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紧凑型城市方案 ——电气化 实现1.5°C温控目标的唯一方式 致谢 概念来源 Jacob Mason 交通与发展政策研究所（ ITDP） Heather Thompson 交通与发展政策研究所（ ITDP） 主要作者 Lewis Fulton 加州大学戴维斯分校（ UC Davis） D. Taylor Reich 交通与发展政策研究所（ ITDP） 作者 Maha Ahmad 加州大学戴维斯分校（ UC Davis） Giovanni Circella 加州大学戴维斯分校（ UC Davis） Jacob Mason 交通与发展政策研究所（ ITDP） 审稿人 感谢以下专家慷慨无私地抽出时间审阅本研究的内容： Sebastian Castellanos 世界资源研究所 - 新城市交通协会 Aimee Gauthier 交通与发展政策研究所（ ITDP） Dan Pletchaty 气候工作基金会 Michael Replogle ITDP和纽约市交通局（荣誉退休） Jacob Teter 国际能源署 Heather Thompson 交通与发展政策研究所（ ITDP） Mallory Trouve 国际交通论坛 Sheila Watson 全球汽车燃油经济性倡议组织 支持 衷心感谢 ITDP的捐助者和支持者，包括气候工作基金会，感谢你们使本研究成为可能。 本项目的成功离不开众多人士的大力支持，在此谨向他们致以诚挚的谢意。成品中的任何错误或不当 之处均由作者独自担责。 中文审稿人：朱仙媛 交通与发展政策研究所 ITDP 翻译：杨晓利 广州市海纳百川翻译服务有限公司 封面照片： 厄瓜多尔基多骑行 者， Ted Timmons供图。 经由《 知 识 共 享许 可协 议 4.0国际版》授权。 1 引言 2 建模方法 方法 情景 基准情景 高度电气化情景 高度模式转移情景 电气化 + 模式转移情景 3 研究结果 出行活动 车队组成 能源消耗 温室气体排放 温 室 气 体 排 放 ：敏 感 性 情 况 直接公共成本和私人成本 4 政策指导 如何实现高度电气化 如何实现高度模式转移 5 7 7 9 9 11 12 16 17 17 20 22 23 28 29 33 33 34 2.1 2.2 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 4.1 4.2 目录 4 5 Kanta Kumari Rigaud等人（ 2018）， 《海啸：为内部气候迁移做准备》 ，世界银行，华盛顿特区 不包括货运或航空业。参见 Hannah Ritchie （ 2020）， 《汽车、飞机、火车：交通工具产生的二氧化碳排放从何而来？》 ， Our World in Data网站， 10月 6 日； 国际能源署（ 2020）， 《 2020能源技术展望》 ，国际能源署，巴黎 1 2 步行和骑行是无碳排放 的出行方式。照片拍摄 于坦桑尼亚首都达累斯 萨拉姆。 来源： 非洲 ITDP 引言 未来三十年，城市居民的出行方式将发生变化。这类变化可能会以多种方 式呈现，其变化特性将对全球经济、公共卫生、社会公正和地球气候产生 广泛影响。各国政府当前制定的政策将决定这些变化的走向，其影响也将 持续数十年甚至数百年。 本研究围绕城市客运变化，对四种可能的情景进行建模，其中包括基准情 景；车辆大规模电气化；推广围绕步行、骑行和公共交通的紧凑型城市； 以及车辆电气化外加紧凑型城市和模式转移的结合。我们发现，单纯依靠 车辆电气化或紧凑型城市而实现的减排，都无法达到将全球变暖控制在 2°C以下所需的水平。只有将车辆电气化与紧凑型城市相结合，我们才有 望在未来实现低于 2°C的温控目标，并有可能在本世纪末之前，使气候变 暖幅度恢复到 1.5°C以下。 如今，全球变暖迹象已愈发明显。洪水、火灾和飓风也变得更加常见。 到 2100年，地球将升温 2℃以上，除非全世界共同努力，在 2050年或最迟 2070年将碳排放减至净零。如果碳排放继续以目前的速度增长，地表升 温甚至可能会超过 5°C。届时，人类将遭受史无前例、难以想象的巨大灾 难：农作物欠收、城市洪水泛滥、山火肆虐。数以亿计的人 1 将沦为难民， 或者更糟的是，在饥荒、战乱或灾难中丧生。 道路客运 2 排放的温室气体约占全球人类温室气体排放量的 10%。