賀 娟,劉志明

(1.天津大學(xué)建筑設(shè)計(jì)規(guī)劃研究總院有限公司,天津 300072;2.天津市濱海新區(qū)規(guī)劃編制研究中心,天津 300451)

0 引 言

樂亭縣位于河北省唐山市沿海地區(qū),唐山港京唐港區(qū)位于樂亭縣域南側(cè),港區(qū)東側(cè)緊鄰樂亭開發(fā)區(qū),港區(qū)西南側(cè)緊鄰唐山國(guó)際旅游島(唐山市唯一的旅游休閑用海區(qū)),疏港交通、旅游交通、港區(qū)與開發(fā)區(qū)交通、縣域內(nèi)部交通均由一套公路交通體系承擔(dān)。

生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《中國(guó)移動(dòng)源環(huán)境管理年報(bào)(2020)》[1]顯示,2019年全國(guó)機(jī)動(dòng)車(包括汽車、低速汽車、摩托車)污染物排放量主要是一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)、氮氧化物(NOx)、顆粒物(PM),其中汽車四項(xiàng)污染物的排放量占比均超過90%,各類型汽車污染物排放量的分擔(dān)率見圖1,從圖中也可看出小型客車在CO和HC排放中占比最大,重型貨車在NOx、PM排放中占比最大。

圖1 2019年全國(guó)各類型汽車污染物排放占比情況(資料來源:數(shù)據(jù)摘自《中國(guó)移動(dòng)源環(huán)境管理年報(bào)(2020)》)

根據(jù)生態(tài)環(huán)境部公布的《中國(guó)移動(dòng)源環(huán)境管理年報(bào)(2020)》,全國(guó)31個(gè)省份污染物排放量排名中,河北省機(jī)動(dòng)車污染物排放量排名(按全國(guó)各地從大到小排名):一氧化碳(CO)為第4位;碳?xì)浠衔?HC)為第4位;氮氧化物(NOx)為第2位;顆粒物(PM)為第2位。不論是從減碳還是霧霾治理上河北省面臨的壓力均較大。

根據(jù)交通運(yùn)輸部發(fā)布的2010-2020年交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)和全國(guó)港口貨物、集裝箱吞吐量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),近十年全國(guó)普通國(guó)道年平均日行駛量和唐山港貨物吞吐量一直處于增長(zhǎng)階段(見圖2、圖3);新能源車還未普及的情況下未來唐山市樂亭縣的公路交通量和碳排放將持續(xù)增長(zhǎng)。

圖2 2010-2020年全國(guó)普通國(guó)道年平均日行駛量(數(shù)據(jù)來源:摘自2010-2019年交通運(yùn)輸行業(yè)統(tǒng)計(jì)公報(bào),交通運(yùn)輸部發(fā)布)

圖3 2010-2020年唐山港貨物吞吐量(資料來源:摘自2010-2020年12月份全國(guó)港口貨物、集裝箱吞吐量,交通運(yùn)輸部發(fā)布)

以樂亭縣與高速出入口相連接的3條國(guó)省道為重點(diǎn)分析對(duì)象,通過對(duì)現(xiàn)狀公路車流組成、車型分布、汽車污染物排放特征等進(jìn)行分析,探討從降低碳排放的角度重新思考干線公路功能定位和交通組織,構(gòu)建低碳綠色的沿海地區(qū)客貨交通網(wǎng)絡(luò)。

1 公路運(yùn)輸碳排放影響因素

影響公路運(yùn)輸碳排放的因素可分為外部因素和內(nèi)部因素,外部因素主要包括環(huán)境因素、道路因素等,內(nèi)部因素包括車輛因素、燃料因素[2]。本次重點(diǎn)是研究公路通道規(guī)劃和交通組織,因此主要考慮道路因素的影響,包括道路流量、行車速度、行駛里程三方面,具體見表1。

表1 公路運(yùn)輸碳排放影響因素

2 樂亭縣公路通道交通特征

2.1 樂亭縣綜合交通體系現(xiàn)狀情況

(1)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)不合理,鋼鐵企業(yè)南遷帶來發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

從近幾年的交通運(yùn)輸量來看,傳統(tǒng)的公路運(yùn)輸量占有絕對(duì)的市場(chǎng)分額;鐵路運(yùn)輸量占有的比重很小,灤港鐵路承擔(dān)京唐港疏港貨運(yùn)功能,灤港線平均利用率37%,運(yùn)能尚有較大富余;現(xiàn)狀無客運(yùn)鐵路,主要依托唐山站;民航運(yùn)輸量則微乎其微。未來隨著唐山鋼鐵企業(yè)向樂亭開發(fā)區(qū)的搬遷,集疏港鐵路貨運(yùn)對(duì)鐵路的依賴性更高,鐵路運(yùn)輸和民航運(yùn)輸潛力有待繼續(xù)挖掘和合理開發(fā)利用,需進(jìn)一步優(yōu)化貨運(yùn)結(jié)構(gòu),加快實(shí)現(xiàn)“公轉(zhuǎn)鐵”。

