交通运输与能源消耗相关研究综述

CLC number: F540.5
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1 引 言
交通运输是国民经济的一个重要组成部分 , 对 国民经济的发展起着基础性 、支撑性和服务性的作
用 , 其特点决定了交通运输企业在提供客货位移的 运输生产服务时 , 必然伴随着大量的能源消耗 , 也 会带来生态环境的负面影响 .我国经济正在经历
交通运输与能源消耗相关研究综述
贾顺平 ＊ , 彭宏勤 , 刘 爽 , 张笑杰
(北京交通大学 交通运输学院 , 北京 100044)
摘要 : 交通运输作为能源消耗性行业 , 尤其是一次性石油能源消耗大户备受社会各界
关注 .文章从交通运输能源消耗的外部成本计算 、影响因素分析 、统计指标与数据比较
研究 , 以及交通运输能源消耗与社会经济互动关系 、相关规划与政策研究 、交通能源需
收稿日期 :2009-03-02 修回日期 :2009-05-15 录用日期 :2009-05-25 基金项目 :能源基金会 项目 (G-0811 -10565). 作者简介 :贾顺平 (1963-), 男 , 山西省山阴县人 , 副教授 , 博士 . ＊通讯作者 :jiashunping@jtys.bjtu.edu.cn
LEAP模型 是由斯德哥尔摩环境研究所与美 国波士顿大学 (SEI.Boston)共同开发的一个自下 而上的计量经济模型 , 它可以根据终端用能的变化 设置不同情景进行预测分析 .朱跃中 [ 12] 将交通运 输系统分为城市客运 、城间客运 、货运 3部分 , 城间 客运与货运主要通过公路 、铁路 、水路 、航空以及管 道等运输方式来完成 , 城市客运主要由道路交通和 地铁 (轻轨 )等方式完成 , 采用 LEAP模型预测分析 了在未来不同情景下 , 城间客运 、货运及城市客运的 能源消费需求 .RanjanKumarBose[ 13] 利用 LEAP软 件建立了德里城市客运模型 , 从客运出行需求 、方 式 、车辆类型和占有率角度分析了各种交通形式 , 形成了交通需求和能源消耗计算的基础 , 通过对 5 个设定的情景的分析 , 研究了减少能源需求和排放 的不同交通政策的影响 .黄成等[ 14] 以上海城市交 通为背景 , 根据交通工具的属性 , 将城市客运交通 分为私人交通 、商务交通和公共交通 3个部门 .私 人交通包括私人轻型客车 、助动车 、摩托车 (包含 轻便摩托车 )、自行车 ;商务交通指商务轻型客车 和重型客车 ;公共交通指出租 、公交巴士以及轨道 交通 .在此基础上 , 结合不同交通出行方式的交通 需求量 、能源强度和排放因子 , 应用 LEAP模型计 算交通运输的能源需求及大气污染物排放量 .其 中 , 各出行方式的能源强度是模型的重要参数 .能 源强度是指 机动车担负 1个乘次或 1 t货物行驶 lkm的能耗 , 单位为 L/(乘次 · km)或 L/(t· km). 文中采用的能源强度见表 1.
路运输 , 水路运输则介于两者之间 ;随着运输距离的 经济的基础产业部门之一 , 为国民经济和社会发展
增加 , 耗费的能源不断增多 , 由于能源本身的有限性 提供了强有力的支持 .鉴于能源越来越稀缺和其
和不可再生而必须付出额外的费用 , 使单位能源成本 需求量越来越大的现实 , 以及随着经济的发展 , 交
呈递增趋势 .因此 ,加入能源成本使总成本与运距之 通能源消耗占总能源消耗的比例越来越大的状况 ,
间不再是原来的线性函数关系 , 不但初期总成本变 分析交通能源消耗和社会经济发展的互动影响关
大 , 而且单位成本出现曲线变化趋势.
系就显得格外有意义 .