随着新兴 经济体的发展，人们日渐富有，私家车拥有量逐年增长，城市客运交通的 排放量也因此迅速增加。 使用电动汽车（ EV）是有望减少城市客运排放的一种方式。 EV技术正在迅 速完善，尽管市场份额仍然很低，但正确的政策可能会促进客运车队快速 电气化。 从理论上讲，所有车辆的全面电气化与电网全面脱碳相结合，可以有效阻 止客运行业的碳排放。然而，正如本研究的结论所述，无论我们的电气化 和电网脱碳目标有多么雄心勃勃，也不太可能在 2050年完全替换掉内燃机 （ ICE）车辆，这也就意味着，仅靠电气化并不能将排放减少到实现 2°C以 下温控目标所需的水平。 城市客运交通脱碳的另一种方法是，加强建设以步行、骑行和公共交通为 中心的紧凑型城市。相对于以汽车为导向的发展措施，采取这样的城市规 划方法可以极大地减少人们对驾车出行的需求。 null除非未来几十年内大幅减少 CO2[二氧化碳 ]和其他温室气体排放，否则全 球变暖幅度在 21世纪将超过 1.5℃，甚至 2℃。 ” ——《政府间气候变化专门委员会第六次评估报告》 1 6 从哥本哈根到波哥大，世界各地的城市已经从推行这一战略中获益。除了减少碳排放，紧凑型城市还 可以降低交通成本，同时促进社会包容性。 在实现城市客运脱碳方面，电气化和紧凑型城市潜力巨大。但它们所面临的挑战有着二者远不能及的 规模。如下文所述，单靠这两种策略都不足以将排放减少到实现 2°C以下温控目标所需的水平。鉴于 此，必须将电气化和建设紧凑型城市结合起来。 由于社区在建成后很难改变，因此，对当今迅猛发展的城市而言，采用本研究中所描述的增长模式尤 为重要。城市规划可能会产生极其持久的影响：尽管建筑发生了变化，但西安或罗马的街道仍然是数 千年沿袭下来的相同路径。一个城市将拥有什么样的交通系统，其根本在于它的街道网络及其密度。 我们可以像北美那样改造杂乱无章的郊区，建设宽阔的道路和大型街区，对骑行和公共交通更加友 好。但是，在非洲和印度建造这样的郊区障碍重重。在未来 30年里，全球各个城市的居民人数将增 加大约 20亿。只有今天就行动起来，我们才能确保他们从一开始就生活在可持续发展的社区。 ITDP（ 2017）， 《城市交通运输领域的三次革新》 ， Transport Matters（博客）， 5月 3日； ITDP（ 2015）， 《全球高度模式转移骑行方案》 ， Transport Matters（博客）， 11月 12日； Michael Replogle和 Lewis Fulton（ 2014）， 《全球高度模式转移情景：增加公共交通、步行和骑行以减少汽车使用的影响与潜 力》 ， ITDP，纽约。 3 1.1A 以往研究与同行评审 1.1B 新冠疫情 国际能源署 国际交通论坛 气候工作基金会 全球燃油经济性倡议 这是 ITDP和加州大学戴维斯分校（ UC Davis）联合开展的第四项研究，该项目围绕未来可能 出现的城市客运情景，针对其影响进行建模。 3 与我们之前的研究一样，本研究是在专门从事 该主题研究的国际组织专家小组的审查下进行的。这些专家代表来自以下机构： 2020年和 2021年 ，新 冠 肺 炎 疫 情 对 全 球 交 通 运 输 业 造 成 了 前 所 未 有 的 冲 击 。然 而 ，此 次 疫 情 带来的长期影响尚不明确，因此我们选择将其视为反常事件，并将 2015年作为我们分析的基 准年。 本研究的假设、研究方法和结论均经过专家审核，以确保设想方案的实际可行性，以及考量 这些方案后所得结论的准确性。 7 建模方法 2.1 方法 本报告建立在 UC Davis和 ITDP之前进行的三项城市出行研究的基础上，并 使用相同的建模工具 ——城市客运出行模式，包括车辆销量、库存、技术 和能源类型，以及出行活动。该建模工具使用当前数据进行校准。 4 我们 将来自国际能源署（ IEA）和其他来源的详细数据按世界八大地区进行汇 总。 5 与许多其他交通模式一致，在地区层面，我们也采用了相同的 “ASIF” 结构： 活动 Activity * 结构 Structure * 强度 Intensity * 燃料 Fuel 我们使用这种方法对未来城市客运的四种情景进行建模（见第 2.2节中所 述）。我们首先为每个地区预测到 2050年的基准情景，同时考虑到人口和 收入增长。这些趋势推动了汽车保有量和其他交通模式的选择。在很大程 度上，我们的基准情景依照 IEA移动模型的预测进行校准。 