广东省道路交通净零排放路线图.pdf
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1、 广东省道路交通净零排放路线图 A Roadmap to Achieve Net Zero Emissions for the Road Transport Sector in Guangdong 广东省道路交通净零排放 路线图报告 A Roadmap to Achieve Net Zero Emissions for the Road Transport Sector in Guangdong 2022 年 12 月 广东省及粤港澳大湾区交通净零碳排放路线图研究项目 粤港澳大湾区(Greater Bay Area)是世界第四大湾区,是国家建设世界级城市群和参与全球竞争的重要空间载体。广东省为
2、中国新能源汽车发展较为领先区域,尤其是珠三角城市群在交通净零排放进程中应起到带头作用。本项目是在能源基金会(中国)和儿童投资基金会的支持下由能源与交通创新中心发起,联合多家伙伴共同合作。项目聚焦广东省及粤港澳大湾区交通领域,以 2050/2060 为时间节点,制定净零碳排放路线图及政策建议,通过设定更积极的目标、开展试点示范项目以及制定可实施的路线图和行动计划,引领中国实现碳中和及净零排放目标。本项目覆盖道路交通与非道路交通领域,共分两期研究工作。一期研究聚焦道路交通领域,能源与交通创新中心联合中科院广州能源研究所、中山大学智能系统工程学院/广东省交通环境智能监测与治理工程技术研究中心等专家团
3、队共同开展研究。能源与交通创新中心iCET 能源与交通创新中心(iCET)是 2006 年在北京注册,在清洁交通、低碳经济和气候变化领域中具有领导力的非营利专业智库机构。核心使命是为各级决策者提供能够缓解能源和气候危机并创造绿色能源生态体系所亟需的创新型解决方案。在清洁交通领域,致力于加速中国交通向后石油时代与零排放转型。请登录网站了解更多详情 中国科学院广州能源研究所 中国科学院广州能源研究所是中国科学院直属的国家级研究机构,主要从事新能源、可再生能源、节能环保领域相关基础性、前瞻性和战略性的科研创新及高技术研发,实现技术的产业化推广应用,是国家生物燃料研发中心、中国科学院可再生能源重点实验
4、室、中国科学院天然气水合物重点实验室、中国科学院广州天然气水合物研究中心和广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室的依托单位。系列研究报告:广东省道路交通净零排放路线图 广东省道路交通长期能源与排放分析模型 广东省乘用车与商用车净零排放路线图研究 广东省清洁电能与新能源汽车融合发展路线研究 合作及交流事宜,可邮箱联系: 广东旭城科技有限公司 广东旭诚科技有限公司是一家环境智能感知与知识服务关键技术研发及应用的创新型高新技术企业:广东省高新技术企业,广州市企业科技研发机构,拥有多项高新技术产品、九十余项软件著作权及软件产品和三十余项专利,连续两年被评为优秀软件企业,获省部科技二等奖。广东
5、省道路交通净零碳排放路线图 A Roadmap to Achieve Net Zero Emissions for the Road Transport Sector in Guangdong项目负责人:安 锋 王雯雯 报告汇编:秦兰芝 王雯雯 王 姮 课题研究团队:能源与交通创新中心 秦兰芝 安 锋 王雯雯 陈 丽 中国科学院广州能源研究所 黄玉萍 李 莹 张天任 廖 晖 李金宇 宋晨曦 致 谢 感谢能源基金会(中国),儿童投资基金会为本项目提供资金支持。感谢中山大学智能系统工程学院/广东省交通环境智能监测与治理工程技术研究中心刘永红教授、苗领博士等,广东旭城科技有限公司高级工程师徐伟嘉等,
6、北龙泽达(北京)数据科技有限公司梁津等以及特来电新能源股份有限公司等对本研究提供的支持。由衷感谢以下专家(按姓氏字母排序)对报告内容提出的宝贵意见与建议。方海峰(中国汽车技术研究中心)欧训民(清华大学)田智宇(中国国家发展和改革委员会能源研究所)薛露露(世界资源研究所)倪红(中国环境科学研究院机动车排污监控中心)唐云鹭(深圳市标准技术研究院)谢海明(深圳市协力新能源与智能网联汽车创新中心)于丹阳(中国交通运输部科学研究院)目录 执行摘要.1 第一章 道路交通净零排放路线图研究背景.2 第二章 道路交通净零排放方法学.6 2.1 研究范围.6 2.2 区域划分.10 2.3 模型方法.12 第三