夏晶等[ 4] 从 交通 能耗 占 全社 会总 能耗 的比
预测微观和短期的交通能源需求量和评价交通政 策 , 通常使用的模型是逻辑模型和预 算模型 .KebinHe等 [ 11] 建立了一个自下而上模型 , 评估 1997 年至 2002年中国道路交通石油消耗和二氧化碳排 放 , 设计了 3个情景并在预测未来石油使用和二氧 化碳排放中考虑了机动车燃油经济性的提高 , 结论 显示 , 在未来的 20年里 , 道路交通将逐渐成为中国 最大的石油消耗部门 .
portationenergyconsumptionandsocialeconomy, relevantplanningandpolicymaking, predictionofenergy
demandoftransportationindustry.Italsoanalyzesthecharacteristicsandshortcomingsoftheexistedresear-
第 3期
交通运输与能源消耗相关研究综述
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高速增长期 .经济的增长 、城市化进程的加快及机 动车保有量的迅猛增加 , 导致了交通运输需求和服 务的迅速增加 , 使交通部门的能源消耗 , 尤其是石 油产品消耗也在迅速增加 .IEA能源统计显示 , 从 1971年到 2001 年 , 交 通部 门的能 源消 费以 每年 9.3%的速度增长[ 1] .从世界范围来看 , 交通运输 作为能源消耗性行业 , 尤其是一次性石油能源消耗 大户备受社会各界关注 .各国政府 、交通运输主管 部门及专家学者们对交通运输行业的节能环保工 作高度重视 , 围绕交通运输与能源消耗 、可持续发 展等方面进行了诸多富有成效的研究和探索 , 并取 得了一系列的成果 .
chievementsontransportationenergyconsumption, suchasexternalcostsdeterminationofenergyconsump-
tion, influencingfactoranalysis, statisticalindicesanddatacomparison, interactiverelationbetweentrans-
图 1 ຫໍສະໝຸດ Baidu同运输方式的运距成本 关系图
Fig.1 Relationshipsoftransportdistanceandcostofdifferentmodes
将能源外部成本内部化之后 , 公路运输由于主要 3 交通运输能耗与社会经济关系分析
以石油等矿物燃料为动力 , 能源初期成本大大高于铁
资源占用型和能源消耗型的交通系统 , 是国民
2 交通运输能耗的社 会成本分析
交通运输的发展会为整个社会带来比自身收 益大得多的社会效益 , 但交通运输采用何种方式发 展所产生的社会效益是不同的 , 同时不同发展模式 的社会总成本也不同 .由于交通运输的外部性特 征 , 除了运输本身的成本之外 , 还存在外部成本 , 即 交通运输导致的负的外部效应 .
达到这一目标的种种可行性及需要采取的措施 . 朱松丽[ 10] 对国内外普遍应用的预测交通需求
量和交通能源需求以及机动车保有量的方法进行
了回顾 、总结和比较 .这些方法被分成两大类 :集 合模型和非集合模型 .前者将出行行为看作一种 平均的行为 , 主要用来预测宏观和长期交通能源需 求 , 最常用的模型是经济计量模型 ;后者建立在效 用理论的基础上 , 更注重家庭和个人的选择 , 主要
portationmodes, explorationofinfluencingfactorsandsensitivityanalysis, aswellastheestablishmentof
relevantbasicdataplatform andtheoryandmethodsystem.
Keywords: trafficenergyconsumption;transportenergyconsumption;energydemand;energyplanning
4 交通能源需求量预 测研究
交通能源消费是一个国家能源消费非常重要的 组成部分 .预测交通能源需求 , 常用的方法是采用 经济计量模型 , 或者采用 “两步法 ”, 即首先预测交 通能源需求的驱动力 ———交通需求量 , 然后再预测 相应的能源需求 ;另外情景分析方法也开始得到广 泛应用 , 所谓情景 , 既不是预言 , 也不是预测 , 它只是 展示了未来可能的发展方向 , 是对未来的发展前景 进行构想 , 确立某些希望达到的目标 , 然后再来分析
ches.Somekeyissuesconcerningthefutureresearchesareputforward, namely, thestatisticaldatacollec-
tionandcomparativeindicesdetermination, estimationofcomparativeconsumptionfactorsofdifferenttrans-
