白 竹,冬 煜,趙雨旸

(1.黑龍江工程學(xué)院 汽車(chē)與交通工程學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150050; 2.黑龍江工程學(xué)院 成人教育學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150050)

基于低碳交通理念的城市出租車(chē)碳排放研究

白 竹1,冬 煜2,趙雨旸1

(1.黑龍江工程學(xué)院 汽車(chē)與交通工程學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150050; 2.黑龍江工程學(xué)院 成人教育學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150050)

出租車(chē)排放的二氧化碳污染人們生存的環(huán)境，也給人們的身體健康帶來(lái)負(fù)面影響。文中對(duì)某城市出租車(chē)能源消耗和碳排放問(wèn)題進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)并給出相應(yīng)的改善對(duì)策。首先對(duì)出租車(chē)能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并測(cè)算碳排放現(xiàn)狀，然后運(yùn)用趨勢(shì)外推法對(duì)能耗和碳排放進(jìn)行預(yù)測(cè)，最后給出相應(yīng)的改善對(duì)策。研究結(jié)果有助于低碳交通理論的深入研究，并為交通管理部門(mén)制定決策提供支持。

出租車(chē)；低碳交通；能源消耗；碳排放

近年來(lái)，全球?yàn)?zāi)難性氣候變化不斷出現(xiàn)，人類(lèi)的健康安全受到威脅，世界正面臨著前所未有的生存危機(jī)。在我國(guó)，霧霾天氣逐年增多，惡劣天氣條件也不斷出現(xiàn)。2009年11月25日，我國(guó)政府正式宣布，低碳標(biāo)準(zhǔn)成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的約束性指標(biāo)，加快建設(shè)以低碳為特征的工業(yè)和交通運(yùn)輸?shù)润w系[1]。出租車(chē)交通方式是公共交通的重要補(bǔ)充，能夠?yàn)槿藗兊某鲂刑峁┓奖憧旖莘?wù)。然而，出租車(chē)年均行駛里程高,車(chē)輛排放劣化速度較快,而且出租車(chē)在交通擁堵地區(qū)行駛的工況比例較大。同時(shí)，絕大部分出租車(chē)行駛在城市中心人口密度大的地區(qū),給大氣環(huán)境和城市居民健康帶來(lái)了直接的威脅[2]。基于此，在當(dāng)前的低碳交通背景下，降低出租車(chē)的排放量并提高出租車(chē)的能源利用率就變得尤為重要。

本文以某城市出租車(chē)為研究對(duì)象，對(duì)出租車(chē)的能源消耗量和碳排放的現(xiàn)狀作了測(cè)算和分析，并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)相關(guān)指標(biāo)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)作了預(yù)測(cè)，進(jìn)而提出相應(yīng)的改善措施。

1 低碳交通理念的內(nèi)涵

到目前為止，“低碳交通”尚沒(méi)有得到廣泛認(rèn)可的定義。宿鳳鳴指出低碳交通是為了實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源、減少?gòu)U氣排放和保護(hù)人類(lèi)生存環(huán)境的目標(biāo)，來(lái)實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。具體的目標(biāo)包括提升單一運(yùn)輸方式效率、優(yōu)化交通運(yùn)輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、有效調(diào)控交通需求以及創(chuàng)新交通運(yùn)輸組織管理等[3]。李曄和包瑨等人認(rèn)為低碳交通分為“結(jié)構(gòu)性低碳”、“技術(shù)性低碳”和“政策性低碳”3個(gè)框架體系，并認(rèn)為我國(guó)交通運(yùn)輸模式的發(fā)展特征應(yīng)是高能效、低能耗和低污染以及低排放[4]。徐建閩指出了我國(guó)低碳交通現(xiàn)狀存在的問(wèn)題，并指明推進(jìn)低碳交通的措施也應(yīng)該從“結(jié)構(gòu)性減碳”、“技術(shù)性減碳”和“政策性減碳”三方面著手[1]。由中國(guó)社會(huì)科學(xué)院等機(jī)構(gòu)聯(lián)合完成的“吉林市低碳發(fā)展計(jì)劃”制定了相應(yīng)的低碳評(píng)價(jià)體系，該體系規(guī)定人均排放5 t CO2為低碳，介于人均5～10 t CO2為中碳，高于人均10 t CO2為高碳；可再生能源占一次性能源的比例高于20%為低碳，介于10%～20%之間為中碳，低于10%為高碳[5]。綜合上述文獻(xiàn)內(nèi)容，本文認(rèn)為所謂“低碳交通”理念即是以“低能耗、低排放、低污染”為最終的目標(biāo)，通過(guò)政策制定與支持、技術(shù)創(chuàng)新、交通方式結(jié)構(gòu)優(yōu)化、低碳理念宣傳等多種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而使人們擁有可持續(xù)發(fā)展的良好生存環(huán)境。