(2)公路網(wǎng)分布不均衡、縣鄉(xiāng)公路等級(jí)偏低。

高等級(jí)公路集中在樂亭沿海區(qū)域,唐港高速以東公路網(wǎng)密度較低;公路網(wǎng)總里程在市域內(nèi)處于中上水平,但縣鄉(xiāng)公路網(wǎng)整體等級(jí)偏低(三級(jí)及以下公路通車?yán)锍陶伎偣吠ㄜ嚴(yán)锍痰?1.86%),已不適應(yīng)樂亭的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和日益增長(zhǎng)的交通需求,制約了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

(3)對(duì)外公路與城市道路功能不明確,公路與城市道路銜接有待優(yōu)化。

G509是京唐港與唐山市、天津市及北京市的重要聯(lián)系通道,現(xiàn)狀從樂亭城區(qū)北側(cè)、西側(cè)通過向南接京唐港,未來隨著城市空間發(fā)展,城區(qū)南段兩側(cè)用地將以城市建設(shè)用地為主,需進(jìn)一步向南遷移;S261等靠近城區(qū)段的公路隨著城市發(fā)展將逐步以城市交通功能為主。

(4)城區(qū)與樂亭開發(fā)區(qū)缺乏直達(dá)客運(yùn)通道。

城區(qū)與開發(fā)區(qū)直線距離僅20 km,現(xiàn)狀需經(jīng)由G509、唐港高速公路到達(dá),二者均為港口集疏運(yùn)通道?？拓涢L(zhǎng)期混行,存在較大的安全隱患。

綜上所述,本次公路網(wǎng)的規(guī)劃除了考慮路網(wǎng)通達(dá)性之外,嘗試從低碳出發(fā),側(cè)重于與鐵路、與港口、與城市道路的銜接優(yōu)化,考慮到唐山國(guó)際旅游島客流以節(jié)假日為主,本次選擇了2021年4月份(包含清明小長(zhǎng)假)3條國(guó)省道交通流量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2.2 交通量及車型分布特征

2021年4月份3條公路交通流量,從時(shí)間分布上看,節(jié)假日流量高于工作日,小長(zhǎng)假流量高于周末,國(guó)道G509特大型貨車在4月上旬流量較大,下旬流量處于較穩(wěn)定狀態(tài);從車流量空間分布上看,64%車流量集中在國(guó)道上,兩條省道車流量分布較均衡(17.87%、18.12%);從不同車型的交通量占比上看,占比最高的三類車型分別為特大貨車(44%)、中小客車(32.29%)、小型貨車(10.42%);從不同車型在三條公路上的空間分布看,特大貨車90%分布在國(guó)道上,小型貨車46%分布在國(guó)道,中型和大型貨車62%～64%分布在國(guó)道,中小客車分布較為分散,三條公路占比均在30%以上。

2.3 污染物排放特征

綜合考慮IPCC 2006中基于行駛里程的碳排放計(jì)算公式,本次主要選取保有量法核算交通碳排放[3],見公式(1)。

(1)

式中:P為排放量,t;n表示不同車型,個(gè);q表示各類型交通保有量,pcu;t表示年均行駛里程,km;he表示測(cè)算車型的百公里能耗,L/100 km;e表示單位能耗排放因子,g/L。

根據(jù)《中國(guó)移動(dòng)源環(huán)境管理年報(bào)(2020)》中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),在假設(shè)樂亭縣不同車型年均行駛里程與全國(guó)一致的情況下,根據(jù)4月份途徑樂亭縣3條國(guó)省道的交通量可計(jì)算得到該月份樂亭縣不同車型的污染物排放情況。對(duì)3條干線公路不同車型污染物排放情況進(jìn)行對(duì)比分析,國(guó)道小型貨車、特大貨車、中小客車排放最高,省道小型貨車、中小客車污染排放最大。四種污染物中CO排放在3條公路中均占比最大,且國(guó)道各類污染物排放量均遠(yuǎn)大于省道,如圖4～圖7和表2所示。

表2 2021年4月份三條公路污染物排放量占比情況 單位:%

圖4 國(guó)道G509不同車型污染物排放情況

圖5 SL26樂北線不同車型污染物排放情況

圖6 S323青樂線不同車型污染物排放情況

圖7 4月份3條公路污染物排放情況對(duì)比

3 公路通道減碳措施

綜上所述,為減少碳排放,從公路通道構(gòu)建上看,應(yīng)從減少公路流量、提高車速、減少行駛里程三方面著手。

3.1 減少公路流量

從需求端著手,考慮到樂亭沿海流量由集疏港交通、旅游交通、臨港通勤交通三部分構(gòu)成,其中特大貨車主要為集疏港服務(wù),要縮減集疏港公路交通量,則勢(shì)必要提高鐵路分擔(dān)率,因此單純從減少公路流量角度入手困難較大,需要構(gòu)建聯(lián)合運(yùn)輸體系,發(fā)揮運(yùn)輸方式組合的整體優(yōu)勢(shì),需更加注重鐵路貨運(yùn)樞紐與港區(qū)的直達(dá)交通聯(lián)絡(luò)。

