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数字驱动 | 低碳交通背景下成都市低排放区政策初探

截至2020年年底,成都市机动车保有量已达598万辆,中心城区日均出行总量达到2790万人次[1]。机动车保有量与出行需求的急剧增长令既有尾号限行等管控措施效果持续降低,在给城市交通运行带来巨大压力的同时,也导致城市交通碳排放的持续增长以及区域空气污染的持续恶化[2]

 

据成都市环境保护科学研究院相关数据显示,2019年至2020年,在成都市本地排放源中,机动车排放对二氧化碳(Carbon Dioxide, CO₂)的贡献率为31%,对挥发性有机化合物(Volatile Organic Compound, VOCs)的贡献率为21%,对细颗粒物(Fine Particulate Matter, PM2.5)的贡献率约占全市总量的1/3,且对氮氧化物(Nitrogen Oxides, NOx)的贡献接近全市总量的3/4,交通行业已逐渐成为城市中温室气体及大气污染物排放增长最快的行业(见图1)。

 

国际经验表明,低排放区是一种能有效限制超标车辆使用,进而改善城市空气环境的政策,已在许多国家和地区得以应用[3]。为此,有效控制道路移动污染源,开展机动车尾气污染的防治与减排工作对于改善市民生活环境,满足人民对美好城市生活的需要具有显著意义[4]。文章在分析国际城市低排放区成功实施的基础上,将结合成都市城市发展形态与交通发展实际情况,尝试探讨契合成都市的交通污染管控政策,以期能够有效降低交通温室气体及大气污染物排放,助力成都交通减排,构建更为绿色低碳的城市交通系统。

 
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图1 成都市主要空气污染物排放来源

 

 

01 成都市机动车排放概况

 

 

1.机动车保有量居高不下
 

社会经济的快速发展带来了城市交通出行与运输需求的急剧上升。成都市作为四川省省会、成渝地区双城经济圈极核之一,机动车保有量已从2001年的76万辆,持续保持年均增长率大于10%的态势至2016年,随后增长率有所放缓(见图2)。截至2019年底,成都市机动车保有量为577万辆,位居全国第二。

 
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图2 成都市历年机动车保有量变化情况

 

近600万辆各种类型机动车所占比例及排放标准如图3所示,其中小型载客汽车占83.1%。排放标准结构方面,以“国Ⅳ”为主,占比40.7%,“国Ⅴ”车辆占比34.4%。整体能源结构仍以汽油车为主,占比98.4%,同时中、重型货运车辆以柴油车为主,新能源汽车比例不足2%。

 
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图3 成都市现状各类型机动车构成(按排放标准)
 

 

2.交通温室气体、交通大气污染物排放形势严峻
 

从城市宏观层面的碳排放角度来看,交通排放的贡献更为显著,拥有更高的能源活动占比。根据国内主要城市交通排放占比情况(见图4),北京、上海交通排放占比为25%左右,而成都作为新一线城市,CO₂年排放总量为5796万吨、交通排放为1797万吨,其交通排放达到了城市总排放的31%,无论是排放的总量还是占比,成都均位居全国前列,这与成都私家车保有量巨大且增长率居高不下密不可分[5]

 
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图4 国内外主要城市交通排放占比情况
 
资料来源:文献[3]

 

交通大气污染物方面,成都市机动车VOCs年排放量3.6万吨、NOx年排放量7.3万吨、PM2.5排放量2.1万吨,分别占对应大气污染物年总排放量的21%、75%及34%。根据相关研究,小型载客汽车、重型载货汽车大气污染物排放贡献率较高,如图5,其中以汽油为燃料的小型客运交通是VOCs的主要排放来源,以柴油为燃料重型货运交通是NOx及PM2.5的主要排放来源[6]

 
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图5 成都市移动源排放物客货运占比剖析

 

尽管现存机动车中大部分(75.1%)均为“国Ⅳ”或“国Ⅴ”排放标准,但仍存24.9%“国Ⅲ”及以下标准老旧车辆。老旧汽油机动车对于VOCs、PM2.5排放有较高贡献,老旧柴油机动车对于VOCs、NOx、PM2.5均有较高贡献(见图6)。通过近年大力推行新能源车辆,成都市机动车结构的清洁化水平相应有所提升,仍有进一步改善空间,需继续提升车辆排放标准,淘汰老旧车辆。由此可见,通过一定的交通管控措施去影响污染“高贡献”的老旧机动车,将对交通的污染排放产生较大的影响。