其他三种情景模拟了随政策变化而改变的城市客运发展的未来。我们没有 明确地将政策与数值影响挂钩。相反，我们定性地设想了其时所需的政策 （见第 4节），并定量估计了这些政策可能对活动、结构、强度和燃料产 生的影响（见第 3和第 4节）。科学文献和行业标准模型为这些判断提供了 依据，该领域领先的国际组织权威专家对其进行了审查（见 1.1A中方框内 所示）。 2 活动： 人均出行 结构： 出行分担率（反过来，是按模式和技术类型划分的汽车销量与库 存的函数） 强度： 所用模式的效率，以每公里的燃料使用量来衡量 燃料： 不同类型车辆使用的燃料和能源载体的碳密集度，以每单位燃料 的碳排放量计 实际上为2015年的数据，以避免新冠疫情导致的异常影响。 美国，经合组织欧洲成员国，中国，印度，巴西，拉丁美洲其他地区，中东/非洲，以及欧洲/亚洲其他地区。 4 5 8 2.1A 建模的改进 2.1B 忽略变量：生物燃料和自动驾驶汽车 我们的研究范围并不局限于车辆运行所产生的温室气体排放（ “从油井到车轮 ”），而是 涵盖了汽车制造和报废过程中的排放，这对电动汽车尤其重要，因为制造电池是一个碳 密集型过程。我们还纳入了基础设施建设及维护领域的排放，包括道路、轨道、自行车 道和停车位等等。国际交通论坛 6 和国际清洁交通委员会 7 近期的努力已经为这些间接排放 奠定了建模的基础，它们同样是城市客运排放的一部分。从现在到 2050年能实现多大程 度的脱碳，对所有的排放源而言都存在一些不确定性。在发电方面，根据国际能源署的 可持续发展方案，我们假设该行业已实现深度脱碳。对于车辆生产、报废和基础设施， 我们假设从现在到 2050年将实现相当强劲的脱碳，大约为 50%-60%的占比，与国际能源 署更为保守的承诺目标方案中描述的工业脱碳相一致。 基于欧盟委员会公布的 2000年和 2015年的高精度人口密度数据，我们在城市层面对城市 土地利用和密度的变化进行了详细的建模。 8 这些预测汇总到地区层面，用于估计未来的 出行需求。有关更多详细信息，请参见第 2.2.3节。 车辆电气化的预期速度（在我们的高度电气化情景以及电气化 +模式转移情景中）比以往 任何时候都要高得多。到 2040年，在所有地区和模式中实现近 100%的电动汽车销售，这 比我们在以往研究中建模的任何一个目标都激进。此外，我们对潜在交通模式转移的预 测与之前的报告大体一致。 “紧凑型城市情景 ——电气化 ”与之前的 ITDP-UC Davis研究主要有三个不同之处： 某些变量虽然关系到城市客运的未来，但超出了本研究的范围。其中两种变量是生物燃料 和自动驾驶汽车。尽管事实证明，生物燃料对更广泛的全球交运部门脱碳至关重要，但它们 在航运、航空和长途卡车运输方面的作用更大，而这些领域比城市客运更难实现电气化。 9 在之前的研究《城市交通的三次革命》中，我们曾讨论了自动驾驶汽车的潜在影响。 10 自该项 报告发布以来，业内对自动驾驶汽车激增的预期已变得更加保守。为了在预测自动驾驶汽车 技术的进展和应用方面消除不确定性，我们在研究中省略了自动化，转而更明确地专注于电 气化和交通模式转移。 1 2 3 国际交通论坛（ 2020）， 《准备好了吗？评估新移动性的环境绩效》 ， ITF，巴黎。 Georg Bieker（ 2021）， 《内燃机和电动客车生命周期温室气体排放量的全球比较》 ，国际清洁交通委员会。 欧盟委员会， 《全球人类住区层（ GHSL）》 ， EC，布鲁塞尔。 国际能源署（ 2021）， 《 2050年净零排放》 ， IEA，巴黎，第 134–135页。 Lew Fulton、 Jacob Mason和 Dominique Meroux（ 2017）， 《城市交通的三次革命》 ， ITDP和 UC Davis。 6 7 8 9 10 9 2.2 情景 全球城市客运交通的未来是一个很难想象的庞大话题。疫情爆发前，国际能源署粗略估计了 2020年 全球旅客的出行情况：约 28万亿公里，或全球平均每人每年约 3500公里。但未来充满了不确定。我 们设想了四种可能的情景，用简化的叙述方式大致描绘了未来可能出现的情况。 它们是 “预测 ”情景，而不是其他建模者使用的 “回溯 ”情景。在 “回溯式 ”研究中，作者确立了一个目标 （例如交通运输业的净零排放），并考虑如何实现该目标。我们的方法从交运部门为未来制定合理可 行的路线开始，可以通过推广人们已经有所了解的政策，来完成这些路线的建设。