2 城市出租車(chē)碳排放現(xiàn)狀

本文以某市交通運(yùn)輸主管部門(mén)統(tǒng)計(jì)得到的出租車(chē)現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。圖1給出了歷年該地區(qū)出租車(chē)的運(yùn)營(yíng)數(shù)量變化情況。由于數(shù)據(jù)采集限制，本文僅分析了從2008—2012年期間出租車(chē)的運(yùn)營(yíng)狀況。從圖1可以看出，出租車(chē)數(shù)量呈現(xiàn)逐年上漲的趨勢(shì)，到了近年數(shù)量增長(zhǎng)減緩。其中，最大值為2012年22 329輛，與2011年22 112輛相比變化幅度很小，而最小值為2008年19 969輛。整體來(lái)看，該城市出租車(chē)的數(shù)量增長(zhǎng)幅度較小，這可能與政府在出租車(chē)市場(chǎng)實(shí)施準(zhǔn)入規(guī)制政策有關(guān)。

圖1 出租車(chē)數(shù)量變化情況

圖2給出了歷年該地區(qū)出租車(chē)的運(yùn)營(yíng)里程情況。從圖2可以看出，2011年和2012年的運(yùn)營(yíng)里程接近，分別為301 227萬(wàn)km和305 793萬(wàn)km。而2009年和2010年的運(yùn)營(yíng)里程較為接近，分別為275 615萬(wàn)km和280 335萬(wàn)km。而2008年的數(shù)值最小。主要原因可能是近年來(lái)該城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平正不斷提高，人們的交通出行需求增大，尤其對(duì)于靈活方便的出租車(chē)需求也越來(lái)越多。

圖2 出租車(chē)運(yùn)營(yíng)里程變化情況

根據(jù)該城市出租車(chē)的能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，本文分析了出租車(chē)的能耗情況。出租車(chē)主要分為汽油型和柴油型。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分別給出了歷年兩種類(lèi)型出租車(chē)的能源消耗量，進(jìn)而得到了出租車(chē)所消耗的能源總量。圖3給出了從2008年至2012年期間出租車(chē)能耗總量的現(xiàn)狀分析結(jié)果。

在此基礎(chǔ)上，研究了出租車(chē)碳排放量的現(xiàn)狀情況。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)交通行業(yè)碳排放的測(cè)算模型基本都是基于IPCC報(bào)告中提供的方法[6]?！?006 年IPCC 國(guó)家溫室氣體清單指南》第2卷第3章給出的測(cè)算方法是

(1)

式中：j代表燃料類(lèi)型，EFj代表CO2的排放因子。由于我國(guó)尚沒(méi)有正式發(fā)布CO2排放因子取值，因此，這里的數(shù)據(jù)仍然來(lái)自IPCC報(bào)告推薦的國(guó)際常用數(shù)值。由于本文僅涉及汽油燃料和柴油燃料，所以，根據(jù)資料查明選用的燃料排放因子系數(shù)分別是3.04和3.14。

運(yùn)用式(1)，本文得到了如圖3所示的出租車(chē)CO2排放量統(tǒng)計(jì)結(jié)果。從圖3可以看出，出租車(chē)的碳排放量正處于逐年上升的趨勢(shì)。這種趨勢(shì)必然會(huì)給社會(huì)環(huán)境帶來(lái)負(fù)面影響。因此，基于碳排放量測(cè)算的方式對(duì)不同交通方式進(jìn)行定期評(píng)價(jià)是很有必要的。

此外，在實(shí)際應(yīng)用中，往往為建立完善的低碳交通方式評(píng)價(jià)體系，需要使用不同評(píng)價(jià)指標(biāo)反映資源消耗和碳排放情況。本文引用“哈爾濱市建設(shè)低碳交通運(yùn)輸體系試點(diǎn)實(shí)施方案”中能耗強(qiáng)度和碳排放強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)出租車(chē)現(xiàn)狀作研究。這兩個(gè)指標(biāo)反映了出租車(chē)客運(yùn)量對(duì)能源消耗和碳排放的影響狀況。計(jì)算公式分別為

圖3 出租車(chē)能源消耗量和碳排放統(tǒng)計(jì)結(jié)果

能耗強(qiáng)度(人均消耗能源量)=

能耗總量/運(yùn)輸量或者客運(yùn)量，

(2)

碳排放強(qiáng)度(人均碳排放量)=

碳排放總量/運(yùn)輸量或者客運(yùn)量.

