云南省城市营运柴油货车碳排放测度及空间分异特征_戢晓峰.pdf
《云南省城市营运柴油货车碳排放测度及空间分异特征_戢晓峰.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《云南省城市营运柴油货车碳排放测度及空间分异特征_戢晓峰.pdf(8页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 40 卷第 2 期2023 年 2 月公路交通科技Journal of Highway and Transportation esearch and DevelopmentVol.40No.2Feb 2023收稿日期:20220424基金项目:国家自然科学基金项目(71904068)作者简介:戢晓峰(1982),男,湖北随州人,博士,教授.(yiluxinshi )doi:10.3969/j.issn.10020268.2023.02.023云南省城市营运柴油货车碳排放测度及空间分异特征戢晓峰1,2,3,王娟1,2,3,陈方2,3,王艺霏1,普永明1,2,3(1.昆明理工大学交通工程学院,
2、云南昆明650504;2.云南省现代物流工程研究中心,云南昆明650504;3.云南综合交通发展与区域物流管理智库,云南昆明650504)摘要:为测算城市营运柴油货车碳排放,获取营运柴油货车碳排放空间分异特征及其影响因素,以云南省各城市营运柴油货车碳排放为研究对象,采用自上而下的交通运输碳排放方法测算出云南省营运柴油货车碳排放总量,利用空间自相关和 K 均值聚类算法分析了各城市营运柴油货车碳排放的总体变化、区域差异、时空格局和聚类特性。基于LMDI 方法对营运柴油货车碳排放影响因素进行分解,最终得出各影响因素对营运柴油货车碳排放影响效应的大小。结果表明:20162020 年云南省各城市营运柴油
3、货车碳排放总量呈现出先降后升的发展趋势,且形成了东高西低的排放格局;云南省各城市营运柴油货车碳排放在空间上存在明显的聚集特性,存在高值聚集和低值聚集,高值聚集一直分布于滇中城市群;低值聚集主要分布在云南省中西部地区,并逐渐向西部延伸;交通能源强度、单位周转能耗和交通运输强度对营运柴油货车碳排放起抑制作用;人均 GDP 和人口因素对营运柴油货车碳排放起促进作用。因此,转变经济发展方式,调节当前运输结构,充分挖掘运输资源潜能,根据各城市交通发展制订针对性的减排政策,有利于降低营运柴油货车碳排放总量。关键词:交通工程;空间分异特征;聚类分析;营运柴油货车;LMDI 方法中图分类号:U491.9,X7
4、34.2文献标识码:A文章编号:10020268(2023)02019008Carbon Emission Measurement and Spatial Differentiation Characteristics ofUrban Operating Diesel Trucks in Yunnan ProvinceJI Xiao-feng1,2,3,WANG Juan1,2,3,CHEN Fang2,3,WANG Yi-fei1,PU Yong-ming1,2,3(1 School of Traffic Engineering,Kunming University of Science a
5、nd Technology,Kunming Yunnan 650504,China;2 Yunnan Modern Logistics Engineering esearch Center,Kunming Yunnan 650504,China;3 Yunnan Integrated Transport Development and egional Logistics Management Think Tank,Kunming Yunnan 650504,China)Abstract:In order to measure the carbon emissions of operating
6、diesel trucks in cities and obtain the spatialdifferentiation characteristics and influencing factors of the carbon emissions of operating diesel trucks,takingthe carbon emissions of the operating diesel trucks in Yunnan Province as the research object,the totalcarbon emissions of operating diesel t
7、rucks in Yunnan Province is calculated by adopting the top-downtransport carbon emission method,the overall changes,regional differences,temporal and spatial patternsand clustering characteristics of the carbon emissions of operating diesel trucks in various cities in theprovince are analyzed by usi
8、ng spatial autocorrelation and K-means clustering algorithm.The factors affectingthe carbon emissions of operating diesel trucks are decomposed based on the LMDI method,and the effect ofeach influencing factor on the carbon emissions of operating diesel trucks is obtained at last.The result shows第 2
9、 期戢晓峰,等:云南省城市营运柴油货车碳排放测度及空间分异特征that(1)from 2016 to 2020,the total carbon emissions of the urban operating diesel trucks in YunnanProvince shows a development trend of first decreasing and then increasing,and forms a pattern of highemissions in the east and low emissions in the west;(2)the carbon emi
