城市低碳交通发展趋势

北京交通大学毕业设计（论文）开题报告 城市低碳交通实现方法研究 随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，小汽车已快速步入家庭， 城市交通的能源消耗和温室气体排放量快速增长已经不可避免。全球气候 变化涉及的水资源安全、能源安全、生态安全等科学问题已越来越关注人 类活动的影响，而碳排放成为影响全球气候增温的主要因数。国内外研究 发现碳排放与城市化过程相交织。低碳交通遂成为遏制全球增温的首要选 择。与此同时，在经历 300 年的高速工业文明发展阶段后，全球正面临着 气候变化和资源环境的巨大压力，外延增长式的城市发展模式已难以适应 新形势下的发展需求，城市发展模式面临着转型的抉择。国内外学者对低 碳交通的理论内涵进行了积极而有益的探索，取得了一系列研究成果。因 此，实现城市交通的低碳化也势在必行。 一 城市低碳交通发展现状 （一）国内城市低碳交通发展现状 国内城市低碳交通发展日益严峻，空气的污染，使得国内一些大城市 出现雾霾等恶劣天气。 自“十五”初期以来，北京市各项交通基础设施规模较以前大幅增加， 交通设施投入也明显增多，铁路、公路以及轨道交通里程不断增加，设施 水平也领先全国。在这一阶段，全是机动车保有量迅速增加，年均增幅达 到 10%，汽车迅速走进家庭，道路交通出行总量显著增加。与国际上其他 发达国家的城市相同，北京同样在其现代化、城市化、机动化的过程中， 备受交通堵塞、空气质量恶化等同题的困扰。 参照国际上普遍采用的发展阶段的标准划分，北京市正进入从中等发 2 达城市向发达城市迈进的新阶段。北京城市交通体系也随着城市发展逐渐 从非机动化时期进入机动化时期，在机动化过程中先后经历了公交车主导、 出租车主导和私家车主导的时期跟随这种发展阶段的变化，交通发展经历 了从低碳排放向高碳排放的转变。从低碳交通的角度出发，虽然在非机动 化时期交通出行是低碳的，但那是低水平经济社会发展的侧面反映，从社 会经济发展和人民生活水平等总体方面考虑，并不能代表交通的理想状态。 应对城市化进程的加快和机动车数量的迅猛增长，政府日益重视发展公共 交通的必要性和紧迫性。尤其在 2007 年2010 年，以轨道交通为标志的 公共交通发展较快，2010 年北京市轨道交通运营线路、运营里程和客运量 均达到了 2007 年的 2 倍，在公共电汽车等方道、增加公共交通设施等一 些公交优先措施，公共电汽车客运量也逐渐增加，2010 年公共电汽车日均 客运量比 2007 年增加近 600 万人次。2012 年北京交通全力推进实施 28 条 缓堵综合措施，中心城交通指数控制在 5.2 左右，全市交通总体安全顺畅。 2013 年，北京交通将着力减少进出中心城的小客车流量，公共交通出 行比例力争达到 46%，中心城交通指数控制在 6.0 以下，确保全市交通运 行安全顺畅。由于发展公共交通，2008 年2012 年，北京减排二氧化碳 1344 万吨，平均每年减排 268.8 万吨。北京以低碳为目标的交通管理措施 主要在近几年实行，旨在缓解城市越发严重的交通拥堵情况，包括错峰上 下班、机动车尾号限行、开辟公交专用车道、加大淘汰黄标车和老旧车力 度、提高机动车燃油标准、实施差别化停车费等一系列综合治理措施。 通过这些措施的实施，保障了常住人口年增 60 万人，机动车保有量年增 50 余万辆的情况下，交通运行情况和生态环境没有持续恶化。这些措施的 实行对缓解交通拥堵、减少交通碳排放发挥了一定的作用，但并不能成为 低碳交通发展问题的治本之方。面对小汽车的膨胀式增长，这些管理措施 北京交通大学毕业设计（论文） 第 页3 的实行仍不能从根本上解决拥堵问题。 （二）国外城市低碳交通发展现状 国外在城市低碳交通方面采取法律政策来限制人们对小汽车的使用， 从而减少二氧化碳的排放量。 美国首先以制定和发布战略或规划的方式明确低碳交通发展的基本目 标和拟采取的政策措施，通常从优化能源结构和运输结构入手，将其战略 规划的重点集中在两个方面:一是关于新能源的开发利用以及新能源交通 工具的研发生产与推广的战略规划；二是关于促进交通运输业低碳化发展 的战略规划。 