我国客运能耗发展现状及未来节能潜力
1 我国城市客运发展现状
1.1 城市客运的分类
城市客运从交通方式可划分为公共交通和私人交通两大体系(表1)。私人交通主要包括步行、自行车、摩托车、小汽车,公共交通主要包括公共汽(电)车、出租车、轨道交通(地铁、轻轨)。消耗的能源品种主要为石油产品(汽油、柴油)以及电力,压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)在一些城市公共汽车和出租车中使用。

1.2 城市客运发展现状
1.2.1 公共交通
由于城市化进程的加快以及交通工具的多元化发展,城市客运的能源消费总量与用能结构均处于增长与变化中。如表2,2007年,我国城市公共交通的客运总量达到554.6亿人次,耗油约1200万吨,每年运送的客流量要超过整个欧洲1年的客运量。在国家优先发展城市公共交通的政策推动下,我国公共交通运营车辆数与运营里程数总体上处于增长状态,公共汽、电车及轨道交通运营车辆数从2005年的31.3万辆增长到2008年的37.2万辆,年均增长率为6%。其车型结构在不断变化之中,压缩天然气(CNG)公共汽车数目增长较快,2005~2006年间,CNG公共汽车数量从33564辆增长到38788辆,增长率为16%;而液化石油气(LPG)公共汽车数量则从17256辆下降到15726辆,下降率为8.9%(CNG汽车大幅上升是由于天然气汽车的排放指标相对较小,且有利于能源多样化,属于大力发展的对象;LPG汽车则由于排放量不具有明显优势、动力性不足,所以处于减少状态);无轨电车数量稍有下降,基本保持稳定。运营线网长度自2005年以来处于下降或停止增长状态,但运营车辆还在攀升,这表明我国公共交通已基本完成基础设施建设(轨道交通尚在大力发展),未来将进一步提高公共交通的服务水平和服务质量。

我国已在25个省、80多个城市进行了清洁燃气汽车推广应用,并重点集中在19个城市,主要在四川、重庆、西安、乌鲁木齐、北京等地推广CNG,在上海、广州、长春、哈尔滨推广LPG,清洁燃气仍主要应用于公交车和部分出租车。2009年,燃气汽车保有量约50万辆,消耗CNG约32亿立方米,LPG约30万吨,实现传统燃料替代约360万吨,占汽车燃料市场份额的3%。未来清洁燃气推广车辆将从城市公交车、出租车,逐步扩展到驾校车辆、城乡区间(结合部)小客车、部分市政车辆、重型卡车,私家车等。
1.2.2 私人小汽车
随着我国国民经济持续稳定增长,经济实力得到加强,我国汽车保有量也不断增加。2000年仅为1608.91万辆,而2009年底就急增至6280.6万辆。其中,私人汽车拥有量的迅猛增长是我国汽车拥有量增长的主要原因。从图1可以看出,2000~2009年间,我国汽车保有量一直保持着一个较高的增速,其中的主体是私人汽车的消费,私人汽车保有量占汽车保有量的比重由2000年的38.87%提高到2009年的72.84%,这很大程度上反映了随着城市居民收入水平不断提高,居民的消费结构和消费理念都发生了重大变化,汽车逐渐成为居民生活中的重要消费品,导致了私人小汽车井喷式的发展。

与此同时,我国汽车能源消耗水平与国外发达国家存在着相当大的差距。如果将相同或相近车型进行燃油效率比较,我国汽车每百公里平均油耗比发达国家高20%以上(比欧洲高25%,比日本高20%,比美国高10%),资源利用效率较低。
1.2.3 摩托车
摩托车已成为广大城乡居民重要的出行代步工具。我国自1993~2008年的十余年中,一直是世界摩托车第一生产大国。近年来,我国摩托车产销一直呈现增长趋势(表3)。2008年,摩托车产销量达到2750万辆。在为社会民众提供了大量方便快捷的交通运输工具的同时,在能源消耗率中所占比率也越来越大,并呈明显上升趋势。

