城市零碳交通白皮书2022-清华大学.pdf

城市零碳交通白皮书 2022 清华大学互联网产业研究院编制 课题组 朱 岩 清华大学互联网产业研究院院长 清华大学经济管理学院教授 课题组负责人 李 辛 清华大学互联网产业研究院 关瑞玲 清华大学互联网产业研究院 课题组成员 朱 锟 研究生（实习） 张天培 研究生（实习） 文字校对 段文秀 清华大学互联网产业研究院 设计排版 致 谢 感谢清华大学碳中和研究院院长助理、清华大学环境学院教授鲁玺、清华大学环境学 院教授吴烨在项目前期提供的专业意见。 感谢协鑫集团在报告编制过程中提供的专业建议以及项目案例资料。 感谢清华大学互联网产业研究院各部门同事的通力配合。 摘 要 2015年巴黎协定确立了全球温控的长期目标，截至2021年12月底，碳中和目标已覆盖了全球88 的温室气体排放、90的世界经济体量和85的世界人口。然而全球碳排放总量仍在攀升，据最新数据显 示，2022年全球二氧化碳排放量有望刷新历史最高纪录，达到406亿吨。不久前于埃及沙姆沙伊赫落幕的 联合国气候变化框架公约第二十七次缔约方大会（COP27）上，各国虽最终艰难达成共识，但是在诸多 关键议题上仍存在分歧，全球碳中和之路道阻且长。 我国在2020年提出“2030年碳达峰，2060年碳中和”的自主减排目标，“双碳”目标的确立，是我国进 入新发展阶段，实现可持续发展的必然选择和迫切需要，将倒逼中国能源结构、生产方式、经济结构转型， 推动各行业走向高质量发展之路。 交通领域碳排放约占全球碳排放总量的四分之一，且与人类生产生活关系密切，受到各国的高度重 视。在我国，交通领域碳排放约占碳排放总量的10，其中城市公路交通是碳排放的主要来源。随着中国 经济发展的稳步推进以及城镇化建设程度加深，城市客户和货运服务需求将保持高速增长，道路交通排 放压力也将继续加大。 在汽车产业电动化、智能化、网联化的发展趋势下，以新能源汽车所带动的汽车产业绿色化将成为交 通领域碳减排的重要推动力。我国新能源汽车产业发展迅猛，销量及保有量均位列全球第一，同时我们也 要看到，城市内与之相配套的能源基础设施和智能交通基础设施仍存在巨大缺口。 本报告在全球碳中和的研究背景下，简要描述了全球主要国家的碳减排现状，并聚焦于交通领域，重 点分析了我国城市交通领域碳排放现状、影响因素，系统梳理了交通领域政策规划。综合一系列国内外最 新数据与研究成果，基于交通运输业对于全行业节能减排的重要意义，本报告从“规、管、路、车、人”五个 方面展开探讨城市零碳交通的发展路径，以推动支撑可持续交通构建的法律法规体系为基石，通过优化 道路管理、合理配置运输资源、建设完善与新型交通系统相适应的道路基础设施、提升交通工具的智能化 水平、强化用户绿色交通理念几个方面，合力打造通往零碳交通目标的新型城市图景。 此外本报告提出了未来零碳交通中的关键基础设施，并介绍了六个典型应用场景及案例。最后，报告 从财税政策、数据归集、市场机制、科技支持、完善新基建、制度巩固、普及宣传、人才储备八个方面提出了 政策建议，以期推动以城市作为重要单元的社会结构向低碳、零碳目标更进一步。 目 录 01 1、全球交通领域碳排放背景 （1）全球碳排放现状及零碳目标 （2）全球交通领域碳排放分析 （3）各国交通领域碳减排政策梳理及分析 2、中国交通领域碳排放现状 3、探索实现零碳交通的意义 （1）本报告的研究内容及边界范围 （2）研究意义 研究背景 02 1、我国城市交通发展现状 （1）城市道路发展现状 （2）汽车保有量现状 （3）城市道路新能源基础设施布局情况 2、城市交通碳排放现状与影响因素 （1）城市碳排放的基本情况 （2）城市交通碳排放的影响因素 3、城市交通碳减排需要关注的主要问题 4、我国交通领域碳减排政策及发展规划 我国城市交通领域碳减排现状 -02- -02- -04- -07- -08- -10- -10- -11- -13- -13- -14- -17- -22- -22- -23- -25- -26- 03 1、“规”⸺建立健全覆盖全社会的可持续交通法律体系 （1）制定多层次的绿色交通法律法规体系 （2）推进城市交通电动化发展规划 （3）持续完善绿色交通行业标准体系 （4）推动完善交通领域纳入全国碳排放权交易市场 2、“管”⸺合理规划城市布局，优化城市道路交通管理 （1）合理规划城市布局，构建可持续发展交通城市 （2）持续打造绿色低碳出行服务体系 （3）升级优化城市综合货运服务体系 （4）加强交通运输数字化管理水平 3、“路”⸺积极构建与零碳交通配套的新型道路基础设施 （1）加大新型能源基础设施建设 （2）积极布局智慧道路基础设施 （3）进一步探索开放无人驾驶运营服务场景 4、“车”⸺大力发展低碳绿色智慧车辆 （1）优化新能源汽车全生命周期碳排放 （2）实现汽车动力电池的高效循环利用 （3）发挥出新能源汽车协同能源系统发展的重要作用 （4）汽车的数字化发展趋势带来的低碳发展机遇 5、“人”⸺促进绿色交通理念深入人心 （1）打造内涵丰富，数实融合的绿色交通消费理念 （2）完善绿色服务体系，满足多层次的出行需求 （3）打造数字化智慧交通社群 城市零碳交通发展路径 -30- -30- -30- -30- -31- -32- -32- -32- -33- -35- -36- -36- -36- -37- -37- -37- -38- -39- -39- -39- -40- -40- -40- 1、电力基础设施 （1）供电网络 （2）储电网络 （3）充（换）电网络 2、智慧交通运营平台 3、车路云协同一体化系统 4、零碳交通基础设施 05 1、营运出租车/网约车电动化场景 2、钢铁生产企业公路运输电动化情景 3、绿色矿山典型应用场景 4、煤电厂智能物流应用场景 5、城市建设运输典型应用场景 6、国际大城市交通碳减排案例 零碳交通服务典型应用场景及案例 06 1、加强支撑交通运输行业实现零碳目标的财税政策支持 2、强化交通运输领域碳排放数据的计量、监测和统计 政策建议 -63- -63- -49- -51- -53- -55- -56- -59- 04 未来城市零碳交通关键基础设施 -42- -42- -43- -44- -45- -45- -46- 表 1 部分国家碳达峰碳中和目标时间表 表 2 部分发达国家交通领域减排政策 表 3 2022年主要省市充（换）电桩基础设施建设文件汇总 表 4 加氢站的等级划分 表 5 城市主要交通出行方式的能耗和污染物排放测算 表 6 近3年国家主要交通碳减排相关政策 表 7 全球主要碳市场行业覆盖情况 表 8 我国汽车驾驶自动化分级标准 表 9 减排路径测算 -02- -07- -18- -21- -24- -26- -32- -45- -60- 城市零碳交通白皮书 2022表目录 表目录 3、推动交通行业纳入全国统一碳市场 4、加强低碳科技创新应用，激活数据要素价值，提高交通碳减排效率 5、统筹推进城市交通基础设施建设，加快充换电基础设施建设 6、加快新能源运营车辆普及，完善车辆上牌登记制度 7、鼓励居民绿色出行，建立碳积分制度，加强绿色出行宣传 8、加强专业人才队伍建设 -64- -64- -64- -64- -65- -65- 图 1. 1990～2021年我国二氧化碳排放总量/百万吨 图 2. 1990-2019年全球交通领域温室气体排放总量及趋势 图 3. 全球交通领域分行业碳排放结构占比 图 4. 可持续发展情境下全球交通领域碳排放预测 图 5. 全球部分国家交通领域人均碳排放情况 图 6. 全球主要国家交通领域1990-2019年累计碳排放总量 图 7. 分行业二氧化碳排放量/百万吨 图 8. 中国不同交通运输方式的货运活动量和相关二氧化碳排放量 图 9. 承诺目标情景下，中国交通运输行业二氧化碳排放量预测/百万吨 图 10. 20162021年末全国公路总里程及公路密度 图 11. 城市规模与道路网密度（左），城市区位、形态与道路网密度（右） 图 12. 近5年全球各主要国家轻型电动汽车保有量 图 13. 2016-2021年及2022年1-6月全国电动车保有量 图 14. 用户对新能源汽车的接受度 图 15. 2021年城市公共汽电车燃料类型 图 16. 新能源车补能方式分类 图 17. 公共充电桩保有量及年化增速 图 18. 充换电技术对比 图 19. 2022年11月换电站前十省份 图 20. 换电车保有量、市场规模、动力电池需求预测 图 21. 加氢站数量与市场规模 图 22. 全球主要城市交通排放量及占比情况 图 23. 2021年营业性客运量分运输方式构成（左）、2021年营业性货运量分运输方式构成（右） 图 24. 2022绿色交通标准体系统计 图 25. 2015-2021年各运输方式承担货运量及承担货运周转量占比 图 26. 