然后，我们对这些 路线将带来的乘客和车辆出行量、能源消耗、排放和成本进行估算。 虽然我们的基准情景是对过往趋势和未来既定政策的直接预测，但我们的其他三种情景（ 高度模式 转移、高度电气化以及电气化和模式转移结合）实施起来并不容易，需要国际到地方各级在出行模 式、车辆采用和政策方面进行重大转型。但这样的未来是有望成真的，它们可以在目前的交通经费水 平、现有的技术和相对保守的技术趋势预测下实现。本报告第 4节指出了可以使这些设想的情景变为 现实的关键政策。 我们重点关注三个特定年份： 2015年、 2030年和 2050年。之所以规避 2020年，不仅是因为我们尚未 获得所需变量的全部数据，还因为新冠疫情使这一年成为交通运输行业的反常年份。我们通常假设， 在这些情景下， 2015至 2030年间会出现一系列稳定的变化，疫情对这些趋势造成的任何重大偏离都 将在 2030年或更早以前消除。我们还设想 2030至 2050年间的趋势具有很强的连续性。然而，这并不 意味着所有趋势都被视为线性趋势。例如，不同类型汽车销量的一些变化会随着时间的推移而加速， 形成逻辑斯蒂曲线或 “S”曲线。由于车辆的更新换代，汽车库存远落后于销量。我们普遍认为，我们 设想的基准情景也会出现偏离，但这需要时间才会发生， 2030年之后的变化会比之前更快。 基准情景反映了当前的城市客运趋势，这是一个看起来很像现在的未来 ——只是规模更大。 这样的未来意味着，由内燃机驱动的私家车在中低收入国家迅速增加。例如，在非洲 -中东地区， 这类车辆的数量在 2015年至 2050年之间增长了五倍，在 2050年达到 2.24亿辆 ——远远超过美国城 市地区目前的汽车数量。与此同时，高收入国家的机动车保有量和公共交通服务都在扩展，但绝 大多数机动化出行仍需依赖化石燃料。 基准情景依赖于国际能源署的预测，正如《 2020年能源技术展望》报告 11 以及该报告使用的 IEA移 动模型所呈现的那样。该模型为 2050年之前按出行方式和地区划分的出行量增长，以及按车辆和 技术类型划分的汽车销量和库存增长提供了基准。 在基准情景下，出行模式受控于私家车出行量的增长，其中包括两轮车和轻型车辆（轿车、 SUV、皮卡、小型货车）。这种增长是以牺牲公共交通为代价的，例如公交和铁路系统，而在世 界上大多数地区，这类系统的增长速度都非常缓慢。同样增长缓慢的还有电动汽车市场，到 2050 年仅达到全球汽车销量的 10%左右。 2.2.1 基准情景 国际能源署（ 2020）， 《 2020年能源技术展望》 ， IEA，巴黎。 11 10 图 2.2.1 开罗一条汽车主导的街道代表 着世界上大部分地区基准情景 下的未来。 来源： FRIEDRICH STARK发布 于 ALAMY STOCK 基准情景的公平性影响 基准情景下的世界是一个贫富差距不断扩大的世界。随着城市变得越来越依赖于汽车，那些 没有车的人出行会变得更加困难。汽使用所带来的负面外差因素极不相称地落到了穷人 身上，譬如空气污染、噪音污染和交通死亡事故等，这类因素对那些别无选择、只能住在公 路附近的人影响最大。城市公路则穿过城市社区。在有些地方，低密度的郊区延伸到农业和 自然区域；在另一些地方，以汽车为导向的高层住宅让居民遭受着严重的噪音污染，以及交 通造成的空气污染。在这种情景下，人们经常开车，很少步行和骑行，导致公共健康面临心理 和身体上的挑战。 11 如今，电池技术正在迅速改良，新型电动汽车的售价逐渐降低。在所有的全球主要市场上，电动 汽车的全生命周期排放量都大大低于以化石燃料为动力的汽车。在大多数国家，电动汽车的市场 份额仍然很低，但势头在走高。在未来十年里，电动汽车很可能会显著取代内燃机汽车的销售。 这有望与电网脱碳进程同步。另外一个优势在于，汽车电气化不仅会减少温室气体排放，还可以 减少当地空气污染物的排放。 12 在全球大部分地区，空气污染是导致死亡的主要原因，因此，无 论从短期还是长期来看，电气化都将挽救生命。 高度电气化情景设想的是电动汽车被大力推行，而且几乎完全作为城市客运交通去碳化的战略。 在该情景下，政策制定者全心全意致力于电气化，但相对于基准情景，他们并不试图大幅改变我 们城市规划模型或出行方式。我们假设电动汽车技术在不断进步（续航里程更长，电池成本持续 下降），促使电动汽车在 2030年成为大多数国家的主流交通工具，并具有成本竞争力。