以发展新能源为核心，辅之以节能和提高能效,构成了美国能源战略 的主要框架。各版本战略规划确定的主要战略目标随着不同的发展阶段及 不同时期的发展环境会略有所不同。但是，纵观其发展历程可以看到，美 国交通运输战略规划始终将环境保护作为其发展主线之一。 美国是世界上最早执行排放标准的国家，也是排放控制指标种类最多、 排放法规最严格的国家。美国的汽车排放标准分为联邦排放法规即环境保 护局(EPA)排放标准和加利福尼亚州排放标准，后者较前者更为严格。 1975 年美国通过并实施了能源政策与节约法 ，为提高交通工具的燃油 效率，该法案建立了针对小轿车和轻型卡车的公司平均燃油经济性标准, 以其所占总销售量的百分比作为加权系数，乘以该型车辆的燃油经济性， 再将各车型的加权燃油经济性加起来，得到该厂的总平均燃油经济性值， 即公司平均燃油经济性。美国通过对达不到燃油经济性标准的汽车生产商 或车主进行罚款和征收高油耗税来保证燃油经济性标准的实施。 2007 年美国加州州长史瓦辛格签署 S-01-07 执行指令，建立了低碳燃 料标准，该标准旨在通过减少交通运输燃料生命周期内的碳强度来削减加 州温室气体的排放，实现到 2020 年加州由交通运输产生的温室气体排放 4 强度减少 10%的目标。 除了实施汽油超标税以外,美国还通过税收优惠的政策来促进新能源 交通工具的发展，美国政府在 2005 年颁布的能源政策法案中为新型 混合动力轻型车提供了高达 3400 美元的税收抵免。 为促进物流业的进一步发展,提高运输效率，减少能耗，美国政府高 度重视交通设备的标准化和各种交通方式的联合运作。目前,美国已拥有 世界上最完善的综合运输体系，形成全国统一、职能明确、权责清晰的综 合运输管理体制，在规划、设计和建设的各个环节，高度重视综合枢纽和 大型换乘交通与内部交通之间的协调与连接，实现各种交通方式的立体、 无缝、便捷连接。 二 我国城市低碳交通存在的问题及影响因素 （一）城市空间结构方面 城市空间结构主要指城市土地利用的结构。由于城市的土地构成和区 位关系，决定了居住、工作、购物、制造和消费等基本活动的空间分布， 因此会直接或间接地影响出行需要。国内外已有大量相关研究证明城市空 间结构对交通出行及其碳排放的影响是存在且深远的，很多学者希望通过 建立城市空间结构要素与出行的经验模型来说明其影响因素与作用机制。 影响出行的城市空间结构因素是多方面的，城市形态(包括密度、紧凑度、 街区尺度等)、功能布局模式以及土地利用与交通的关系等都会对交通出 行模式(包括出行距离、出行频率、出行方式与机动车偏好等)产生影响。 影响因素包括：城市自然条件，城市的地形地貌、地质构造、山川河 流、气候条件等自然条件对城市交通系统结构有很大的影响；比如重庆众 所周知被誉为山城的自行车的出行率就比较低：内蒙古草原相对多骑马外 出放牧的居多。城市土地利用，城市土地利用及城市的布局、规模对城市 低碳交通系统结构有重要的影响。 北京交通大学毕业设计（论文） 第 页5 如市中心只允许小客车、自行车出行居民区禁止摩的市郊才允许大客车出 行等。 （二）交通出行结构方面 在北京市城市化快速发展的进程中，交通拥堵、出行难的问题成为影 响居民生活质量的重要因素，急需研究解决。 城市居民采取什么样的出行结构，出行的时耗多久等出行特征也是影 响交通碳排放的一个重要方面。根据近几年的北京市交通发展年度报告 统计，2009年至2012年，北京市公共交通(公共电汽车与轨道交通)出行约 占所有出行方式的1/3多，仍未成为城市居民主导的出行方式；最不利于 交通碳排放的小汽车出行约占所有出行方式的1/3，且出行量呈现出逐年 增加的趋势；零碳排放的自行车出行方式约占所有出行方式的1/5，且出 行量逐年约减少13%。表1是北京市近年交通出行方式构成的比例图，充分 反映了北京居民的出行方式的比例。 