欧盟汽车全生命周期法规体系倡议 -03- -04- -05- -05- -06- -06- -08- -09- -10- -13- -14- -15- -16- -16- -17- -18- -19- -20- -21- -21- -22- -23- -25- -31- -34- -38- 城市零碳交通白皮书 2022图目录 图目录 图 27. 虚拟电厂结构示意 图 28. 电池资产管理模式 图 29. 交通数字运营平台 图 30. 车路云协同系统架构 图 31. 城市零碳交通服务整体构想 图 32. 杭州网约车换电项目站点布局 图 33. 杭州转塘里街换电站实景图 图 34. 荆州出租车换电项目站点布局 图 35. 荆州东岳换电站实景图 图 36. 钢铁企业典型应用场景示意图 图 37. 武安荣兰线A站实景图 图 38. 矿山典型应用场景示意图 图 39. 广纳蒙西矿山换电站实景图 图 40. 广纳蒙西矿山矿用卡车实景图 图 41. 广纳蒙西矿山储能电站实景图 图 42. 大型煤电企业典型应用场景示意图 图 43. 朔州“光伏绿色交通”项目现场奠基图 图 44. 电港项目实景图 图 45. 城建运输企业典型应用场景示意图 图 46. 协鑫集团徐州市高新区换电站送电成功 图 47. 协鑫集团徐州市新城换电站开工建设 图 48. 共享汽车充电装置 图 49. 纽约市温室气体排放量占比趋势 -42- -44- -45- -46- -49- -50- -50- -51- -51- -52- -52- -53- -54- -54- -54- -55- -55- -56- -56- -57- -58- -59- -60- 城市零碳交通白皮书 2022图目录 研究背景 - 01 - 城市零碳交通白皮书 2022一、研究背景 1、全球交通领域碳排放背景 （1）全球碳排放现状及零碳目标 表1 部分国家碳达峰碳中和目标时间表 碳中和已经成为全球共同目标。 工业革命以来，人类活动给自然界带来了史无前例的巨大变化，碳 循环体系首当其冲，碳源和碳汇的平衡不再进而出现了全球变暖、海平面上升等现象，引发了全球的反 思。根据国际气候科学机构联盟“全球碳项目”的最新预测，2022年全球二氧化碳排放量将刷新历史最 高纪录，达到406亿吨，如何应对气候变化已成为人类最为重大和紧迫的课题。2015年第21届联合国气 候变化大会上，全球有超过190个缔约国参与签署了巴黎协定，确立了全球温控的长期目标，堪称人类 历史上全球治理的典范。截至2021年12月底，全球已有136个国家、116个地区、234个主要城市和683家 企业制定了碳中和目标。据EnergyClimate的统计，碳中和目标已覆盖了全球88的温室气体排放、 90的世界经济体量和85的世界人口。 我国碳排放总量位于全球首位。 自1980年以来，中国成为世界上增长最快的经济体，在以高速工业 化和城市化进程为主要动力的中国经济转型中，国内生产总值扩张超过30倍。作为“世界工厂”，中国占 世界工业产值增加值的四分之一，水泥和钢铁占世界总产量的一半以上。但与此同时，中国也是目前世界 上最大的温室气体GHGs排放国，排放量约占全球温室气体排放总量的四分之一。下图展示了自1990年 地 区 国 家 实 现 碳 达 峰 年 份 碳 中 和 目 标 年 份 提 出 碳 中 和 目 标 的 场 合 或 文 件 英国 1991 2050 2019年6月新修订的气候变化法 法国 1991 2050 2020年颁布法令通过“国家低碳战略” 德国 1990 2050 2019年11月通过的气候保护法 丹麦 1996 2050 2018年立法规定 欧 洲 瑞典 1993 2045 2017年立法规定 挪威 1990前 2030 2017年立法规定 芬兰 1994 2035 2021年立法规定 荷兰 1996 2050 2022年内阁提出气候政策 冰岛 -- 2040 2018年立法规定 美国 2007 2050 2020年12月拜登总统宣称 加拿大 2007 2050 2019年10月特鲁多总理承诺 中国 2030 2060 2020年9月国家主席习近平在第75届联合国大会上的宣示 日本 2013 2050 2020年12月日本经济产业省发布的面向2050年碳中和 的绿色成长战略 韩国 2020 2050 2020年4月韩国执政的民主党在选举中宣称 美 洲 亚 洲 - 02 - 数据来源IEA（国际能源署） 图 1 1990～2021年我国二氧化碳排放总量/百万吨 以来我国二氧化碳排放总量的变化趋势，可见2005年至2021年间，二氧化碳年排放总量增长近一倍。 