中图分类号 : F540.5
文献标志码 : A
ReviewofTransportationandEnergyConsumptionRelatedResearch
JIAShun-ping, PENGHong-qin, LIUShuang, ZHANGXiao-jie
(SchoolofTrafficandTranspiration, BeijingJiaotongUniversity, Beijing100044, China)
第 9卷 第 3期 2009 年 6 月
交通运输系统工程与信息
JournalofTransportationSystemsEngineeringandInformationTechnology
文章编号 : 1009-6744 (2009)03-0006-11
综合交通运输体系论坛
Vol.9 No.3 June 2009
OritMindali等 [ 5] 针对交通出行和土地利用相 互作用进行研究 , 一般观点认为城市密度和能源消 耗之间呈强负相关性 , 密度增长将导致能源消耗的 减少 .本文通过 Co-Plot统计法 , 对城市密度和能 源消耗关系进行实证分析 , 得到整个城市密度没有 直接影响的结论 .JamesCooper等 [ 6] 考虑了环境可 持续发展 、交通运输和空间规划之间的关系 , 以及 能源的合理利用 , 将常规交通模型 、住房供应和能 源评估方法结合在一起 , 提供了一个评价能源利用 的公共平台 .陆化普等 [ 7] 分析了我国近年来交通 能耗占能源消耗比例的变化情况 , 以及城市各种交 通方式的能源消耗情况 , 指出城市交通结构体系的 优化必须将能源消耗纳入模型体系中进行分析 , 建 立了能源消耗约束下的城市交通结构体系优化模 型 .李夏苗等 [ 8] 分析了煤炭 、石油等能源生产量与 运输量的关系 , 阐述了能源布局对交通运输布局的 影响 .吴宗鑫等[ 9] 概述了美国和日本的能源消费 情况 , 通过比较 我国和美国 、日本在交 通运输 、工 业 、居民和服务业等领域用能的差异 , 指出未来交 通运输用能将对我国整体能源消费产生重大影响 , 调整产业结构是我国建设节约型社会 、降低能耗的 主要途径之一 .
潘自强 [ 2] 针对不同能源链外部成本进行了比 较研究 .所谓能源链的外部成本是指在能源生产 和消费过程中没有考虑的对社会和环境影响而产 生的代价 , 这种损害在市场价格中没有反映出来 , 在市场过程中也没有得到补偿 .外部成本可以用 伤害评价方法估算 , 一般用 “顶 端向下 ”和 “底部 向上 ”的方法 .在顶端向下的分析中采用高度综台 的数据 , 这种方法对数据的要求相对较低 , 可以给 出平均伤害代价的合理估算值 .“底部向上 ”方法 是从微观入手 , 采用污染扩散模式 、受体分布的详 细资料和响应函数 , 以推算相应的经济损失 .
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交通运输系统工程与信息
2009年 6月
例 、交通产值占全社会 GDP的比例及其两者之间 的比值等三个方面 , 整体分析交通能源消耗和经济 发展的协调性 .从交通能耗占总能耗的比例与交 通产值占总 GDP的比例之间的比值 , 中国的该比 值小于 芬兰 、加拿 大和美 国 , 说明产 生同比 例的 GDP, 中国交通业所消耗的能源最少 ;交通能源消 费弹性系数是交通能源消费增长速度与国民经济 增长速度之比 , 中国的全社会交通能源消费弹性系 数处于较高位 , 说明中国的经济增长对交通能源的 需求依赖于交通能源量的投入 .
Abstract: Withhighconsumptionofenergy, especiallypetroleum resources, transportationindustryhas
receivedmuchconcern.Inview ofthis, thepapersummarizesthedomesticandinternationalresearcha-
求量预测等方面 , 综述了国内外的相关研究成果 , 分析了当前研究的特点和存在的不
足 .提出今后要在交通运输能耗基础统计数据与可比指标 、不同交通运输方式能源消
耗的可比因子 、交通运输能源消耗影响因素及灵敏度分析等方面展开更进一步的深入
研究 , 以期建立相关的基础数据平台和理论方法模型 .
关键词 : 交通能耗 ;运输能耗 ;能源需求 ;能源规划
吕正昱等 [ 3] 认为交通运输政策应关注能源安 全问题 , 将能源 、环境 、安全等外部成本纳入交通运 输的定价体系之中 , 从而在社会总成本的概念下建 立更科学的综合运输系统构成方案的评价指标体 系 .在不同交通运输方式社会总成本的数学描述 中 , 包括了能源成本 , 能源成本具体应由耗能指标 、 能源的可替代性 、能源的生成和转化方式 、能源的 发展前景等因素构成 .分析了加入能源成本后各 主要运输方式的运距 —成本变化 .参见图 1.