3.2 提高車速

從供給端入手,車輛行駛速度的主要影響因素包括駕駛員、車輛、公路和交通條件四方面,這里主要從路面等級(jí)、交通組成上考慮,車輛行駛速度會(huì)隨著路面等級(jí)由低級(jí)向高級(jí)逐漸增加,因路況不良而引起的車速降低會(huì)比其他因素引起的車速降低更為嚴(yán)重,不同車輛混合行駛時(shí),彼此互相干擾大,會(huì)導(dǎo)致平均車速降低,交通流中大型車的增加也會(huì)導(dǎo)致平均車速的降低。本次重點(diǎn)從提升公路等級(jí)、客貨分流、減少國(guó)省道交叉口瓶頸路段入手。

3.3 減少行駛里程

從供給端入手是規(guī)劃階段需要著力入手的地方,在通道布局中優(yōu)先考慮污染最大的國(guó)道,即國(guó)道的布置宜與港口集疏運(yùn)通道快速銜接;為盡量減少中小客車的行駛里程,旅游交通應(yīng)直達(dá)國(guó)際旅游島,通勤交通應(yīng)為城區(qū)與產(chǎn)業(yè)區(qū)的聯(lián)系提供最短路徑,更好地引導(dǎo)出行行為。

4 公路交通組織優(yōu)化方案

4.1 公鐵銜接

樂亭縣域內(nèi)預(yù)留3條鐵路通道:環(huán)渤海城際、唐曹高速東延線(規(guī)劃)、灤港鐵路(現(xiàn)狀)和范各莊至柏莊線鐵路(規(guī)劃)。環(huán)渤海城際通道在海港開發(fā)區(qū)設(shè)置一處客運(yùn)站點(diǎn),灤港、范各莊至柏莊線鐵路為疏港貨運(yùn)鐵路,與唐山市鐵路貨運(yùn)環(huán)線相連接;唐曹鐵路東延線(規(guī)劃)為客貨兼?zhèn)滂F路,是唐山市中心城區(qū)與曹妃甸區(qū)客貨運(yùn)重要通道,為樂亭沿海與曹妃甸港區(qū)提供鐵路貨運(yùn)通道的同時(shí),可為海港開發(fā)區(qū)與唐山市區(qū)提供快速客運(yùn)通道。唐曹鐵路向西直達(dá)曹妃甸港區(qū),建議將唐曹鐵路貨運(yùn)站設(shè)置在疏港通道西側(cè),與既有鐵路貨運(yùn)站分散設(shè)置,鐵路場(chǎng)站與港口作為貨運(yùn)樞紐節(jié)點(diǎn),通過均布分散的布設(shè)可有效引導(dǎo)交通流的分布,實(shí)現(xiàn)交通供給資源效益最大化。

4.2 公路交通組織

未來樂亭公路網(wǎng)將形成3條高速、兩條國(guó)道、4條省道的網(wǎng)絡(luò)格局。3條高速公路分別為沿海高速、唐港高速、赤港高速,兩條國(guó)道分別為G509老線、G509繞城線(第二通道)、沿海公路G228,4條省 道分別為樂北公路SL26、濱海大道、S323、S203,6條國(guó)省道中只有G509繞城線是規(guī)劃年新增線路。

在交通組織中,首先需要明確污染物排放最大的國(guó)道線路,國(guó)道有3種可供選擇的路線方案,路線1(途經(jīng)SL26樂北線)、路線2(現(xiàn)狀G509)、路線3(新規(guī)劃繞城線)的長(zhǎng)度分別為56、43、51 km。在車流量不變的情況下,路線1長(zhǎng)度最長(zhǎng),路線3比路線2長(zhǎng)度增加了18%,同樣也將增加18%的碳排放,而且到達(dá)港口需要經(jīng)過多個(gè)交叉口。綜上所述,對(duì)各條公路的功能進(jìn)行重新定位,建議路線2仍作為國(guó)道G509路線,為疏港一級(jí)公路通道,其中海港開發(fā)區(qū)段調(diào)整為高架路段,減少交叉口提高車速 ;路線3繞城線南至樂亭開發(fā)區(qū),為通勤二級(jí)公路通道;路線1南接京唐港疏港通道,為疏港一級(jí)公路通道;另有一條路線南接唐山國(guó)際旅游島,為旅游二級(jí)公路通道。疏港通道以貨運(yùn)功能為主,旅游及通勤通道以客運(yùn)功能為主。

5 結(jié) 語

以國(guó)省道干線公路為重點(diǎn)研究對(duì)象,從不同車型的污染物排放出發(fā),探討沿海干線公路交通流的車型組成特征、污染物排放特征,以河北省唐山市樂亭縣為例分析了“碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)”下臨港地區(qū)公路運(yùn)輸組織優(yōu)化方案。過去九年交通運(yùn)輸領(lǐng)域碳排放年均增速都在5%以上,而與交通碳排放相關(guān)的研究更多地集中于排放量的測(cè)算、排放的比較等方面,本次從公路規(guī)劃及交通組織角度出發(fā)的研究可為國(guó)省道等干線公路體系綠色發(fā)展提供新的思路。