(3)

根據(jù)式(2)和式(3)，表1給出了歷年出租車(chē)能耗強(qiáng)度和碳排放強(qiáng)度現(xiàn)狀。從表1可以看出，出租車(chē)的人均能耗量和人均碳排放量都在隨著時(shí)間的推移而逐年增加。其中，2012年的能耗強(qiáng)度比2008年增長(zhǎng)了88%，2012年的碳排放強(qiáng)度比2008年增長(zhǎng)了89%?？梢?jiàn)，近5年來(lái)出租車(chē)對(duì)環(huán)境污染的“貢獻(xiàn)”越來(lái)越大，也側(cè)面表明，對(duì)于該城市而言，提高出租車(chē)行業(yè)的能源利用率并降低碳排放量將成為下一步目標(biāo)。

表1 人均指標(biāo)情況

3 城市出租車(chē)碳排放預(yù)測(cè)

本文選用趨勢(shì)外推方法對(duì)各種指標(biāo)作預(yù)測(cè)，即從歷史發(fā)展趨勢(shì)的角度出發(fā)，尋找最為合適的函數(shù)形式對(duì)出租車(chē)的客運(yùn)量、出租車(chē)交通方式的能源消耗量以及碳排放量等指標(biāo)進(jìn)行函數(shù)曲線(xiàn)擬合，進(jìn)行趨勢(shì)外推實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)分析。

3.1 客運(yùn)量預(yù)測(cè)

在進(jìn)行出租車(chē)客運(yùn)量預(yù)測(cè)時(shí)，本文將2008—2012年數(shù)據(jù)用于構(gòu)建時(shí)間序列，即t2008=1，t2009=2，t2010=3，t2011=4，t2012=5。下文同此，不再贅述。后續(xù)預(yù)測(cè)的年份，則按照時(shí)間排序依次編排時(shí)間序列期數(shù)。本文利用excel軟件對(duì)出租車(chē)客運(yùn)量散點(diǎn)圖進(jìn)行曲線(xiàn)擬合，得到的結(jié)果如圖4所示。從圖中可以看出，出租車(chē)客運(yùn)量隨著時(shí)間的推移呈現(xiàn)出二次曲線(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。

圖4 出租車(chē)客運(yùn)量擬合曲線(xiàn)

根據(jù)圖4中得到的擬合曲線(xiàn)函數(shù)表達(dá)式，運(yùn)用出租車(chē)客運(yùn)量歷史數(shù)據(jù)可以得到未來(lái)年的客運(yùn)量(以5 a為例)。表2給出了出租車(chē)客運(yùn)量的預(yù)測(cè)結(jié)果。預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，未來(lái)年出租車(chē)客運(yùn)量增長(zhǎng)幅度較小，主要原因是基于歷史數(shù)據(jù)所做預(yù)測(cè)，與歷史年份出租車(chē)政策關(guān)系較大。而在“低碳理念”和“公交優(yōu)先”的大背景下，未來(lái)年出租車(chē)的客運(yùn)量還會(huì)有所增加。

表2 出租車(chē)客運(yùn)量現(xiàn)狀和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)

3.2 能源消耗量預(yù)測(cè)

圖5是利用excel軟件對(duì)出租車(chē)能耗量散點(diǎn)圖進(jìn)行曲線(xiàn)擬合的結(jié)果。從圖中可以看出，出租車(chē)能源消耗量隨著時(shí)間的推移呈現(xiàn)出二次曲線(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。

圖5 出租車(chē)能源消耗量擬合曲線(xiàn)

根據(jù)圖5擬合曲線(xiàn)函數(shù)表達(dá)式，運(yùn)用能源消耗量歷史數(shù)據(jù)可以得到未來(lái)年數(shù)據(jù)，如表3所示。

表3 出租車(chē)能源消耗指標(biāo)的現(xiàn)狀和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)

3.3 碳排放量預(yù)測(cè)

以excel軟件對(duì)出租車(chē)碳排放量的散點(diǎn)圖進(jìn)行曲線(xiàn)擬合，得到的結(jié)果如圖6所示。從圖中可以看出，出租車(chē)碳排放量隨著時(shí)間的推移呈現(xiàn)出二次曲線(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。