表 1 北京市近年交通出行方式构成 % 6 影响因素包括：公共交通不发达，非机动公共交通效率不高等。不同 交通方式具有不同的特点，使其在交通费用，时间，乘坐安全舒适度，运 行可靠性等各有差异，在很大程度上影响居民低碳出行的交通方式的选择。 （三）交通设施建设方面 建立合理的路网结构和密度，并通过科学的交通管理，大量减少怠速、 低速、走走停停等不良运行工况，能够有效减少汽车的尾气排放。 当前，北京市路网结构和路网密度的不合理在很大程度上是造成交通 拥堵的原因。例如：路网结构不合理，道路堵塞 现象严重；路网密度低， 公交出行便利度不够；交通系统人性化、精细化程度不够等。过去的几年 中，道路建设过多考虑个体交通利益，忽视了公共交通利益，严重影响了 公共交通的发展，为推行低碳交通带来不利的因素。 影响因素包括：交通道路网络，交通工具，运营调度站等。交通基础 设施充足有利于服务水平的提高，薄弱的交通基础设施将极大限制居民交 出行方式 2009 2010 2011 2012 平均 公共汽 （电）车 24.4 27.5 28.8 28.9 27.4 轨道交通 5.8 7 8 10 8 出租车 8.1 7.7 7.4 7.1 7.6 小汽车 31.6 32.6 33.6 34 33 班车 2.4 2.2 1.9 1.9 2.1 自行车 27.7 23 20,3 18.1 22.3 合计 100 100 100 100 100 北京交通大学毕业设计（论文） 第 页7 通的需要，直接影响居民选择低碳出行的方式 。比如从北京市区去往房 山十渡的公交车，总站数80多站，从而使游客选择自驾前往。 （四）交通运营管理方面 运营管理水平与交通设施建设相辅相成，是构建低碳交通不可忽略的 重要部分。 近年来，我国各地方采取了机动车限行、公交车专用道等一系列运营 管理措施，但道路交通拥堵、公共交通不够便利等问题依旧突出，甚至呈 现出愈演愈烈的趋势。运营管理方面的问题主要体现在：一是交通运营管 理方式仍然“以车为本” ，还没有做到“以人为本” ；二是道路交通设计、 管理等方面的水平仍不高；三是对机动车尾气排放管理需要进一步加强。 影响因素包括：交通运输工具、服务态度、驾驶技术水平、信息服务质量、 运营管理制度等。 三 实现城市低碳交通的途径 （一）调整城市空间结构 （1）合理改善城市结构。紧凑的城市形态、有效的功能混合、宜人的 地块尺度都足实现低碳交通的基本的城结构。由于紧凑式开发以高密度、 职住高度平衡以及紧凑的形态为特征，因此增加了居民与各类目的地的可 达性，从而减少了出行的距离以及私人小汽车的使用。 （2）合理利用土地，构建“紧凑城市” 。目前我国城市的发展与交通 的发展并没有紧密结合起来发展，大量功能单一而且通常相隔距离遥远的 社区(如纯住宅小区，纯高科技园区)产生大量的通勤交通出行，工作人群 需要花费大量的精力在上下班的路途中，导致不必要的社会总体资源消耗 上升。此外，分散式的土地利用方式还限制了公共交通的发展，尤其是在 公交车站周围，没有很好的空间布局，很难达到理想的公交出行率。若城 8 市采取集中、紧凑的布局结构，将减轻对机动车的依赖，转向公共交通和 步行，节约资源消耗，实现城市的可持续发展。因此，考虑交通问题不能 将交通单纯的孤立起来考虑，而是要将其与土地利用密切结合起来考虑， 尤其在制定交通规划的时候要充分考虑两者之间的相关性，避免将来再造 成由于城市用地布局不合理所引起的交通问题。 城市紧凑规划布局有利于城市、交通的可持续发展。 “紧凑城市”的 二氧化碳排放量减少来源于：（1）较短的出行距离；（2）出行转移到地 铁等大容量、低排放的公共交通方式。 （3）转移城市中心区，缓解中心区交通压力。城市中心区一直是城市 交通矛盾的焦点，交通部门往往投入大量的资金用于城市中心区道路设施 的建设，使市中心与周边地区的交通状况得到一定的改善，但交通设施远 远跟不上交通需求的增长，城市中心区交通紧张状况没有根本的好转。仅 靠单一的道路设施建设已经无法解决。