城市零碳交通白皮书 2022一、研究背景 “双碳”目标是我国进入新发展阶段，实现高质量发展的必然选择和迫切需要。 作为全球人口最多， 也是碳排放量最大的国家，习近平主席在2020年9月的第七十五届联合国一般性辩论上郑重宣告，中国“ 二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”，向世界展示出了中国在应对 气候变化问题上的大国担当，也体现出了中国构建全球命运共同体的基本理念与决心。2022年1月24日， 习近平总书记在十九届中共政治局第三十六次集体学习时的讲话中提出，“实现‘双碳’目标，不是别人 让我们做，而是我们自己必须要做”，进一步明确了“双碳目标”是我国进入新发展阶段，实现可持续发展 的必然选择和迫切需要。 我国碳达峰碳中和目标时间紧、任务重。 “双碳”目标的确立，将倒逼中国能源结构、生产方式、经济 结构转型，带头发动前所未有的第四次绿色工业革命，促使中国成为世界应对气候变化的创新者、领先者 、贡献者。但与此同时，对比欧美等发达国家，欧盟和美国都表示在2050年实现碳中和，然而欧盟27个成 员国整体已于1990年碳达峰，美国于2005年达峰，意味着各自有60年和45年的时间从峰值走向净零排 放。相比之下，中国“2030年碳达峰、2060年碳中和”的目标要求我国仅用30年将碳排放量从峰值降至净 零排放甚至负碳排放，中国的减排路径远比欧美陡峭，减排速度甚至要超出欧盟1倍。同时考虑到当前碳 排放总量大的特征，未来四十年的碳中和之路可谓是时间紧、任务重。 - 03 - 城市零碳交通白皮书 2022一、研究背景 （2）全球交通领域碳排放分析 交通运输行业是全球主要的碳排放来源之一。 交通运输行业是一个国家经济和社会发展的基本需 求，是现代社会得以运转的重要支撑，但与此同时，交通运输行业对化石燃料的依赖程度位列所有行业 之首，其二氧化碳排放量大约占到全球二氧化碳排放总量的四分之一。图2展示了1990-2019年间全球 交通运输系统的温室气体排放情况，可见近30年间，全球交通领域的排放量以近1.7的年平均增长率 增长，增速超过其他任何终端用能部门。受到疫情的影响，2020年全球运输部门的碳排放空前下降，随 着近两年国内外疫情的逐渐缓解，客运和货物运输活跃度复苏，进而导致2021年全球交通运输业的二氧 化碳排放总量达到近77亿吨，较2020年的71亿吨增长超过8 1 。虽然疫情对交通出行的影响仍未完全消 散，但从整体趋势来看，随着出行需求的逐渐恢复，交通行业碳排放在一段时间内仍将呈现增长趋势，需 要全球各国从政策、产业、技术等方向共同发力，并采取强有力的执行措施，促进交通领域零碳目标的实 现。 全球交通领域碳排放将于2025年前后达峰，公路运输为碳减排关键。 公路交通碳排放约占到交通 领域碳排放总量的四分之三，是关乎整个交通领域实现零碳目标的关键环节。2021年，包含公路客运和 公路货运在内的公路运输碳排放量占全球交通行业碳排放总量的76.6，其余部分来自航空、海运以及 铁路等部门。根据IEA预测，在可持续发展情境下，全球交通领域碳排放将在疫情后出现短暂反弹，并于 2025年左右达到峰值，之后持续下降。基于交通运输各部门节能降碳技术成熟度差别较大，交通运输部 门减排的主要贡献将来自公路运输部门，其中公路客运和中重卡运输为降碳重点。 数据来源CLIMATE WATCH，MtCO2表示百万吨二氧化碳当量。 图 2 1990-2019年全球交通领域温室气体排放总量及趋势 - 04 - 数据来源IEA 图 3 全球交通领域分行业碳排放结构占比 图表来源IEA 图 4 可持续发展情境下全球交通领域碳排放预测 说明虚线表示各种运输方式基本停止使用化石燃料的年份。 城市零碳交通白皮书 2022一、研究背景 发达国家交通领域碳排放总量及人均碳排放均高于发展中国家及新兴经济体。 我国与发达国家的 经济发展水平和基础设施体系建设水平截然不同，决定了我国与发达国家交通运输行业处于不同阶段。 近30年间，发达国家的交通领域碳排放总量和人均碳排放量均显著高于发展中国家，从下图人均碳排放 的变化趋势不难看出，北美和欧洲的发达国家在碳排放方面已经由增长到出现拐点并呈现下降趋势，而 我国仍处于上升阶段。