由于我国摩托车主要用为代步工具,最大排量一般为250毫升,几乎没有更大排量的摩托车。其中,由于我国摩托车主要用为代步工具,最大排量一般为250毫升,几乎没有更大排量的摩托车。其中,100~150毫升排量的车均占大多数,2004年为87%,2008年为81%。
2 城市客运能耗测算方法
本文以百公里燃料消耗量和车辆年行驶里程为调查指标,利用汽车保有量指标推算出燃料消耗总量,测算公式如下:
式中:t为时间;i为各种子运输方式,i=1(公交车),2(出租车),3(轨道交通),4(小汽车),5(摩托车);Et为t 年能源消耗量;Vit为i种运输子方式t年车辆保有量;Mit为i种运输子方式t年全年行驶公里数;Fit为i种运输子方式t年百公里能耗。
其中,年行驶公里数的计算公式为:
式中:t为时间;i为各种子运输方式,i=1(公交车),2(出租车),3(轨道交通),4(小汽车),5(摩托车);Pit为i种运输子方式t年日均出行次数;Disit为i种运输子方式t年平均出行距离;Dit为i种运输子方式t年全年行驶天数。
3 城市客运能耗驱动因素及趋势预测
3.1 私人小汽车保有量
尽管世界各国经济发展 水平不同,各国采取的政策措施也不同,但是其汽车保有量与经济发展水平,即与人均GDP之间的关系存在的普遍规律,可以推算出未来我国汽车保有量可能达到的规模。
通过人均GDP水平与千人汽车保有量的关系进行对比分析。国际上一般的规律是:当人均GDP进入1000美元时,汽车开始进入家庭,当经济发展到人均GDP达到3000美元时,汽车消费已开始成为一种时尚,当人均GDP达到4000~5000美元时,每百户居民汽车(家庭私人轿车)拥有量将达到20辆以上,进入汽车大众消费时代。通过表4可以看出,我国在2006年迈入了2000美元的级别,2008年已经达到3500美元人均GDP,即使GDP保持9%的增速,到2015年我国的人均GDP也将跨越5000美元,2020年将达到7000美元左右。

如果我国的千人汽车保有量在人均GDP突破5000美元时能达到世界平均水平(128辆),则未来我国的汽车保有量将迎来一个爆发式增长。
我们选取了1500~5000美元之间的国家数据进行了回归,得到的等式为:
Y=0.0389X-9.522
式中:Y为千人汽车拥有量;X 为人均GDP。
带 入 该 式 计 算 :X = 3 0 0 0 ,Y =107;X=4000,Y =146;X=5000,Y=185。
从国际数据的比较来看,我国的人均GDP水平已经允许我国进入一个汽车消费时代,但在汽车消费上,我国还远远滞后于经济的增长的。2009年我国人均GDP为3784.2美元,千人汽车保有量仅为47量,2010年千人汽车保有量为58辆,不到世界平均水平的一半。如果2015年人均GD P跨 越5000美元时,按千人汽车拥有量达到世界平均水平128辆计算,那么届时我国的汽车保有量将达到1.76亿辆;如果2020年人均GDP达到7000美元左右时,按千人汽车拥有量150辆计算,那么届时我国的汽车保有量将达到2.115亿辆,私人小汽车保有量将达到1.4亿辆左右。
3.2 公交分担率
公共交通分担率是指城市居民出行方式中选择公共交通的出行量占总出行量的比率,这个指标是衡量公共交通发展、城市交通结构合理性的重要指标。尽管目前我国居民出行中公共交通的份额已经从10%升至20%,北京达到36.8%,但对比欧洲、日本、南美等大城市我国公共交通所占的份额仍然很低,这些发达国家的城市平均的公共交通出行的份额可达到50%~70%,这也是欧洲、日本、美国车辆虽多,却很少拥堵的重要原因。
根据城市公共交通“十二五”发展规划纲要(征求意见稿)所述,对不同人口规模的城市,规划了不同的交通发展方案,见表5。

3.3 城市轨道交通线路运营里程
不论是从运输能力、运输效率,还是从对资源的消耗和对城市环境污染,轨道交通方式无疑是解决城市交通拥挤问题的一种有效手段。特别是在满足城市人口的出行强度巨大的干线上的交通需求,缓解道路交通压力等方面,轨道交通有着不可比拟的优势。
北京的轨道交通方式在公交系统中的分担率不到30%,对比伦敦、巴黎、东京等世界大 城市还有着明显的发展空间(表6),按照北京市“十二五”规 划,2015 年轨 道交 通方式在公交系统中的分担率将达到50%。