因此，在提高现有道路设施的通行 能力以及加强交通管理的同时，必须优化中心区的功能，转移城市中心区， 实现对中心区土地利用的有效控制，根据中心区交通供应水平来确定中心 区的机动车产生及吸引总量的合理规模。 而且，国内很多城市中心区既是经济中心又是政治中心，导致中心区 交通需求压力巨大，可以考虑将政治中心移至城市外围，既能缓解中心区 交通压力，又能带动该区域的发展。对政府部门工作人员而言，环绕快速 路，交通方便快捷，有着更好的工作生活环境。虽然外迁政治中心会有阵 痛，但会给城市和交通的发展带来长期的积极效应。 （二）优化交通出行结构 (1)发展清洁能源汽车。发展新能源车辆，促进节能减排。交通运输管 理部门要加速淘汰高耗能的老旧汽车，控制高耗油、高污染的机动车上路； 给予研发人员一定的资金支持来积极寻找可替代燃料，制订鼓励政策来支 北京交通大学毕业设计（论文） 第 页9 持企业致力于研发低能耗、低排放的新能源汽车；加大加快新能源汽车停 车场、充电区等基础配套设施的建设力度，促进燃料电池汽车、混合动力 汽车、氢能源动力汽车等新能源车辆的发展，以减少碳排放量。 （三）改善交通设施建设 （1）大力发展轨道交通。与常规地面公共交通相比，城市轨道交通体 现了明显的低碳交通特征：低能耗、低污染、低排放，并且具有用地省、 噪音低、优化城市布局、带动产业发展等特点，在我国大城市大力发展城 市轨道交通将有效地满足低 碳交通建设的要求。构建以轨道交通为骨干 的城市交通体系，将是我国低碳交通的发展方向，是我国低碳交通建设的 重要组成部分和必由之路。 （2）健全公交体系建设。大力发展包括地铁、快速交通、公交专用道、 普通公交等，抢在大多数市民私家车出行习惯形成之前，以“快、准、廉、 优”为目标来优化公交出行方式，努力实现地铁、公交车、出租车、 “免 费单车”等公共交通工具的零换乘，减少交通的碳排放和城市空气污染。 从基础设施投资和建设、环境 污染、公众身体健康影响、交通拥堵和石 油消费来讲，小汽车出行方式太昂贵，又是问题丛生之源。城市的交通发 展战略上，应采用经济和行政手段相结合，限制和减少小汽车的使用率。 （3）建立完善环保交通工具。改善步行、自行车设施条件，提高出行 安全、便捷、舒适程度，鼓励步行、自行车出行。重点排查并完善中心城 及功能区的行人步道和自行车道系统，建设完善一批立体人行过街设施。 （四）加强交通运营管理 （1）提高信息服务质量。扩大信息技术服务领域。包括公共交通智能 调度系统、出租车电召服务系统、停车诱导信息系统、不停车收费系统等。 （2）交通需求管理。交通需求的快速增长和有限的交通资源之间的矛 10 盾突出。因此，必须采取需求管理手段，限制小汽车的保有、使用和停车， 维持供需平衡，从根本上解决城市交通拥堵问题，提高能源的利用率，降 低排放。 （3）提高客货运组织化水平，优化运输组织和管理。引导运输企业规 模化发展，充分运用现代交通管理技术，加强货运组织和运力调配，有效 整合社会零散运力，实现货运发展的网络化、集约化、有序化和高效化。 有效利用回程运力，降低车辆空驶率，提高客货运实载率，降低能耗水平。 四 城市低碳交通发展趋势 随着全球变暖和能源资源危机，社会经济形态向低碳经济转型已经成 为世界经济发展的大趋势。 现有研究已经探讨了城市低碳交通的各个侧面，阐明了我国城市低碳 交通的发展现状和存在的主要问题，明确了交通高碳问题的部分根源，提 出了建设低碳交通战略思路和一般性对策措施。针对某些城市低碳交通发 展，设计了模型和对策，在此基础上尝试性地概括了城市低碳交通体系。 进一步研究和创新需要关注以下几个方面： （1）理清城市低碳交通目标与其他交通目标的关系。城市低碳交通是 新提出的交通发展目标，它的唯一指标是碳排放，不可能以它来代替城市 交通的原有各目标，因此，必须明确它与其他目标的关系，把各目标整合 成目标体系，才能避免顾此失彼和目标冲突。这一角度的研究还能给城市 低碳交通作出合理定位和持久的支撑，保障目标最终实现。 （2）完善城市低碳交通体系。以上所述的城市低碳交通体系已经从不 同角度和层次开拓性地提出架构，但是众说纷纭，莫衷一是