我们还假 设，到 2050年，全球电网已基本实现脱碳，这与国际能源署的可持续发展方案相一致。 13 高度电气化情景表面上看起来与基准情景类似。非洲的乘用车数量同样是原来的五倍，高收入国 家的交通模式划分也保持着同样的相对状态。但在这种情景下，到 2050年，这些汽车中的大多数 都是电动汽车。 这一设想依赖于对汽车电气化的预测，其依据是最近发布的 COP26宣言，该宣言的目标是到 2040 年在全球范围内停止销售化石燃料驱动的轿车和货车。 14 《联合国气候变化框架公约》、国际能 源署、 BloombergNEF和全球燃油经济性倡议最近提出了雄心勃勃的电气化情景，高度电气化情 景达到或超过了该情景中规定的电气化率。根据该情景的预测，全球 84%的机动乘用车车队（包 括小汽车、公交车以及两轮和三轮车）将实现电气化。 图 2.2.2 这张拍摄于洛杉矶的照片展 示了以汽车为中心的基础设 施 ，这 在 高 度 电 气 化 情 景 的 未 来中普遍存在。 来源： GAUDILAB 发布于 SHUTTERSTOCK 2.2.2 高度电气化情景 一些局部空气污染物排放仍然是由轮胎和刹车片的磨损造成的。参见Francesco Cetta等人（2008）， 《关于“刹车片和轮胎的排放：瑞典斯德哥尔摩 1995/1998年和2005年的案例研究”的评论》 ，《环境科学与技术》42(7), 2708–09。 可持续发展方案预测未来全球变暖幅度将低于2°C。为简单起见，我们假设在所有四种情景中都实现了这一水平的电网脱碳。 2021年在英国召开的联合国气候变化大会（2021）， 《关于加速向100%零排放轿车和货车过渡的COP26宣言》 ，11月10日 12 13 14 12 高度电气化情景的公平性影响 高度电气化情景带来了许多与基准情景相同的不公平影响。随着步行和骑行的减少，公众健 康受到损害。买不起车的低收入人群发现，汽车主导的城市规划限制了他们有权享有的机 会。郊区扩张吞噬了农田。不过，人们并不会像基准情景那样遭受空气污染的影响。气候变化 的最坏影响，即对更多弱势人群的影响，得到了缓解。 以城市密度衡量的城市紧凑程度，是决定从汽车转向其他出行方式的可行程度的一个关键因素。与 ITDP–UC Davis以往的报告不同，本研究深入研究了城市密度，并利用研究结果为交通模式转移的预 测提供依据。 首先，我们使用了欧盟委员会的全球人类住区层 15 概 念 ，针 对 2000年至 2015可 用 ，以 了 解 地 球 上 每 一 个人口超过 30万的城市的密度现状和趋势。然后，我们将这些城市层面的预测汇集为地区级别的总 结。 基准情景的密度预测延续了全球人类住区层显现出来的趋势。高度模式转移情景预测，城市分配新 的增长人口的原则是，使尽可能多的社区密度达到每平方公里 4000人的阈值。这个数字是近似密 度，在这一密度下，交通、步行和骑行能够切实可行地取代驾车出行，以满足大部分日常需求。只有当 整个城市密度达到这一阈值时，才允许开发新的待开发地区项目，并假设该地区每平方公里至少容 纳 1.6万人。 世界各地的很多城市已经开始采纳紧凑的土地利用政策，并重新设计城市交通系统，目的是使居 民能够像开车一样便捷地乘坐公交、骑车或步行出门。这减少了人们对拥有和使用汽车的需求， 即使汽车仍然使用化石燃料，也会减少排放。 以交通为导向、混合用途的紧凑土地利用政策可以缩短人们的出行时间，从而减少城市出行的 总体需求。公交专用道、自行车道、轨道交通和人行步道也可以使这些出行模式比开车更具吸引 力，从而鼓励交通模式转移。与电气化一样，除脱碳外，交通模式转移也能带来其他的好处。由 于这种转移显著改善了较贫穷人群的流动性，城市变得更加公平。由于人们更多地步行和骑行， 公共健康状况得到改善，从而降低了医疗成本。 高度模式转移情景描绘了一个雄心勃勃但可信的未来，各级政府都致力于建设更多更好的公共交 通、骑行和步行基础设施，同时推行可持续的土地利用政策和减少交通量策略。这种情景假定总 体交通经费的增长有限，而更多经费将直接用于彰显政治意愿、成熟的多式联运策略。 在这种情景下，世界各地的城市变得更像巴塞罗那，而不是亚特兰大。高收入国家的驾车出行人 数总体上有所减少，而在低收入和中等收入国家，这一占比的增速远比基准情景或高度电气化情 景的低。高速交通网络迅速扩张，电动自行车变得极其普遍。然而，电动汽车和电动公交车却没 那么常见。道路、停车场建设和维护费用的减少，至少为公共交通建设和自行车基础设施提供了 部分资金。