根据城市轨道交通近期规划,预计到2015年,我国城市轨道交通线路运营总里程将达到2500公里;2020年将达到6000公里。
3.4 新能源汽车保有量
国家 近两年出台了一系列 新能源汽车产业规划及扶持政策,其中,2009年初出台的《汽车产业调整和振兴规划》提出,至2011年要形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能,且新能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右;2009年底国务院常务会议决定将节能与新能源示范推广试点城市由13个扩大到20个;财政部于2009年1月和2010年5月出台了公共和私人购买新能源汽车财政补助办法,促进新能源汽车向乘用车领域的扩展。在国家政策大力支持下,在电池性能与寿命、充电基础设施建设、充电标准方面都在不断突破和完善;上汽、长安、北汽、比亚迪、奇瑞等国内汽车生产企业在“电气化”应用上积极投入,截至2010年底,共有54家汽车生产企业的190个车型列入《节能与新 能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录》,2010年以上车型年产量为7181辆。
2009年,我国新能源汽车的销量不到1万辆,仅有9800辆,且大都以公共交通系统用车为主(5000多辆);2010年,我国新能源汽车销量为1万辆左右。近期公共服务领域仍将是新能源汽车的主要市场,私人购车补贴政策对个人市场的拉动是积极的,但推广速度不会太快。未来2~3年,我国新能源汽车市场仍将是混合动力汽车与充电式电动车并行发展的模式,公共服务领域的公交客车、出租车等将是主要推广市场。
根据之前13个试点城市的新能源汽车发展规划,至2012年平均每个城市将推广新能源汽车4500辆。据此测算,20个试点城市2012年新能源汽车总保有量将达到9万辆,复合增速达340%。
根据《节能与新能源汽车产业发展规划(2011-2020年)》征求意见稿中提到:到2020年的总体目标是新能源汽车保有量达到500万辆,以混合动力汽车为代表的节能汽车产销量达300万辆;到2015年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车市场保有量达到50万辆以上。
4 城市客运节能潜力估算
4.1 提高公交分担率减排潜力估算
公交分担率=公交客运总量/城市人口总出行量
2020年,我国城市总人口达到8亿,按每人日均出行3次计算,如果城市公交分担率达到40%。则公交客运总量达到3456亿人次,如果城市公交分担率只达到30%。则公交客运总量达到2592亿人次,少承担864亿人次的出行量,而这部分出行量就转移给了私人小汽车。根据表7出行方式分担率随出行距离的变化,可以设定每人次的平均出行距离为10公里,则私人小汽车的运输周转量为8640亿人公里,按每车载客2人次,小汽车平均燃料消耗量水平为7升/百公里计算,可节能3515.67万吨标煤,相当于减少二氧化碳排放7382.9万吨。

4.2 提高轨道交通线路运营里程减排潜力估算
随着油价的上涨,私人小汽车出行成本的增加,轨道交通方便、快捷的优点使得其承担的客运量快速增长,近年来增长速率一直保持在10%以上。轨道交通客运量占城市公共交通客运总量的比例也逐年提高,从2001年的2.38%提高到了2008年的4.8%。同时,为满足人们对高速客运系统的需求,轨道交通线路运营里程建设也在不断加强,相关规划表明,2020年,我国轨道交通线路运营里程超过6000公里。
按照前面计算的2020年公交客运总量达到3456亿人次,根据北京市2005~2009年轨道交通运营情况(表8),我们可以推算出到2020年轨道线路运营里程达到6000公里,可承担客运量360亿人次,约占公交系统客运总量的10%,假设这部分出行量是从私人小汽车转移到选择轨道交通出行的,按小汽车每车载客2人次,平均燃料消耗量水平为7升/百公里计算,可节能1483.2万吨标煤,相当于减少二氧化碳排放3114.72万吨。

4.3 控制私人小汽车保有量减排潜力估算
2020年,我国私人小汽车保有量控制在1.2亿辆,减少新增小汽车0.2亿辆,按平均燃料消耗量水平达到7升/百公里,二氧化碳排放标准相当于167克/公里,年行使里程15000公里计算,则可实现节能量2292.7万吨标煤,相当于减少二氧化碳排放4814.67万吨。
4.4 推广新能源汽车减排潜力估算
2020年,新能源汽车保有量达到500万辆,以混合动力汽车为代表的节能汽车保有量达到300万辆,按每辆汽车年消耗燃油2吨计(目前欧洲的水平1.5吨,日本1吨),新能源汽车相比传统汽车节能20%,则可实现节能量218.36万吨标煤,相当于减少二氧化碳排放458.56万吨。
5 结语
城市客运是交通运输部门节能潜力最大,同时也是节能难度最大的领域。城市机动车燃油消耗量约占全部机动车能耗的1/3以上,城市机动车密度大,私人小汽车占比重大,在新能源汽车的推广应用方面潜力非常大。国内外城市交通的发展经验表明,通过加强城市交通出行需求管理,改善城市交通供给结构等手段,都会提高城市交通运行效率,降低排放。
我国应采取传统发动机节能技术引入与开发并重,集中力量发展混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车(尚处于研发和运行试验阶段,技术未完全成熟);作为长期战略,政策上鼓励支持发展生物燃料;通过经济手段降低私人轿车的出行率,如征(增)收燃油税、排放税、提高停车费、高峰时段和区段通行收费、开辟公交快速专用通道、利用智能交通系统实现自动控制、适度发展轨道交通等。