7、章 广东省道路交通净零排放情景设置.22 3.1 道路交通净零排放的影响因素与应对措施.22 3.2 情景及参数设置.25 第四章 广东省道路交通净零排放情景分析.45 4.1 基准年结果.45 4.2 情景预测结果.48 4.3 各类措施的减排潜力.57 第五章 新能源汽车发展对电网的影响.60 5.1 充换电基础设施发展.60 5.2 车网互动示范性案例.66 5.3 车网互动模式对区域电网的影响.69 第六章 广东省道路交通净零排放路线图与逐年碳预算.79 6.1 广东省道路交通净零排放路线图.79 6.2 碳排放预算的必要性.80 6.3 广东省道路交通逐年碳预算.81 第七章 主要结
8、论与政策建议.86 7.1 主要结论.86 7.2 政策建议.88 附录 1 经济与人口指标预测.93 附录 2 TLEEM 模型操作介绍.97 附录 3 出租与网约车辆保有量预测.100 参考资料.104 图目录 图 1 全球能源活动相关 CO2排放与交通 CO2排放趋势.2 图 2 广东省各类道路车辆保有量占比情况(2021).7 图 3 汽车全生命周期图示.9 图 4 广东省各地市 GDP 总值情况(2020).10 图 5 广东省新能源汽车及上下游产业链布局.10 图 6 广东省各地市经济水平与汽车保有率情况(2020).11 图 7 广东省达成道路交通净零排放目标的区域划分.12 图
9、 8 典型的 Gompertz 曲线形状.15 图 9 Gompertz 模型对广东省乘用车保有量的线性拟合关系.15 图 10 TLEEM 模型框架分解图.17 图 11 TLEEM 模型基础数据层级分类图.18 图 12 广东省乘用车销量与人均 GDP 情况.26 图 13 广东省乘用车历年保有量情况.26 图 14 广东省各区域乘用车千人保有量趋势.27 图 15 国内部分城市乘用车千人保有量与人口密度分布.28 图 16 广东省货运量及货运周转量历史趋势.30 图 17 广东省不同货运方式占比趋势.30 图 18 广东省各区域货运周转量历史占比.31 图 19 广东省各区域公路货运占总
10、周转量的比例.32 图 20 广东省新销售乘用车的燃料类型分布.35 图 21 传统燃油乘用车油耗变化.36 图 22 传统混合动力乘用车油耗变化.36 图 23 纯电动乘用车电能消耗量变化.37 图 24 我国现行重型商用车燃料消耗量限值标准(第三阶段).38 图 25 不同情景下各区域新能源汽车渗透率(私人乘用车领域).40 图 26 部分商用车车型新能源汽车渗透率情况(2021).41 图 27 基准年各车型碳排放占比.45 图 28 基准年各车型对道路交通不同尾气污染物排放量的贡献.47 图 29 广东省各区域对基准年道路交通碳排放的贡献.47 图 30 不同情景下广东省乘用车保有量预
11、测.48 图 31 不同情景下新能源乘用车保有量及占比趋势.49 图 32 不同情景下广东省商用车保有量预测.49 图 33 不同情景下广东省各燃料类型商用车保有量占比情况.50 图 34 不同情景下广东省道路交通石油消耗量与能源消耗总量预测.51 图 35 20202060 年不同情景下广东省道路交通累计石油消耗及相对减少量.52 图 36 不同情景下广东省道路交通能源消耗量结构变化.53 图 37 广东省道路交通碳排放预测.54 图 38 20202060 年不同情景下广东省道路交通累计碳排放及相对减排量.54 图 39 基准情景和 2050 净零排放情景下各区域道路交通碳排放趋势.55
12、图 40 基准情景下各场景车类碳排放情况.55 图 41 不同情景下空气污染物排放量趋势.56 图 42 不同措施对广东省道路交通减排量逐年贡献率(从基准情景到 2050 优化净零排放情景).58 图 43 电动汽车充电桩的不同分类方式.60 图 44 全国公共充电桩数量前十省份.61 图 45 车网互动 V2G、V2V 与 V2H 技术.65 图 46 东莞市东部汽车城光储充放一体化案例规划图.66 图 47 光储充放一体化电站.67 图 48 不同情景下广东省电动乘用车电能消耗量预测.69 图 49 基准情景下广东省不同区域电动乘用车电能消耗量预测.70 图 50 基准情景下深圳和广州电动
13、乘用车电能消耗量预测.71 图 51 不同情景下广东省商用车电能消耗量预测.71 图 52 各类别电动商用车电能消耗量占比(2060).72 图 53 有序和无序充放电对电网负荷的影响(广州,2020 夏).74 图 54 车网互动度电收益相关经济性测算.76 图 55 车网互动时车辆参与 V2G 比例相关经济性测算.76 图 56 车网互动时车辆年度服务次数相关经济性测算.77 图 57 广东省道路交通 2060 和 2050 年净零排放路线图.80 图 58 广东省道路交通逐年碳预算表.83 图 59 广东省四个区域道路交通碳预算.84 表目录 表 1 本研究涵盖的道路交通工具及功能细分.
