在进行城市交通系统能源消耗以及环境影响这样内容的分析工作的时候, 应当采用被定义为“能源核算—排放因子—生命周期影响”这三层递进模型来进行, 这个模型是基于IPCC在2006年和2019年发布的核算指南框架而建立的, 这种做法与那种单点估算方式是明显不同的, 本文给出了完整操作路径, 可以直接用于交通规划评估与城市碳核算。
能源消耗核算：先定边界城市交通系统能源消耗与环境影响分析方法灵音心图，再算量
1. 我们要确定系统的边界到底是什么, 并且要明确具体的核算范围在哪里, 这个范围可以是机动车的全生命周期, 也可以是城市交通运营阶段这样的说法。
如果只算运营阶段的话, 那么仅仅计入燃料或者电力的消耗就可以了, 但是如果要把全生命周期都考虑进去的话, 那就需要增加制造环节、维修环节以及报废环节这些内容了。
2. 我们要把公路、铁路、水运、航空这些不同的交通方式给分开来列, 在公路这一项里, 还得再把汽油车、柴油车、公交车辆以及货运车辆这些具体类别给细分清楚, 然后去分别统计它们各自跑过的里程数或者总的周转量数据, 这里的周转量呢, 就用咱们平时说的人公里城市交通系统能源消耗与环境影响分析方法，还有吨公里来做单位。
3. 计算能耗：
能耗的数值, 其单位是吉焦, 它等于燃料的消耗量乘以该燃料的低位热值, 这里汽油的低位热值大约是每升三十二点五兆焦, 柴油的低位热值大约是每升三十六点八兆焦, 天然气的低位热值大约是每立方米三十六点一兆焦。
对于电动汽车来说, 计算能耗需要先用行驶里程去乘以每百公里消耗的电能量数值, 也就是百公里电耗这个指标, 得到总用电量以后, 再结合当地电网的碳排放强度进行折算, 以此来换算出等效的一次能源消耗量。
4. 把各个区域按时间段进行汇总计算, 这里的时间段包含年平均数据和峰值数据, 这样就能得出城市交通领域的总能源消耗量以及不同部分的比例。
环境影响评估：从排放到影响
1. 温室气体核算：
二氧化碳的排放量, 是等于燃料消耗量, 乘以排放因子。其中, 根据政府间气候变化专门委员会的默认值, 汽油每升对应的排放系数为 2.31 千克, 柴油每升对应的排放系数为 2.68 千克。而电力方面的处理办法, 则是依据国际原子能机构与国际能源署各自所划分的区域电网碳强度来进行取值计算。
先把非二氧化碳气体当中的甲烷还有氧化亚氮这些项目, 按照IPCC不同章节里面提供的因子去单独进行计算和核算, 然后再把这些算出来的结果乘以全球变暖潜能值来进行数值折算。
2. 针对大气里面的那些污染物像PM₂.₅、NOₓ、VOCs、CO这些, 我们会去用COPERT-6或者说是EMEP这个模型来做事儿, 把交通流量、行车速度、车辆的类型以及海拔高度等等这些数据参数填进去, 这样最后就能得到每一段路上的情况, 还有每一个时间段里面的具体浓度都是多少了。
3. 进行生命周期评价工作, 具体操作是使用SimaPro和GaBi数据库, 把功能单位设定为每公里乘一名乘客或者每吨货物运行每一公里, 涵盖从上游的燃料开采加上电力生产到中期的投入使用再到下游的退役与回收等全链条内容, 以便识别出关键环节。
关键数据与参数来源
我们想要了解交通量和能耗的情况, 那么可以参考《中国城市交通统计年鉴》、各省市交通运输厅的公报, 或者使用流量监测断面收集到的实际数据。
排放因子这一信息, 是来自于IPCC 2006/2019 国家清单指南当中的中国补充因子部分, 同时也是参考了《道路机动车大气污染物排放因子手册》, 而该手册是由生态环境部发布的。
电网碳强度的数据, 是参考的中电联在每年发布的那份名为《电力行业碳足迹》的报告里面的内容。
我们建立了一个生命周期数据库, 其中包含了Ecoinvent 3.9+以及CLCD这个专门针对中国地区的生命周期数据库。
常见错误与校验要点
不能把热值不一样的燃料就直接按升的单位和数量混在一起相加, 一定要进行统一的折算处理, 换算成标准煤或者是GJ来作为共同的标准。
很多人说电动车的“零尾排”并不等于真正的“零碳排”, 因为这一情况必须考虑到电网侧存在的隐含排放问题。
LCA 截断边界不一致会导致结果偏差 20%–40%, , , 在比较方案时, 必须使用相同功能单位与系统边界。
年度数据需要进行区分, 要把最高值和平均值拆分开来, 如果不这么做的话, 就会把极端天气和交通堵塞情况对排放量的放大作用给低估掉了。
上边讲的那些办法和框架, 是用来管城市规划出来的交通这块儿的碳排放和碳中和的事儿用的, 也可以拿来写交通环境影响评价的报告, 还能够当作依据去算大城市层面的碳排放量, 而且这个算法是按照 GHG Protocol 那个标准来的。所以你要是打算编制作文或者报告的话, 可以直接拿这些当根据。