此外，城镇化水平同样深刻影响交通运输需求。据联合国统计，2018年发达国家 城镇化率已经达到78，中国目前的城镇化率接近发达国家上世纪七十年代水平，还有较大的提升空间 。 - 05 - 城市零碳交通白皮书 2022一、研究背景 数据来源Climate Watch 图 5 全球部分国家交通领域人均碳排放情况 数据来源Climate Watch 图 6 全球主要国家交通领域1990-2019年累计碳排放总量 因此，随着未来中国城镇化进程的持续推进，交通运输部门能耗也将继续增加。 - 06 - （3）各国交通领域碳减排政策梳理及分析 在全球零碳目标的背景之下，交通领域因其排放总量大，且与民众日常生活关系密切，受到各国的 高度重视。各国纷纷推出政策规划，旨在推进交通领域碳减排。据IEA政策数据统计，全球交通领域现行 有效及已颁布尚未生效的政策和已在计划中的交通领域优化减排政策超过900项，另有17项政策法规 计划颁布。欧盟在推行气候政策方面走在前列，2019年强势启动欧洲绿色协议，该协议涵盖交通、农 业、建筑以及钢铁、水泥、信息和通信技术、纺织和化工等各个领域，希望通过利用清洁能源、发展循环经 济、抑制气候变化、恢复生物多样性、减少污染等措施提高资源利用效率，实现经济可持续发展，以实现 2050年前欧洲地区的“碳中和”的目标。为满足绿色新政的要求，欧盟积极推进充电桩及替代燃料基础 设施，并于2020年12月9日公布了“可持续和智能交通战略”，提出对欧盟的交通系统和基础设施进行数 字化和智能化改造，以进一步削减交通运输领域的二氧化碳排放。2021年6月欧盟发布首部气候法案 欧洲气候法，7月公布 “减碳55”（Fit for 55）一揽子减排计划以落实欧洲气候法的新举措，下表中，列 举了欧盟以及其他发达国家和组织近些年针对交通领域碳减排提出的部分政策主张 国 家 或 组 织 年 份 减 排 政 策 主 要 内 容 2021 欧洲气候法 欧洲气候法通过建立法律框架，以在2050年实现温室气体净零排放，2030 年欧盟新的温室气体减排目标要在1990年的基础上减少55 。 2021 为落实欧盟气候法，欧盟提出了一揽子减碳计划，包括向航运、公路运输和 建筑领域拓展碳排放交易、实施新的“碳边境调节机制”目标、实施最严格的小 型汽车和货车排放能效以及设立气候创新基金等。 2022 国家电动汽车基础设施方案计划 美国交通和能源部宣布，在未来五年内，将提供近50亿美元的资金用于充电站建 设，该项目将帮助各州沿着指定的替代燃料走廊，特别是沿着州际高速公路系统 建立电动汽车充电站网络。 2021 气候创新研究机会投资项目 白宫发起了一项创新计划，包括成立一个新的研究工作组及制定创新议程大纲。 能源部为低碳能源技术提供2亿美元赠款项目，用于低成本的零碳道路交通工具 和运输系统研究。 2021 零排放和节能汽车的研发项目 美国能源部宣布为四个尖端项目提供1800万美元的资金，这些项目将帮助乘用车 提高运行效率，减少能源消耗，并有助于拜登政府实现到2050年碳排放净零的目 标。 2021 汽油和柴油汽车淘汰计划 英国政府将投入超过18亿英镑，计划到2030年，英国将停止在国内销售新的汽 油和柴油汽车。销售结束将分两个阶段进行 1新汽油、柴油汽车和货车的淘汰日期将提前至2030年。 2从2035年起，所有新汽车和货车的尾气排放必须完全为零。 2021 电动汽车储能基础设施 英国政府计划投资数百万英镑，为电网供应不足的服务站安装快速充电桩，支持 国家实现零排放交通，目标到2035年在高速公路网络上拥有6000个高功率充电 设施。 2021 政府资助电动卡车和氢动力公交车 英国商务大臣宣布设立5400万英镑的基金，开发下一代电动卡车和氢动力公交 车，预计将在全英国创造近1万个工作岗位，并减少4500万吨碳排放。 2021 英国2020年预算－零排放货车免税 从2021年4月起，政府将对零排放商用货车实行零税率。这一措施预计将在 2021-22年为每辆货车节省433英镑的税收。 2020 绿色工业革命十点计划 英国计划投资120亿英镑，投资绿色工业革命十点计划，其中第四点为制定零排 放汽车战略， 包括2030年停止新的汽油、 柴油货车销售以及提供10亿英镑资金应 用于支持英国汽车及其供应链电气化等。 