14、7 表 2 三种碳排放核算方法比较.13 表 3 各类交通方式的排放清单核算方法.14 表 4 本研究使用数据的主要来源.20 表 5 道路交通碳排放的影响因素及相应减排措施.23 表 6 道路交通减排应用的主要汽车技术路线及本研究选择.24 表 7 广东省各区域乘用车千人保有量饱和值设定.29 表 8 广东省各趋于 2060 年货运周转量水平预测.31 表 9 不同情景下各区域公路货运周转量比例.32 表 10 不同情景下各类车型年均行驶里程预测.33 表 11 现有政策中对部分场景商用车提出的新能源发展目标.42 表 12 不同时期各种措施的累计减排潜力(从基准情景到 2050 优化净零排
15、放情景).57 表 13 广东省不同区域车桩比情况.61 表 14 广东省充电设施建设规划.63 表 15 东莞市东部汽车城光储充放一体化案例碳减排测算.68 表 16 广州市某超充站案例超充枪参数表.69 表 17 广东省电动汽车电能消耗量及其占全社会用电量比例变化.72 表 18 实施 2050 优化净零排放路线图的效果评估(相较于 2060 净零排放路线图).79 表 19 IPCC 不同温升目标下的碳预算.81 表 20 IPCC 不同温升目标下全球人均碳预算.82 表 21 广东省道路交通净零排放政策建议汇总.91 1 执行摘要 研究背景与目的 IEA 数据显示,全球温室气体排放仍在
16、持续增加,2021 年全球温室气体排放量达到 40.8 吉吨二氧化碳当量(CO2e),超过 2019 年水平,创造了历史新高。2021 年中国温室气体排位据全球第一,占比达 30%,且历史累积排放(1850 年至今)也升至全球第二。温室气体在大气中滞留的时间可长达上千年,对气候变化产生的影响持续而深远。中国作为负责任的大国,必须通过自身努力,从现在到本世纪中叶大幅降低累计碳排放量,使温室气体排放尽早达峰,努力降低峰值,快速进入下降通道,以提前实现净零排放。大幅降低累计碳排放量也将为中国在国际气候谈判中增加更多的话语权和筹码。净零排放是指一个组织在一年内的所有温室气体(以 CO2e 计)排放量与
17、消除量达到平衡。京都议定书规定了 6 种温室气体,即二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化合物(HFCs)、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫(SF6)。对交通领域而言,CO2是最主要的温室气体排放种类,2014年(我国官方排放数据可查的最新年份)交通 CO2排放占我国交通温室气体总排放量的 99%。本研究仅讨论交通 CO2排放,暂不包含其他温室气体种类,如无特殊说明,本研究所称“碳排放”均指 CO2排放。交通领域贡献了全球 CO2排放总量的约五分之一,该领域的脱碳进程将显著影响全球碳排放体量变化以及将全球平均气温升幅控制在 2乃至 1.5以内目标的实现。目前交通领域
18、对我国碳排放总量的贡献约为 10%,且这个比例还在逐年增加,因而是支撑我国实现碳达峰碳中和目标的关键领域之一。作为国民经济发展的先导性和基础性行业,随着国民收入进一步提高,交通运输需求还在持续增长。我国交通领域减排正面临对内加速碳中和,对外支持全球温控目标实现的双重压力。为应对这一挑战,2030年前碳达峰行动方案 中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意 IEA,Global Energy Review:CO2 Emissions in 2021.Carbon Brief,https:/www.carbonbrief.org/analysis-which-coun
19、tries-are-historically-responsible-for-climate-change/2 见减污降碳协同增效实施方案等文件对加快推进交通运输绿色低碳转型和实现交通运输低碳发展提出了阶段性目标及指导措施。道路交通是交通领域最主要的排放源,约占我国交通碳排放总量的 85%以上,是交通减排的绝对重点。基于 MRV 三可原则对道路交通中长期减排量进行深入解析,有助于梳理减排措施成效及战略部署,为道路交通减排政策的制定与实施提供指导。我国地域广阔,区域地理位置、气候变化、经济发展、新能源汽车渗透以及基础设施建设等因素都将影响道路交通减排的路径及战略部署。历年以来,很多政策目标的落实