 
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图6 成都市机动车大气污染物排放贡献率(按排放标准)

 

 

02 成都市低排区政策构思

 

根据国际经验惯例,低排区一般被分为“低排放区(LEZ)”与“超低排放区(ULEZ)”。从定义来看,低排放区与超低排放区均指存在特别设定机动车污染物排放限值的燃料限制区,通过限制高污染车辆行驶,进而降低交通碳排放与区域空气污染水平,缓解交通拥堵。

 

但两种低排区设定目标与执行标准上存在较大差异,低排放区(LEZ)通过执行较为宽松的限行政策,旨在促进重污染车辆向排放达标车辆更新,实现车辆排放标准达标率的提升;而超低排放区(ULEZ)通过执行较为严格的限行政策,旨在鼓励清洁能源车辆的使用,大幅度降低交通碳排放与区域空气污染水平,助力区域价值提升。

 

在充分理解成都市交通建设情况及发展趋势、借鉴国内外城市交通污染管控先进经验的基础上,下文将对低排区范围、相关政策与配套项目库进行探讨,以期形成未来可择机推出的低排区政策。

 

1.多因素低排区(LEZ)政策制定
 

低排放区范围选址分析一般从城市路网形态、大气污染情况、产业划分基础、交通运行现状四个方面进行考虑。城市路网形态是指低排区范围一般为交通大环线、交通主通道等标识明显区域,便于公众宣传和政策执行;大气污染情况是指优先选择区域存在严重污染,且移动源为污染主要来源,以此保障低排放区的设置能够具有明显污染管控效果;产业划分基础是指一般选择第二产业占比较低区域,此类区域对物流货运依赖度较低,能有效避免低排放区设置对产业及经济发展的严重影响;交通运行现状是指在管控范围上尽量与既有交通管控政策区域一致,避免未来政策复杂化,区域内、边界处有一定的车辆监测识别设备,保障低排放区政策执行有一定交通信息化执法基础。

 

首先从路网形态方面来看,成都城市形态呈现团块状,公路网为“环状+放射”形,现状共拥有7条城市环路(含2条绕城高速),就低排区适宜面积而言,结合国际低排区设置面积,三环路、绕城高速及第二绕城高速均在候选范围内。其次从图7污染情况方面来看,绕城高速、三环路范围内VOCs、NOx污染浓度较周边区域呈现偏高趋势,同时能够观察到一环路内与高新区为主要污染源集中区域。

 
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图7 成都市典型大气污染物分布情况

 

再从产业基础方面来看,根据《成都市中心城区土地利用总体规划》,第二产业占比在成都市第二绕城高速、绕城高速及三环路分别为41%、17%、5%,因此低排放区设置对绕城高速、三环路范围内的产业影响较小。

 

最后从交通方面来看,结合成都市综合交通调查分析结果,成都市交通需求向中心城区集中,中心城区人口占全市37%,但机动化出行总量占全市48%,若限制三环路及绕城的通行,则会分布影响全市33%、26%左右的出行,与伦敦低排区影响程度相当;成都市交通检测点位则主要在绕城高速以内密集分布,绕城高速、三环范围内均具备一定的交通设施基础;对现状交通运行情况进行分析,三环路难以承受低排区边界绕行车流,绕城高速与第二绕城高速则具备承担部分边界处绕行车流的能力(见图8、表1)。

 

综合上述低排区范围选择因素分析,可初步拟定低排区的核心边界为绕城高速。

 
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图8 成都市交通检测点位分布情况
 
 
 
表1 成都市典型环路交通运行情况

 

对低排放区限制车辆进行分析,国外城市一般均对卡车进行了限制,汽油车的排放限制标准差异较大,柴油车限制标准都在欧Ⅳ及以上。结合成都市机动车排放标准构成,成都国Ⅲ及以下占21%,但该类车辆NOx贡献率超过50%,VOCs贡献率超过30%,PM2.5贡献率超过80%,因此按照影响车辆控制在10-20%的原则,结合国家机动车强制报废标准的相关规定,拟定排放限制标准为国Ⅲ柴油货车及国Ⅱ汽油小汽车,具体限行政策见表2。