圖6 出租車(chē)碳排放量的擬合曲線(xiàn)

根據(jù)圖6中得到的擬合曲線(xiàn)函數(shù)表達(dá)式，運(yùn)用出租車(chē)碳排放量的歷史數(shù)據(jù)可以得到未來(lái)年的碳排放量數(shù)據(jù)。表4給出了未來(lái)5 a出租車(chē)碳排放指標(biāo)的預(yù)測(cè)結(jié)果。

表4 出租車(chē)碳排放指標(biāo)的現(xiàn)狀和預(yù)測(cè)結(jié)果

4 發(fā)展對(duì)策及建議

為進(jìn)一步實(shí)踐低碳交通理念并逐漸降低出租車(chē)對(duì)人們生存環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面影響，本文針對(duì)出租車(chē)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展途徑提出如下建議：

1)推廣出租車(chē)清潔燃料的使用，進(jìn)一步促進(jìn)車(chē)輛燃料多樣化，降低運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)成本，例如壓縮天然氣就是一種技術(shù)已經(jīng)成熟的清潔燃料，值得在城市出租車(chē)上改裝；

2)培訓(xùn)出租車(chē)駕駛員掌握生態(tài)、節(jié)能、低碳的駕駛技能；

3)構(gòu)建出租車(chē)智能管理信息系統(tǒng)，并建立出租車(chē)電召系統(tǒng)，從而為乘客和出租車(chē)駕駛員的相互尋找建立聯(lián)系渠道。既能改善出租車(chē)空駛率，又能提高出租車(chē)行業(yè)的能源利用率。在此基礎(chǔ)上，安裝GPS的大量出租車(chē)可以為城市交通管理部門(mén)提供大量的路網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息。

4)創(chuàng)新出租車(chē)低碳交通政策制度，研究并盡快出臺(tái)出租車(chē)合乘制度，提高出租車(chē)的乘客占有率以及服務(wù)水平，進(jìn)而減少出租車(chē)占用的道路空間資源。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)某城市出租車(chē)的能源消耗和碳排放問(wèn)題進(jìn)行分析并給出相應(yīng)的改善政策。從不同側(cè)面分析出租車(chē)的統(tǒng)計(jì)特征，主要包括運(yùn)營(yíng)數(shù)量、運(yùn)營(yíng)里程、能源消耗量等多個(gè)方面。然后測(cè)算出租車(chē)碳排放指標(biāo)的現(xiàn)狀情況，并運(yùn)用趨勢(shì)外推法預(yù)測(cè)能源消耗和碳排放的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，最后給出相應(yīng)的改善對(duì)策。這些將有助于城市出租車(chē)管理部門(mén)制定相應(yīng)的出租車(chē)行業(yè)低碳標(biāo)準(zhǔn)和政策，也將有助于推動(dòng)低碳交通理論的進(jìn)一步發(fā)展和完善。

[1]徐建閩.我國(guó)低碳交通分析及推進(jìn)措施[J].城市綜合交通研究，2010(4)：13-20.

[2]白竹,王瑋.城市出租車(chē)污染物排放模型研究[J].黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013，27(1)：17-21.

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[6]孫秀巧.面向中心城市低碳交通運(yùn)輸體系構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)研究[D].廣州：華南理工大學(xué)，2013.

Researchoncarbonemissionsofurbantaximodebasedonlow-carbontrafficidea

BAI Zhu1，DONG Yu2,ZHAO Yu-yang1

(1.Dept.of Automobile and Transportation Engineering,Heilongjiang Institute of Technology,Harbin 150050,China;2.College of Adult Education,Heilongjiang Institute of Technology,Harbin 150050,China)

Carbon emissions of taxis pollute not only the people’s living environment but also bring negative effect on the health of people.It analyzes and precasts the energy consumption and carbon emission of urban taxis,and provides the relative improvement policies.Firstly,it statistically analyzes the energy consumption data of urban taxis and calculates the current station of carbon emission.And trend extrapolation method is then used to forecast these two indexes.Finally,it presents a lot of improvement suggestions.The conclusions help the further research on the low-carbon traffic theory,which can provide the support for laying down the policies.

taxis; low carbon; energy consumption; carbon emission

2013-10-09

黑龍江省交通運(yùn)輸廳項(xiàng)目(HJK2012A032)

白 竹(1979-)，女，講師，研究方向：智能交通系統(tǒng);交通經(jīng)濟(jì);交通排放.

U491

A

1671-4679(2014)03-0023-04

劉文霞]