税收政策可能需要改变，但所需税款不应给纳税人造成过度的负担；公众也将节省大 量与车辆和燃料相关的成本。 2.2.3 高度模式转 移情景 欧盟委员会， 《全球人类住区层（ GHSL）》 ， EC，布鲁塞尔。15 13 全球：按密度类别划分的城市人口总数 城市人口 （十亿） 0. 1. 2. 3. 4. 2000 2015 2030 BAU 2030 2050 BAU 2050 表 2.2.3.A 基准情景和高度模式转移情 景之间的最大区别是，在每平 方公里少于 4000人的城市街 区，居住人数有所减少。 BAU = 基准情景 | sqkm = 平方公里。 高度模式转移 高度模式转移 16000 人 /sqkm 8000-16000 人 /sqkm 4000-8000 人 /sqkm 2000-4000 人 /sqkm 1000-2000 人 /sqkm 500-1000 人 /sqkm 14 2000–2015 500–1,000 人 /km 2 2,000–4,000 人 / km 2 4,000–8,000 人 / km 2 8,000–16,000 人 / km 2 16,000 人 / km 2 1,000–2,000 人 /km 2 城市人口增长 城市范围扩大 2030 2030 4亿人 （相对于 2000年 23%） 5.1万平方公里 （相对于 2000年 13%） 3% 10% 10% 30% 20% 60% 6% 20% 17% 50% 23% 70% 8亿人 （相对于 2015年 34%） 11万平方公里 （相对于 2015年 24%） 8亿人 （相对于 2015年 34%） 1.3万平方公里 （相对于 2015年 3%） 基准情景， 2015–2050 高度模式转移， 2015–2050 表 2.2.3.A 尽管在所有设想情景中，城市 人口都保持同样的增速，但与 基准情景相比， 高度模式转 移情景中无序扩张的地区要 有限得多。 表 2.2.3.B 模式转移系数：在高度 移 情 景 下，由 于 政 策 和 基 础 设 施 的 变 化 ，私 家 车 、出 租 车 和 摩托车的出行方式转移为其他 方 式 的 百 分 比 ，按 密 度 划 分 。 我们认识到，密度并不是唯一的影响出行需求的土地利用因素，土地的综合用途也特别重要。然 而，由于缺乏与全球土地利用组合相关的可靠数据，这一主题不在本研究的范围之内。 在预测了未来的密度（图2.2.3A）后，我们结合了基准情景地区特定的密度分布与一个基于人类移 动性的引力模型公式， 16 将密度与相对出行需求关联起来。这使得我们能够在不依赖交通模式的情 况下，预测 基准情景和 高度模式转移情景下每年出行的总人数-公里数；我们预计，在后一种情景 下，出行活动将减少约11%（见第3.1节）。 第二步，我们预估由密度变化引起的交通模式转移。如果一个城市变得更加密集，我们假设它的交 通模式划分将更类似于该地区其他密集城市，即使没有任何政策转向公共交通、步行或骑行，也不 会超出相应的基础设施建设。 第三步，也是最后一步，我们应用了一个模式转移系数，来表示与高度模式转移情景有关的交通策 略的影响（表2.2.3B）。该系数将出行活动从汽车重新划拨到其他模式（以及远程办公），这在一定 程度上取决于每个地区的密度分布。例如，在密度非常低的地区，如美国的郊区，到2050年，只有 少数驾车出行方式可以转移为其他模式。但在许多印度城市那样人口稠密且快速增长的地区，可能 会有更大的转变：与基准情景相比，整个地区的驾车量减少了约60%。 到 2050年，相对于基准情景，高度模式转移情景预计全球汽车和摩托车出行人次公里数将减少约 52%。 这种规模宏大的变化并非史无前例。通过投资于其他交通模式和交通管制策略，巴黎在 30年内减 少了近 50%的汽车出行量。 17 雅加达仅用 15年时间就建成了一个每天运送近 100万乘客的公共交通系 统。 18 我们预计，在美国和欧盟等最成熟的市场不会出现大规模的交通转移，但上述这些地区的变化 仍然很显著。相对于基准情景，快速增长的国家会经历更大的变化，因为它们改变了增长模式，并 避免建设以汽车为中心的基础设施。 Markus Schläpfer 等人（ 2021）， 《人类流动性的普遍探察法则》 ，《自然》第 593期，第 522-27页。 