中国交通运输部门节能潜力和碳排放预测

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资源科学

第33卷第4期

用情况影响较大。例如，美国铁路运输占货运总量的提高，管理科学化，预计民航综合单耗将持续下的36.8%，公路运输占29.0%，但在德国公路运输占降。本文假设，2020年综合单耗在2005年的基础货运总量的比率高达75%，而在日本货运更多地依上降低20%，2030年降低30%，2050年降低40%。靠快速灵活的公路运输和便捷的水运方式，公路运管道运输不同于其他的运输方式，只输送油气输占货运总量的53.9%，水运占42%[5]。产品，一旦管线建成，只有满负荷利用，单位能耗才

根据目前我国的交通运输结构，国家发改委的可能降低。因此，本文假设，2020年综合单耗在《中长期铁路网规划（2008年调整）》，交通运输部的2005年的基础上降低15%，2030年降低20%，2050《公路水路交通节能中长期规划纲要》，以及未来发年降低25%。展趋势和中国的实际情况，把旅客周转量和货物周表4显示，2020年交通运输领域的能耗总量取转量预测值分解到各种运输方式，见表3。

值区间是（3.36～3.62）亿t标煤，2030年是（4.99～

3.2交通运输业的能源消费及碳排放预测

5.21）亿t标煤，2050年是（8.32～8.51）亿t标煤；相

在计算2020年、2030年和2050年的能源消费

应年份的CO2排放量分别在（6.50～6.96）亿t、

以前，必须先计算确定各种运输方式在这三个年份

（9.37～9.79）亿t和（14.84～15.19）亿t。

的单位能耗以及把客运、货运周转量换算成统一的

随着节能降耗工作的开展，交通运输领域的能

单位当量。按照我国的规定，铁路客货换算系数是

源消费增长在持续降低，虽然还高于全社会的能源

1∶1，公路客货换算系数是10∶1，水运客货换算系数

消费增长率。并且2020年后，CO2排放增长速度开

2∶1，航空客货换算系数13.7∶1。本文把“单位换算

始低于能源消费增长的速度，说明能源消费结构优

吨公里能耗”作为衡量不同运输方式能源效率水平

化起到了作用。高低的指标。

根据本研究的预测数据，2020年、2030年、2050根据《公路水路交通节能中长期规划纲要》，

年全社会消费的能源分别是41亿t标煤、51亿t标2020年，营运车辆综合单耗在2005年的基础上降

煤、53亿t标煤，则交通运输领域消费的能源占全社低15%，营运船舶综合单耗在2005年的基础上降低

会消费量的比重分别是8.21%～8.82%，9.79%～20%。据目前的发展情况，技术水平的提高，车辆技

10.22%，15.70%～16.07%；全社会排放的CO2分别术性能的提高，柴油车比例的提高，本文假设，2020

是89亿t、109亿t和106亿t，则交通运输业排放的年营运车辆综合单耗在2005年的基础上都降低

CO2占全社会排放量的比重分别为7.26%～7.82%，20%，2030年和2050年分别降低35%和45%。对水

运部门而言，运输船只的大型化、设备的不断更新以及信息化水平的提高、管理水平的表3中国各种运输方式下的客货周转量预测

Table3Passenger-KilometersandFreightTon-kilometersofRailways，提高，可使水运的综合单耗逐渐下降。因此

Highways，Waterways，CivilAviationandPetroleumandGasPipelines本文假设，2020年营运车辆综合单耗在2005

from2020to2050（亿人·km，亿t·km）

年的基础上降低20%，2030年和2050年降低

30%和40%。

随着技术进步和管理水平的提高，铁路

旅客周转量电气化率的提高（国家发改委的《中长期铁

铁路128501290319944199933021530255

路网规划（2008年调整）》显示，，2020年，铁路

公路23482358140626407267965779762

电气化率达到60%以上），铁路能源效率将

水运221622252955296268676876

有一定程度的提高，但随着淘汰潜力的枯

民航5760578410341103672060120628

竭，列车提速，设备舒适化等变化，铁路部门货运周转量195680212436335997352753638868655625系统效率继续提高有一定难度，铁路系统本铁路49018532159078695314191660196688身的能耗水平也较低。因此本文假设，2020公路250472719245024472698816490476年综合单耗在2005年的基础上降低20%，水运1174081274621945422042443513773605942030年降低30%，2050年降低35%。民航管道