欧 盟 美 国 英 国 表2 部分发达国家交通领域减排政策 城市零碳交通白皮书 2022一、研究背景 - 07 - 2018 充电基础设施投资基金 设立6亿英镑基金用于支持充电基础设施，对符合要求的充电点提供75 的补贴 资金。 2021 德国发展与恢复计划 DARP 为了应对新冠肺炎大流行和经济危机，德国政府公布了其发展和恢复计划，旨在 实现长期发展和绿色复苏。构建气候友好型交通是当中的重要部分，德国计划投 资542. 8亿欧元，通过新技术整合，使交通部门更加节能和低碳。 2020 面向未来的一揽子计划 德国面向可持续交通领域推出涉及公路交通、铁路、海运和航空的一揽子计划， 包括针对电动汽车购置免税、支持汽车制造新技术研发和数字化转型等，预计支 持金额超过百亿欧元。 2020 可持续交通⸺ 充电站基础设施 在2020年6月的经济刺激计划背景下，德国政府将投资25亿欧元用于扩展现代化 和更安全的系统，包括充电站基础设施，促进电动汽车和电池生产领域的研发。 目标是到2030年拥有多达100万个公共充电站。 韩 国 2020 电动汽车计划⸺ 2050年实现“净零 ”目标 韩国政府为了实现2050年的净零目标，将开发2000万辆电动汽车。该计划将扩 大该国目前氢燃料汽车和电动汽车的供应和生产，包括在国家计划的2000万辆汽 车市场时代之前安装更多充电站，以及在城市设置加氢站，实现到2050年将全国 80以上的氢能转化为绿色氢气的目标。 日 本 2021 2021年国家预算⸺ 支持海洋和港口 领域的碳中和 为推动实现2050年碳中和目标，日本政府拨款8亿日元，用于开发海上风电、港 口升级等海洋部门的低碳技术。 德 国 英 国 资料来源根据公开数据整理 2、中国交通领域碳排放现状 我国交通领域碳排放总量大，脱碳难度高。 数据显示，自1990年以来，我国各行业二氧化碳排放持 续增高，其中运输行业排放量仅次于电力和工业部门，占我国全行业碳排放总量的10左右，同时考虑 到我国总体碳排放基数较大，交通领域碳排放不可小视。未来我国汽车保有量至少翻一番，将进一步加 大交通领域减排难度。 数据来源IEA（国际能源署） 图 7 分行业二氧化碳排放量/百万吨 城市零碳交通白皮书 2022一、研究背景 - 08 - 城市零碳交通白皮书 2022一、研究背景 道路交通是二氧化碳排放的重点来源。 自新中国成立以来，中国交通运输体系逐渐成熟，从着力应 对“有没有”、“够不够”的问题，向解决交通运输“好不好”的问题过渡 2 。过去十年中，我国交通领域二氧 化碳排放占比呈现上升趋势，其中约四分之三来自道路运输。随着中国经济发展的稳步推进以及城镇化 建设程度加深，城市客户和货运服务需求将保持高速增长，道路交通排放压力也将继续加大。以2020年 货运碳排放数据为例，虽然公路货运在货运活动总量以吨公里计算中的比例从略低于40下降到了 2020年的不到三分之一，但是公路货运排放占货运排放总量的比重已从2000年的65上升到2020年约 80。公路货运碳排放量于2019年达到3.9亿吨的高点，2020年因新冠疫情略有下降，2021年初发生反 弹。据研究机构预测，我国货运活动的增长预计将持续到2060年，但增速与最近几十年的水平相比将更 加温和 3 。 中国交通运输行业碳排放将于2030年前后达峰。 2020年，中国交通运输行业的二氧化碳排放量约 为9.5亿吨，占全国能源体系排放总量的9左右，受新冠疫情影响，交通运输排放量略低于2019年。根据 IEA预测，在我国承诺目标情景下，交通运输排放量在短期内将继续增长，2030年达到略高于10亿吨的 峰值，然后逐步下降，到2060年下降到大约 1 亿吨，比2020年降低近90。2060年仍将有大部分排放来 自减排困难的国内航空、航运以及长途公路货运领域。随着国家经济活动的繁荣，人员和货物流动性将 持续增加，在未来不到四十年的时间当中，中国交通零碳目标的实现将以道路交通为重点，汽车的电动 化以及交通运输系统的高效协同将是推动减碳的关键因素。 图片来源IEA 注航空货运占货运活动总量的比重低于0.1，占货运排放总量的比重不足3，因此没有显示在左图中。 图 8 中国不同交通运输方式的货运活动量和相关二氧化碳排放量 - 09 - 城市零碳交通白皮书 2022一、研究背景 图片来源IEA（国际能源署） 图 9 承诺目标情景下，中国交通运输行业二氧化碳排放量预测/百万吨 3、探索实现零碳交通的意义 （1）本报告的研究内容及边界范围 现代意义上的交通运输业是指国民经济中专门从事运送旅客和货物的社会生产部门。