Frédéric Heran（ 2017）， 《转移问题，巴黎案例的教训》 ，《 Les Cahiers Scientifiques du Transport 》杂志 71/2017，第 99–124页。英文报道参见 此文 。 ITDP （ 2019）， 《有尊严的旅程》 ， Transport Matters（博客）， 11月 15日。 16 17 18 15 图 2.2.3 在墨西哥城的某些地区，针对 公共交通和骑行的基础设施 的改善，已经促成高度模式转 移情景中预测的各种出行模式 的转变。 高度模式转移情景的公平性影响 在一个减少驾车出行的世界里，贫穷人群享受到了个人流动性的改善。生活在配备了自行车 道、高速交通的紧凑型混合用途城市中，人们发现，满足自己的日常需求需要的时间更短，也 更轻松。骑行比例的增加可以促进公众的心血管健康，减少驾车，改善了空气质量，对行人 友好的街道减少了交通暴力（这是当今低收入国家第七高的死亡原因） 19 。高 度 模 式 转 移 情 景下的可步行城市也更有韧性，能够更好地抵御燃料危机等灾难。 世界卫生组织（ 2020）， 《全球十大死亡原因》 ， WHO， 12月 9日。19 16 电气化 +模式转移情景是高度电气化和高度模式转移情景的结合。这是一个由汽车向步行、骑行和 公共交通模式转移的世界，也是一个机动车大规模电气化的世界。 尽管与高度模式转移情景或高度电气化情景相比， 电气化 +模式转移的未来似乎需要更多的政府 倡议，但事实上，这些方案之间的巨大协同效应会促进这一进程。 实现高度电气化情景的最大障碍是，如何能够满足人们对新型电动汽车（包括电池）惊人的高需 求，以及为其提供动力所需的清洁电力。通过降低整体驾车需求，高度模式转移与高度电气化相 结合削弱了这一障碍（见第 3.3节）。 另一个协同效应在于让这些未来变为现实的成本。由于私家车按每客公里计算的运营成本非常 高， 高度模式转移情景需要大幅降低城市客运的直接私人成本和公共成本（见第 3.6节）。在电气 化 +模式转移情景下，可将这类节约用于支持电气化项目。 电气化 +模式转移情景的公平性影响 该情景具备高度模式转移情景的所有优势，同时由于车辆电气化，空气和噪音污染也大大减 少。 图 2.2.4 中国南宁快速公交系统的电动 公 交 车 ，是 未 来 “电气化 +模式 转移 ”的典范。 来源： 中国 ITDP 2.2.4 电气化 + 模式 转移情景 17 研究结果 借助建模方法，我们可以根据几类影响，对基准情景、高度电气化情景、 高度模式转移情景以及电气化 +模式转移情景进行比较。这些测量结果取自 世界八个主要地区层面，并汇总到全球范围内。 我们的关键发现包括： 3.1 出行活动 在未来三十年里，世界人口将日益增多，城市化程度也会更高。随着人口 和资源的增加，全球城市客运活动大约会翻一番。 在不同情景中，对出行活动增长的适应性也有所不同（图 3.1A）。在基准 情景中，处理日益增长的出行需求方式是使用内燃机汽车，这是当前大多 数城市的客运方式。在较富裕的国家，公共交通、步行、自行车和电动汽 车的使用量有所增加，但与中等收入国家，尤其是低收入国家内燃机汽车 的大规模增长相比，却相形见绌。以非洲 -中东地区为例，其汽车车队增加 了五倍。 高度电气化情景与基准情景中的总体交通模式划分类似，但每种模式中的 动力来源会发生变化。到 2050年，大部分公共汽车、摩托车和汽车都是电 动的，而不是由内燃机驱动的。 2050年仍由内燃机车驱动的一小部分机动 车出行，主要是由于仍在路上的老旧车辆， 2050年后，这部分车辆可能会 迅速减少。 高度模式转移情景描绘与城市客运出行活动两个关键变化的未来。首先， 以公共交通为导向的发展和其他政策促进了紧凑型、混合用途的城市。再 加上远程办公的快速增长（尤其是在较富裕的国家），导致全球城市出行 需求每年减少约 6.5万亿客运里程（占基准情景总数的 11%）。其次，基准 3 即便高度电气化情景与任何主要国际组织提出的最具野心的目标相一 致，也无法在 2050年前实现所有机动车车队的完全电气化。 尽管高度电气化情景和高度模式转移情景都可以在 2050年前促进主要温 室气体减排，但这两种设想情景都不能单独达成足够的减排指标，以便 将全球升温幅度控制在 1.5°C以下。只有将 “高度电气化 ”和 “高度模式转 移 ”相结合，才能实现这种程度的脱碳。 如果电网的脱碳速度放缓， “高度电气化 ”带来的温室气体减排效果将会 减弱，但 “高度模式转移 ”促成的温室气体减排却不会如此。 