20、是以“先示范、后推广”的模式进行,先行先试地区积累的经验可以为其他地区提供宝贵借鉴。在推进交通碳达峰碳中和目标实施的过程中,上述模式仍有借鉴意义。广东省是我国第一经济大省,拥有深圳、广州两座超大型城市,依托粤港澳大湾区,在政策落地和开拓创新方面具有先天优势,有能力、有基础为全国的交通碳达峰碳中和工作探索落实措施与配套政策体系。研究方法 本研究以广东省为对象,基于“自下而上”的排放方法学构建了交通部门长期能源与碳排放核算模型(Transportation Long-Term Energy and Emission Model,TLEEM),基于不同情景对广东省道路交通中长期减排路径、减排效果及对
21、电网的影响进行分析,据此制定省、区域两级道路交通碳排放逐年预算清单,保障道路交通碳排放尽早达峰并尽量降低总体排放水平。广东省区域划分根据相应的经济水平、城市功能及交通低碳发展水平等综合因素确定,本研究认为梯队划分越靠前,能越早实现道路交通净零排放。其他珠三角包括东莞、惠州、中山、佛山、珠海、江门和肇庆七市;非珠三角包括梅州、潮州、汕头、汕尾、揭阳、韶关、河源、清远、云浮、阳江、茂名和湛江共计 12 个地市。2006 年 IPCC 国家温室气体排放清单指南指出,交通领域排放仅包括交通工具在使用环节产生的直接排放部分。本研究同样采用这一核算边界,如无特殊说明,本研究所称碳排放均为交通工具的直接排放
22、。3 摘要-图 1 广东省道路交通分区域分车型研究框架 道路交通减排的主要途径主要有四类:(1)降低汽车整体保有量水平,对乘用车而言,未来可以借助更发达的共享汽车服务平台以及自动驾驶技术,同时将部分私家车出行转向绿色公共交通或慢行交通实现,对商用车而言,更多需要借助多种运输方式之间的联合,提升低耗能低排放运输方式的比例;(2)降低汽车出行距离,实现方式与降低保有量水平基本一致;(3)降低单车能耗与排放,若仅考虑交通工具的直接排放,该部分则主要是指不断降低传统燃油车辆的能耗;(4)使用碳强度更低的燃料,如使用生物燃料,推广和应用新能源汽车,尤其是纯电动汽车和燃料电池汽车,这两类车辆在使用环节不产
23、生CO2以及污染物排放。情景设置及推演结果 为评估现有政策影响,分析广东省道路交通中长期减排潜力,研究设定了四种道路交通减排情景及与之相应的推演结果:(1)基准情景,在本研究中根据现有政策情况进行设置。该情景下,汽车电动化率水平、天然气等替代燃料车辆占比等均参照已有政策或行业目标,无具体参考的年份基于政策自然延续进行设定;(2)2060 净零排放情景,即在 2060 年使广东省道路交通碳排放达到净零状态;广东省道路交通区域车型深圳(第一梯队)广州(第二梯队)其他珠三角(第三梯队)非珠三角(第四梯队)商用车城市客车校车其他客车城市物流环卫车自卸车冷藏车普通货车其他专用车半挂牵引车乘用车出租车网约
24、车私人乘用车 4(3)2050 净零排放情景,即在 2050 年使广东省道路交通碳排放达到净零状态。该情景与 2060 净零排放情景均以最终减排目标作为情景设置依据,以此反向推演出新能源汽车渗透率指标发展。以上三个情景中,车辆保有量和 VKT 数据使用一致来源;(4)2050 优化净零排放情景,该情景是在 2050 年实现广东省道路交通净零排放的基础上,假设出行和运输结构将大幅优化调整,进而导致车辆整体保有量以及车辆行驶里程(VKT)相对其他三个情景有所降低(其他三个情景中暂不考虑出行及运输结构的大幅调整)。相对于 2050 净零排放情景,该情景下整体碳排放量更低且下降更快。摘要-表 1 研究
25、所设四种减排情景主要参数及分区域推演结果 2020 基准情景 2060 净零排放情景 2050 净零排放情景 2050 优化净零排放情景 交通需求与结构优化(2060 年)乘用车千人保有量,辆/千人 深圳 170 230 190 广州 132 260 205 其他珠三角 248 400 340 非珠三角 130 380 320 货运周转量,亿吨公里 深圳 2,014 3,873 广州 21,614 44,280 其他珠三角 2,416 5,126 非珠三角 1,530 4,610 公路货运周转量占比 深圳 22%20%14%广州 3%5%3%其他珠三角 27%28%20%非珠三角 57%58%
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