通常人们把 交通运输业划分为第三产业，但交通运输业并不生产有形的产品，它生产的唯一产品是服务 4 。根据国际 标准行业分类，交通运输业按照运输结构可分为公路运输、铁路运输、航运运输、航空运输和管道运输五 大类。一般而言，公路运输网络分布广、机动性强，在中短途运输中占有重要地位；铁路运输能力大，在长 途运输中起着关键作用；水路运输成本低，线路投资低。另外不同运输子系统的运输偏好不同，客运主要 依靠公路和铁路运输，货运主要依靠铁路、公路和水路运输。 交通行业在能源燃烧阶段主要产生二氧化碳、甲烷、一氧化二氮这三类温室气体，而甲烷和一氧化 二氮排放占比非常小。交通运输领域零碳排放是指某一个或多个系统的绝对温室气体排放总量（折算为 二氧化碳当量）接近于零，即意味着交通运输使用能源所产生的排放能够实现零排放，或者其产生的排 放能够被其他途径所吸收中和 5 。从全生命周期的角度考虑，交通行业包括交通工具的设计制造、运输服 务、后续回收处理等主要阶段，本报告研究范围按照温室气体排放清单的编制原则理解，即仅指交通运 输服务阶段，且对于交通行业温室气体排放仅考虑二氧化碳一种，暂不考虑其他气体。 本文探讨城市道路交通零碳实现路径，将侧重研究城市内公路交通（暂不包括铁路运输、航空运输、 水路运输、城际轨道交通以及内部道路），通过对我国绿色交通发展政策和城市交通碳排放现状的研究 分析，结合零碳、低碳交通的关键基础设施以及“电动城市”案例研究，提出“双碳”目标下，我国城市零碳 交通的发展路径、关键基础设施布局以及发展建议。 - 10 - （2）研究意义 2015年巴黎协定为全球气候行动制定了关键目标，即将全球温升目标控制在工业化前2摄氏度 以内，努力控制在1.5摄氏度以内。然而根据国际能源署最新研究结果，即使各国能够按照目前的政策全 面有序落实碳减排行动，仅有望在本世纪末将全球升温幅度控制在1.8摄氏度 6 。这意味着，若要实现1.5 摄氏度以内的温控目标，需要全球协力采取更为积极乃至激进的措施促进全面减碳。交通运输行业与人 类生产生活关系密切，是经济与社会发展的重要支柱，如不加以限制其产生的碳排放将持续增加。因 此 ，研究交通运输行业的零碳路径对实现全球碳排放净零的目标至关重要，引起了各相关部门和研究机 构的高度关注。本报告将在总结归纳既有学者研究成果的基础上，通过城市交通零碳路径的研究，探索 一套适合中国乃至世界城市未来高质量发展的解决方案，以期推动以城市作为重要单元的社会结构向 低碳、零碳目标更进一步。 城市零碳交通白皮书 2022一、研究背景 - 11 - 我国城市交通领域 碳减排现状 02 - 12 - 1、我国城市交通发展现状 城市是我国经济发展的重要载体和居民经济活动的主要聚集地，城市交通布局是否合理、安全、顺 畅直接影响着城市经济运转效率。城市交通的绿色化水平对于交通领域碳排放起着决定性作用。随着经 济的不断发展，城市的经济结构、功能分布在不断优化，城市覆盖范围也在逐步扩大，随之产生了交通总 量增加、道路拥堵、大气污染以及道路交通安全等一系列问题。 城市交通的碳减排需要从优化城市道路 基础设施、道路交通工具以及道路交通工具能源构成三方面考虑 ，这也是城市实现零碳交通的主要方向。 （1）城市道路发展现状 我国公路建设保持稳步发展，公路基础设施逐步完善。 根据交通运输部2021年交通运输行业发展 统计公报数据显示，2021年全国公路总里程为528.07万公里，比上年末增加8.26万公里。公路密度为 55.01公里/百平方公里，较上年增加0.86公里/百平方公里。全年完成交通固定资产投资36220亿元，其 中公路固定资产投资25995亿元，比上年增长6.0，占交通固定投资总额的约71。在投资的带动下，公 路交通基础设施逐步完善。 我国城市道路密度持续增长。 根据中国主要城市道路网密度与运行状态监测报告显示（如下图）， 2022年度全国36个主要城市平均道路网密度为6.3km/km 2 ，相较2021年度6.2km/km 2 指标值总体增长 当前，我国交通领域碳减排面临较大挑战。一方面，随着经济的不断发展，居民出行时长、距离持续 增加，对于私人交通工具的需求持续增加；另一方面，行业内仍然以化石能源供能为主，新能源虽已形成 规模但仍处于初期发展阶段。因此，交通领域碳减排不仅要控制好因交通总量增加而导致的碳排放增长 ，还要推动以新能源为主的能源系统转型，通过交通、能源、社会生态的协同发展，打通碳减排路径。 