高度模式转移情景以及电气化 +模式转移情景可以将城市客运的直接公 共成本和私人成本降低多达三分之一：每年约 5万亿美元。 18 全球城市客运出行活动 （万亿客运里 程） 图3.1.A 在 高 度 模 式 转 移 情 景 中，城 市客运出行活动较少，且以汽 车为主。 0 20 40 60 2015 2030 BAU 2030 2030 EV + Shift 2030 High EV 2050 2050 EV+Shift 2050 BAU 2050 High EV BAU = 基准情景 | EV = 电动车辆 | EV+Shift = 电气化 +模式转移 | High EV = 高度电气化 | ICE = 内燃机。 情景下很大一部分原本为驾车的出行，现在都由步行和骑行（尤其是骑电动自行车）和公共交通完 成。相对于 2015年，较富裕地区的驾车出行量出现了绝对下降，而中低收入国家的增长则慢得多。然 而，这些车辆的动力系统与基准情景中一样，这意味着仍在路上行驶的绝大多数公交车和汽车仍然由 化石燃料提供动力。 电气化 +模式转移情景所展现的未来，是高度模式转移情景产生的模式划分与高度电气化情景的电气 化率相结合的产物。到 2050年，这一情景下的内燃机汽车出行量是到目前为止最低的：每年仅 3万亿 客运里程，而基准情景为 37万亿（图 3.1.A）。 高度模式转移 高度模式转移 步行 电动自行车 自行车 轨道交通 电动公交车 内燃机公交车 2/3轮电动车辆 2/3轮内燃机车辆 共享电动汽车 共享内燃机汽车 私家电动汽车 私家内燃机汽车 19 2050年按地区划分的城市客运出行活动 （万亿客运里 程每年） 图 3.1.B 所有地区都存在从私家内燃 机汽车出行到电动汽车、公共 交通和骑行的重大转移。 BAU = 基准情景| EV = 电动车辆 | EV+Shift = 电气化+模式转移 ICE =内燃机 | OECD = 经济合作与发展组织。 0 5 10 15 在电气化 +模式转移情景中，最富裕地区的电气化带来的收益最大，包括美国和经合组织欧洲成员 国；在增长最快的地区，包括印度、非洲和中东，以及欧洲和亚洲其他地区，从模式转移中获得的收 益最大（图 3.1B和图 3.1C）。 美国：B A U 美国： E V + S h i f t O E C D 欧洲成员 国：B A U O E C D 欧洲成员 国： E V + S h i f t 中国：B A U 中国： E V + S h i f t 印度：B A U 印度： E V + S h i f t 巴西：B A U 巴西： E V + S h i f t 拉丁美洲 其他地区：B A U 拉丁美洲 其他地区： E V + S h i f t 中东/ 非洲：B A U 中东/ 非洲： E V + S h i f t 欧洲/亚 洲其他地区： B A U 欧洲/ 亚洲其他 地区： E V + S h i f t 步行 电动自行车 自行车 轨道交通 电动公交车 内燃机公交车 2/3轮电动车辆 2/3轮内燃机车辆 共享电动汽车 共享内燃机汽车 私家电动汽车 私家内燃机汽车 20 2050年各地区人均城市客运出行活动 每人每年客运出行 里程 BAU = 基准情景| EV = 电动车辆 | EV+Shift = 电气化+模式转移 ICE =内燃机 | OECD = 经济合作与发展组织。 3.2 车队组成 在所有四种情景下 ，到 2050年，全球城市客运车队的规模将增长约一倍。除基准情景外，其他所有 情景的这种增长很大一部分是由电动自行车贡献的。在电气化情景中，到 2050年，大多数汽车、公 交车和摩托车车队都是电动的。而在高度模式转移情景下，汽车和摩托车车队的增长因公共交通模式 转移而大幅放缓（图 3.2）。 图 3.1.C 在 较 富 裕 的 地 区 ，人 均 出 行 活 动大幅减少，电气化更普遍， 而 在 不 太 富 裕 的 地 区 ，向 骑 行 和公共交通模式的转移则更 为显著。 0 2,500 7.500 10,000 5,000 12,500 美国：B A U 美国： E V + S h i f t O E C D 欧洲成员 国：B A U O E C D 欧洲成员 国： E V + S h i f t 中国：B A U 中国： E V + S h i f t 印度：B A U 印度： E V + S h i f t 巴西：B A U 巴西：