 
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表2 成都市低排放区限行政策
 
 
2.多因素超低排区(ULEZ)政策制定

 

超低排放区(ULEZ)一般为城市核心区域,将执行更为严格的准入门槛,更加鼓励清洁能源出行以保障良好的空气质量,因此选址标准也较低排区不同,通常从人口密度、出行结构等方面进行考量。

 

从人口分布特征来看,全市层面一、二、三圈层人口规模分别占比36.7%、36.8%及26.5%,人口密度分别为16000人/km²、1700人/km₂及460人/km²,其中中心城区二环内人口占比28.7%,密度超2.5万人/km²。

 

从岗位分布特征来看,全市范围内一圈层岗位密度约为6000个/km²,中心城区核心区(二环内)岗位最为集中,占中心城区岗位总量的32.3%,南部片区其次,为15.6%。其中又以春熙路、荷花池、高新区金融城、天府三街片区岗位密度相对较高。

 

从职住平衡与机动化出行比例来看,高新南区职住平衡比例仅为33%,为主城各区内最低,且机动化出行结构中小汽车分担率较其他行政区偏高,达52.6%。

 

从交通运特征来看,早晚高峰成都市全市范围内均出现较为严重的拥堵,其中一环路全线与三环路南侧高新区的拥堵情况尤为严重(见图9),行程时间指数(Travel Time Index, TTI)均大于2,车辆低速行驶及怠速状态下温室气体及空气污染物排放将显著加剧[1]

 
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图9 成都市早晚高峰道路断面饱和度

 

最后从区域社会特征来看,一环路、高新南区金融城片区内医院、学校更为密集,学生、病人等群体对空气质量敏感程度更高,此类片区属于“高价值区域”,对空气质量有着较高需求(见表3)。

 
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表3 区域医院、学校分布情况

 

综合上述超低排区范围选择因素分析,初步拟定一环路与金融城作为超低排区的核心边界,其中一环路实施收费准入制,金融城片区高峰期征收拥堵费,都适宜作为成都超低排放区的试点。

 

对超低排放区限制措施进行分析,国外城市一般采取了较低排区更为严格的限行措施,如汽油车、柴油车均以欧Ⅴ为划分标准,同时辅以通行证准入、高峰期收取拥堵费等配套措施共同实施。结合成都市机动车排放标准构成,按照国际通用的高标准限制、增加出行成本的原则,初步拟定排放限制标准为所有柴油货车及国Ⅲ汽油小汽车及货车,具体限行政策见表4与5。

 
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表4 成都市超低排放区限行政策(一环路)
 
 
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表5 成都市超低排放区限行政策(金融城)

 

 

3.配套政策项目库
 

低排区及超低排区政策在实施出效果之前,势必会面临较大的反对声音,因此如何正确宣传低排区方案、正确引导方案落地执行、合理平衡相关利益方也是低排区政策探讨的另一面,在配套措施的选择执行上同样面临较大挑战。

 

首先应当充分考虑相关利益团体,进行有效的宣发工作,倾听公众诉求与完善的立法保障措施是实施低排放区政策不可或缺的先决条件。公众诉求沟通具体措施包括:在前期开展公众意愿调查分析与公众保持有效沟通、强调低排区受益人是城市绝大部分民众而不是政府、强调低排区执行的公平性、及时向公众公开低排区收费及罚款保障信息公开、通过多渠道进行低排区宣传互动、给出受影响区域交通出行替代方案建议等内容。

 

其次,低排区政策的成功与政府积极推行有着密切的关系。政府在低排区政策形成之前需要以立法的形式赋予政府制定和实施相关政策的职权。同时政府主导的有关收费、低排区或减排政策可行性研究,需要对方案的细节做出深入的学术研究,为政策的实施提供了充分的前期准备。

 

超低排区收费政策成功实施的另一个关键因素在于市政府对实施及政策的坚守,以及对收费政策坚定不移的信念。在政策准备和讨论的初期,利益团体的博弈、公众支持的缺失,对决策者来说都是信心和毅力的考验。而政府在承受外界压力的同时,需不断克服困难和挑战,最终成功推动低排区政策。因此,对于低排区这类有争议的交通政策,立法的支撑力度及决策者的决心将是支撑政策成功实施的关键。