随着飞机型号的更新、客／货运负荷率

294

319

605

63512781311

2011年4月

刘建翠：中国交通运输部门节能潜力和碳排放预测

8.60%～8.98%，14.00%～14.33%。随着交通运输业

的大规模发展，其占全社会CO2排放量的比重越来越大。就本文的预测来看，2050年在中国达到中等发达国家的水平时，交通运输领域能源消费量占全社会消费量的比重以及碳排放量比重远低于发达国家排放的比重，说明我国的降耗减排工作是有成效的，担负了国际大国的责任。

向发展，在交通运量持续增长的情况下，能源消费也在增加。因运输方式的改变，相对于基年，预测年份的能源消费都有所上升，可以看出，交通部门不同运输方式比重的此消彼长并不利于节能。在各种交通方式内部，因设备更新、技术进步、管理加强等，单位能耗的降低，使能源消费有不同程度的下降。因为，技术进步节约的能源量大于因结构变化而多消费的能源，弥补了因交通模式变化所导致的交通用能增加量。

4节能潜力分析

单位能耗的降低和交通运输方式的改变都会影响能源总消费量。在分析因交通模式结构变化带来的能源需求变化（交通模式结构变化节能量）时，笔者假设预测年的各运输方式的单耗保持基年水平，但预测年的交通运输结构与基年不尽相同，由此所带来的能源需求变化即为交通模式变化节能量。计算过程可用如下公式表示：

n

n

5结论与讨论

（1）随着社会经济的发展，居民生活水平的提高，交通运输量虽然经历了20世纪90年代以来的快速增长，还必将经历一段时间的高速增长。但在2030年后，其增长速率将会放缓，总量会继续增加。

（2）伴随着交通运输量的快速增长，交通运输领域的能源消费会持续增长，其增长速度远高于全

ΔE=∑i=1(St×sit×ei0)-∑i=1(St×si0×ei0)

（3）

社会能源消费增长速度，其能源消费占全社会能源式中i为交通模式，分为铁路、公路、水运、航空和管

消费的比重持续增加。同时，交通运输领域排放的ei0为交通模式在基年的单道；St为t年交通服务量；

CO2占全社会的比重持续上升。耗;sit为交通模式在t年交通服务量中的构成；si0为交

（3）根据本文的测算，2050年时，交通运输领域通模式在基年交通服务量中的构成。

在分析交通部门技术进步（车辆

表4中国交通运输业能源消费和CO2排放预测

性能、管理水平、信息化水平的提高

Table4COEmissionandEnergyConsumptionofTrafficfrom2020to2050

等）带来的能源需求变化（技术进步

节能量）时，则假设在预测年的运输

结构下，比较各运输方式单耗保持基

能源消费总量（万t标煤）年水平与预测年单耗改进下的交通原煤（万t）307328192200--部门能源需求结果，其变化量即为技柴油（万t）133781443819996209213215532937术进步节能量。计算过程可用公式汽油（万t）247626701802188514931529（4）表示：煤油（万t）191919913198327356085679

2

ΔE=∑in=1(St×sit×eit)

n

燃料油（万t）

-∑i=1(St×si0×ei0)

（4）

电力（亿kW·h）

能源消费总量年均增长率（%）CO2排放量CO2排放量（万t）

2791861

3028921

484715764.03508716433.72814635342.59835836162.48式中i为交通模式，分为铁路、公路、水运、航空和管道等；St为t年交通服务量；ei0为交通模式在基年的单耗；eit为交通模式在t年的单耗；sit为交通模式在t年交通服务量中的构成。

