 B進行歸一化處理得 B' ，將 B' 與模糊評判向量 F 相乘即得出綜合評價結果 X。

3.4.2 測算指標權重

根據層次分析法的步驟，通過構造判斷矩陣、進行一致性檢驗，確定各評價指標的權重。測算結果見表5—表8。層次總排序的一致性檢驗如下：

表 5 武漢市軌道交通 2 號線環(huán)境質量及生態(tài)環(huán)境評價指標權重判斷矩陣

表6 環(huán)境質量評價指標權重判斷矩陣

表7 生態(tài)環(huán)境評價指標權重判斷矩陣

表8 層次總排序列表

CR = CI/RI= 0.008<0.10，滿足檢驗。

3.4.3 運用模糊綜合評價確定分值

根據具體情況和相關資料，結合各種指標，對應于評判集 P ={很好，好，一般，差，很差}進行判斷，評判向量 F = (1 2 3 4 5)T。由于武漢市軌道交通 2 號線建設尚未竣工，在數(shù)據采集方面，采用專家評分與乘客問卷調查評分相結合的方法。綜合評價結果見表9、表10。

表9 城市環(huán)境質量評價結果

表10 城市生態(tài)環(huán)境評價結果

對應層的判斷矩陣為：

3.4.4 確定評價等級

根據測算結果，可得權重向量ω = (0.140 0.582)

根據模糊綜合評判模型，B =ω·R'=(0.270 0.250 0.190 0.046 0.002)

綜合評價值為：X =B·F =1.534

根據評語加權系數(shù)矩陣 F =(1 2 3 4 5)T，綜合評價值為：{很好，好，一般，差，很差}。綜合評價值 X =1.534，處于“很好”與“好”之間，說明 2 號線的建成對武漢市環(huán)境質量和生態(tài)環(huán)境有著積極的影響。

4 相關政策建議

城市軌道交通具有顯著的低碳經濟特征將解決城市交通問題、優(yōu)化城市布局，以及促進城市低碳經濟發(fā)展等方面有機結合起來，實現(xiàn)城市軌道交通發(fā)展與城市低碳經濟發(fā)展的協(xié)調和良性互動。

（1）政府應在軌道交通項目的審批、投融資、用地、稅收、政府貼息和擔保等方面出臺一系列長期有效的扶持政策，加速形成以城市軌道交通為骨干的低碳交通體系，促進我國城市軌道交通飛速發(fā)展。

（2）設立城市軌道交通建設專項資金，為其提供相對穩(wěn)定的資金來源。

（3）政府應建立對城市軌道交通低碳經濟效益的激勵機制。通過出臺相應的獎勵措施，完善相關激勵性制度，促進城市軌道交通的低碳經濟效益不斷提高，加快我國城市軌道交通及城市低碳經濟的發(fā)展步伐。

5 結束語

我國作為能源消耗和碳排放大國，在全球減少溫室氣體排放的行動中扮演著日益重要的角色。城市軌道交通在城市交通節(jié)能減排，以及降低城市空氣污染等方面優(yōu)勢明顯，在大中城市大力發(fā)展軌道交通將有效滿足發(fā)展低碳經濟對城市交通的要求。構建以軌道交通為骨干的城市綜合交通體系，將是我國城市發(fā)展低碳交通的方向，是我國城市低碳經濟發(fā)展的必由之路。

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