数据来源交通运输部 图 10 20162021年末全国公路总里程及公路密度 城市零碳交通白皮书 2022二、我国城市交通领域碳减排现状 - 13 - 1.6。根据城市体量分类来看，超大型城市道路网密度为7.5km/km 2 ，平均增长1.4；特大型城市道路 网密度为6.5km/km 2 ，平均增长3.2；Ⅰ型大城市平均道路网密度为6.1km/km 2 ，增长1.7；Ⅱ型大城 市平均道路网密度为6.0km/km 2 ，平均增长1.7。根据“秦岭淮河”地理分界线区分，2022年我国北方 城市道路网密度平均为5.4km/km 2 ，增长率1.9，南方城市道路网密度平均为7.0km/km 2 ，增长率为 1.4。尽管南、北方城市都平均稳定增长了0.1km/km 2 ，北方城市道路网密度仍普遍低于南方城市。 道路运行状况是城市交通运行良好与否的重要指标。综合上述分析，我国道路基础设施建设仍在稳 步发展，总里程数和密度呈持续增长态势，但道路密度上仍有提升空间。由此可见，未来几年我国的道路 基础设施还将持续完善。 图 11 城市规模与道路网密度（左），城市区位、形态与道路网密度（右） （2）汽车保有量现状 我国大中型城市汽车保有量持续快速增长。 据公安部统计，截至2022年9月底，全国机动车保有量 达4.12亿辆。在城市汽车保有量方面，目前全国有82个城市的汽车保有量超过100万辆，同比增加6个 城市，其中北京汽车保有量超过600万辆，成都、重庆汽车保有量超过500万辆，苏州、上海、郑州、西安、 武汉汽车保有量超过400万辆。 城市零碳交通白皮书 2022二、我国城市交通领域碳减排现状 - 14 - 我国新能源汽车发展势头迅猛，保有量位居全球第一。 早在2010年国务院关于加快培养和发展战 略性新兴产业的决定中，已将新能源汽车列为七大战略性新兴产业之一。在销售方面，近年来在国家的 大力扶持与引导下，新能源汽车产销量实现高速增长。据最新数据显示，2022年中国电动汽车销量继续 领跑全球，上半年销量超过245万辆，全球占比56.8，同比增长率达113。在保有量方面，截至2021年 底，全球新能源汽车保有量已达1620万辆，年增长率达到57。中国自2016年以来，超越美国成为全球 第一大新能源汽车保有国。2021年中国新能源汽车保有量达780万辆，约占汽车保有总量的2。 消费者对新能源汽车的购买意愿持续增强。 2022年前三季度，全国新注册登记新能源汽车371.3万 辆，同比增长98.48。全国新能源汽车中纯电动汽车保有量926万辆，占新能源汽车总量的80.56。根 据数据显示，消费者对于新能源车的接受度已从2017年的20提升至2021年的63。 图 12 近5年全球各主要国家轻型电动汽车保有量 注BEV为纯电动汽车；PHEV为插电式混合动力汽车。这一数字中的欧洲包括欧盟27国、挪威、冰岛、瑞士和英国。 城市零碳交通白皮书 2022二、我国城市交通领域碳减排现状 - 15 - 城市零碳交通白皮书 2022二、我国城市交通领域碳减排现状 数据来源公安部、华泰证券 图 13 2016-2021年及2022年1-6月全国电动车保有量 图表来源华泰证券 图 14 用户对新能源汽车的接受度 - 16 - 新能源汽车成为城市公共客运的主要交通工具。 我国城市公共交通汽电车燃料类型持续优化， 2021年我国城市公共交通汽电车当中，新能源运营车辆数（包括纯电动车、混合动力车、氢能源车）达到 50.89万辆，较2020年增加4.28万辆，占我国城市公共汽电车运营车辆总数的71.7。 随着我国经济稳步发展和城镇化的持续推进，汽车保有量将继续增加，未来还将有更多城市汽车保 有量突破100万大关。值得关注的是新能源汽车的增速远超保有量总数的增速，说明越来越多人倾向于 选择新能源汽车。在汽车电动化、智能化、网联化的发展趋势中，以新能源汽车所带动的汽车产业绿色化 将成为推动交通领域碳减排重要因素。 城市零碳交通白皮书 2022二、我国城市交通领域碳减排现状 数据来源交通运输部 图 15 2021年城市公共汽电车燃料类型 （3）城市道路新能源基础设施布局情况 在双碳目标下，交通能源体系正在经历由传统能源向传统能源与新能源融合最终实现新能源替代 的变革发展过程中。新能源汽车相关基础设施建设规模是影响新能源汽车推广普及的关键因素。随着新 能源汽车市