 

此外,单一化推行低排放区及超低排放区政策,在减少机动车整体运行规模后,还需通过配套政策库对既有交通系统进行优化调整,如提高公共交通服务水平、开展交通组织优化管理工作、提高车辆市场准入标准、强化道路信息发布服务等手段。强力的低排区政策辅以有针对性的配套政策,将共同保障低排放区顺利实施,助力改善空气质量,形成绿色低碳交通系统。

 
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表6 成都市低排放区管控政策汇总

 

 

03 政策构思启示

 

成都市现状机动车保有量巨大,交通温室气体及大气污染物排放问题突出。尽管政府已经采取限货、限行等一系列措施控制高排放车辆污染并取得了一定的效果,但机动车仍然是成都市首要大气污染物排放源。本文在分析研判相关国际城市低排放区政策的经验上,基于成都市实际情况,对低排放区核心政策与配套措施库进行了探讨,可为国内交通大气污染物排放形式严峻城市低排放区政策制定提供一定参考。

 

但本文仍存部分不足:一是未能明确超低排放区高峰期收费标准,需综合考虑社会时间成本等更深层次因素;二是相关政策未能通过交通排放模型进行仿真模拟,具体的成效无法量化表达。希望未来能就以上方面开展进一步研究,形成科学合理可落地的低排区政策。

 

 
结语
 

yh86银河国际作为拥有一支涵盖交通、城规、建筑、景观、工程、智慧等多专业协同的技术团队,以“让交通与城市更美好”为使命,致力于为城市提供先进的交通技术服务和整体解决方案,成为全球领先的城市交通整体解决方案提供者。

 

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参考文献:

[1]  2019年成都市交通发展年度报告 [R].成都:成都市交通发展研究院,2020.

[2]  Helen E Wood, Nadine Marlin, Ian S Mudway, Stephen A Bremner, Louise Cross, Isobel Dundas, Andrew Grieve, Jonathan Grigg, Jeenath B Jamaludin, Frank J Kelly, Tak Lee, Aziz Sheikh, Robert Walton, Christopher J Griffiths. Effects of Air Pollution and the Introduction of the London Low Emission Zone on the Prevalence of Respiratory and Allergic Symptoms in Schoolchildren in East London: A Sequential Cross-Sectional Study.[J]. PLoS ONE,2017,10(8).

[3]  王颖,鹿璐,邱诗永,宋苏.低排放区和拥堵收费国际经验[J].城市交通,2016,14(06):23-29.

Wang Ying, Lu Lu, Qiu Shiyong, Song Su. International Experience of Low Emission Zones and Congestion Pricing Policies[J]. Urban Transport of China, 2016,14(06):23-29.

[4]  单丽,江飞,贺晓婧,谢蓉,王海鲲.中国道路交通源大气污染的健康影响评估[J].中国环境管理,2018,10(05):59-64.

Shan Li, Jiang Fei, He Xiaojing, Xie Rong, Wang Haikun. Health Impact Assessment of Air Pollution from Road Traffic Sources in China[J]. Chinese Journal of Environmental Management, 2018,10(05):59-64.

[5]  奚文怡,蒋慧,鹿璐,蒋小谦. 城市的交通“净零”排放:路径分析方法、关键举措和对策建议[R].北京:世界资源研究所,2020.

Xi Wenyi, Jiang Hui, Lu Lu, Jiang Xiaoqian. Achieving Net Zero Carbon Emissions of Transportation Sector: Analytical Framework, Key Actions and Policy Suggestions for Chinese Cities[R]. Beijing: World Resources Institute.

[6]  赖承钺,邓小芸,贾滨洋.成都市机动车排放清单及排放特征研究[J].四川环境,2018,37(01):151-158.

Lai Chengyue, Deng Xiaoyun, Jia Binyang. Emission Inventories and Emission Characteristics of Motor Vehicle Exhaust in Chengdu[J]. Sichuan Environment, 2018,37(01):151-158.

 

 

四川分院

项目合作单位:成都市环境保护科学研究院、清华大学

撰写:陈阜东

审核:张志哲

审定:张贻生

 

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