根据公式（3）和公式（4），分别计算了2020年相对于2005年，2030年相对于2020年，2050年相对于2030年的节能量，见表5。

在满足经济社会需求的情况下，交通运输朝着方便、快捷和高效的方

646814.79696035.309369397851148433151887

注：年均增长率，分别指2005年-2020年的年平均增长率，2020年-2030年的年平均增长率，2030年-2050年的年平均增长率。

表52020年-2050年交通部门节能潜力

Table5EnergySavingPotentialofTransportSectorfrom2020to2050（万t标煤）

总量交通模式技术进步

-3764-3905-1975-2138-2578

-2725

资源科学

第33卷第4期

消费的能源占全社会能源消费的比重只有16%，排

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放的CO2占全社会的比重只有14%左右，远低于发成效。

达国家的比重，说明交通运输领域的节能减排卓有

（4）交通运输方式的改变将会提高能源消费量，而广义的技术进步对降低能耗的作用非常显著。因此，在中长期内，合理引导交通模式发展，提高能源利用效率，降低公路等运输方式的单位能耗，是必须做的工作。

EnergySavingPotentialandCarbonEmissionsPredictionforthe

TransportationSectorinChina

(InstituteofQuantitativeandTechnicalEconomics,CASS,Beijing100732,China)

LIUJiancui

Abstract:Withhighconsumptionofenergy,especiallypetroleumresources,thetransportationindustryhasbeenreceivingmuchattention.Theauthoranalyzedtrafficgrowthandcurrentsituations,energyconsumption,andCO2emissionsinChina.First,acomparisonofinternationalcarbonemissionsandenergyconsumptionwasperformed.Usingpassenger-kilometersandfreightton-kilometershistoricaldataandgrossdomesticproduct(GDP)dataincombinationwithlinearregression,passenger-kilometersandfreightton-kilometersfrom2020to2050werepredicted.Meanwhile,theenergyintensityofdifferenttransportmodeswasextensivelycompared.Resultsshowthatthehighestenergyinsensitivitycomesfromcivilaviation,followedbyhighways,railways,andpetroleumandgaspipelinesinsuccession.Onthebaseofthis,energyconsumptionandcarbonemissionswerecalculated.Then,potentialenergysavingwasanalyzed.Itisconcludedthat1)althoughtrafficincreasedrapidlyafterthe1990sinChina,passenger-kilometersandfreightton-kilometerswouldcontinuegrowingrapidlyinthefuturewiththedevelopmentofsocietyandeconomyandimprovementinlivingstandardofpeople.Butthegrowthratewoulddeclineandthetotalconsumptionwouldincreaseafter2030.2)Atthesametime,energyconsumptionandcarbonemissionswouldalsoincreaseathighrates,withtrafficgrowingfast;thegrowthratesoftrafficwouldbefasterthanthesocialgrowthrates.Theproportionofenergyconsumptionfortraffictothetotalwouldbecontinuouslyincreasing.Theproportionofcarbonemissionsoftrafficinthewholecarbonemissionswouldalsobecontinuouslyincreasing.3)In2050,Chinawouldbeadevelopedcountry.Theratesofenergyconsumptionandcarbonemissionswouldbe16%and14%,whicharelowerthantheratesofcurrentdevelopedcountries.Energysavingandemissionsreductionoftransportationseemtobehighlyeffective.4)Throughanalyzingpotentialenergyconservation,changeinthetransportationpatternwouldleadtoincreasingenergyconsumption.Technicaladvancementisimportanttodecreaseenergyconsumption.Tothatend,inthemedium-and-longterm,itiscriticalfortransportationpatternbeingshiftedtoanappropriatemodetoimproveenergyutilizationefficiencyandreduceenergyintensityofhighways.Insummary,traffictransportationisamajorenergyconsumptionsector.TheimplementationofenergyconservationisessentialtoensuringeffectiveimplementationofenergyconversationinChina.Chinawillmakegreatachievementsinenergysavingandcarbonemissionsreductionoftransportationbyadoptingreasonabledecisions.

Keywords:Transportation;Energyconsumption;Carbonemissions;Transportpattern

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