10、ssions from the urban operatingdiesel trucks in Yunnan Province have obvious spatial aggregation characteristics,including high-valueaggregation and low-value aggregation,and high-value aggregation is distributed in the urban agglomeration incentral Yunnan;(3)the low-value aggregation is mainly dist
11、ributed in the central and western regions ofYunnan Province,and gradually extends to the west;(4)transport energy intensity,unit turnover energyconsumption and transport intensity inhibit the carbon emissions of operating diesel trucks;(5)GDP percapita and population factor play the role in promoti
12、ng the carbon emissions of operating diesel trucks.Therefore,changing the mode of economic development,adjusting the current transport structure,fullytapping the potential of transport resources,and formulating targeted emission reduction policies according tothe transport development of each city w
13、ill help reduce the total carbon emissions of diesel trucks.Key words:traffic engineering;spatial differentiation characteristic;cluster analysis;operating dieseltruck;LMDI method0引言国家 绿色交通“十四五”发展规划提出,推动各种交通运输方式深度融合,进一步优化调节运输结构,推动大宗货物“公转铁、公转水”,中长距离运输时主要采用铁路、水路运输。目前,我国公路运输货运周转量占比接近 50%,公铁比为 2.5,而公路运输
14、中的中卡和重卡运输效率低、油耗高1。许康利等2 研究表明公路、铁路、民航运输碳排放量中,公路碳排放量占比较大,约占 82.7%。公路营运柴油货车尾气排放是城市大气颗粒物(PM)的主要来源之一,通常情况下占道路机动车大气颗粒物的 75%以上34,而黑碳(BC)是 PM 的主要核心结构,BC 占柴油车 PM 质量的 40%90%5。BC排放量有 8%来自柴油车,并且重型柴油车 BC 排放水平是汽油车的 40400 倍6,是引起大气环境质量的重要因素之一。在此背景下,开展营运柴油货车碳排放总量测度及时空分异影响因素研究,对于制订营运柴油货车碳减排政策意义重大。目前,已有研究主要集中于交通运输碳排放总
15、量测度78、配额分配9、时空分异1012 和碳排放影响因素1315 等方面。但对于营运柴油货车碳排放,相关学者主要将研究重点放在柴油货车碳减排政策、燃油消耗基本规律和道路平面设计要素对柴油货车碳排放的影响等方面进行研究。如贾术艳等16 运用生长曲线对货车保有量进行预测,指出只有加快货车节能技术和新能源货车的推广运用才能使营运货车的碳排放总量规模得到有效的抑制。曾勇等17 基于不同车速、里程、综合百公里基本油耗等参数,揭示了城市货车燃油消耗的基本规律。许金良等18 运用 MOVES 仿真模型研究碳排放变化规律,构建碳排放预测模型,并得出车辆产生高碳排放的主要路段为半径小于或等于 500 m 的圆
16、曲线半径。孙文圃等19 得出载重柴油货车高碳排放路段为高速公路上坡段,且坡度对碳排放的影响最大,坡长次之。显然,上述成果并未对营运柴油货车碳排放空间分异特征进行规律的总结。鉴于此,本研究测算 20162020 年云南省各城市营运柴油货车碳排放总量,采用莫兰指数和高低值聚类,结合 GIS 和 GeoDa 分析云南省各城市营运柴油货车碳排放的时空异质性,利用 LMDI 对碳排放影响因素进行分解,为碳减排政策的制定提供参考依据。1方法与数据1.1研究方法1.1.1交通运输碳排放测算IPCC 国家温室气体清单指南提出了国际上具有权威性的碳排放测算方法,IPCC“自上而下”的计算方法是根据交通运输工具所
17、使用的各种能源的总消耗量和碳排放系数来测算得到,计算公式为:C=afg,(1)式中,C 为碳排放量;a 为终端柴油消费量;f 为柴油折算为标准煤系数;g 为柴油的碳排放系数。1.1.2空间自相关分析碳排放空间自相关能够表示各城市营运柴油货车碳排放在空间上的分布特性和地区间的依赖性。识别城市营运柴油货车碳排放高值聚类与低值聚类191公路交通科技第 40 卷的空 间 分 布 规 律,用 Morans I 来表示,计算公式为:Ii=xi xs2ini=1,m1wim(xm x),(2)式中,xi和 xm分别为城市 i 与 m 的营运柴油货车碳排放总量;x为各城市营运柴油货车碳排放平均值;Si为城市
18、i 的碳排放与其平均值的偏差;wim为城市 i和 m 之间的空间权重;n 为城市数量。Moran s I 指数的值域位于 1,1 之间,I 值大于 0 表示正相关,且越接近 1,正相关性越强,研究对象在空间上呈聚集分布;I 值小于 0 表示负相关,且越接近1,负相关性越强,研究对象在空间上呈均匀分布;I 值等于 0 表示研究区间的各空间对象单元彼此之间相互独立。1.1.3聚类分析K 均值聚类算法是一种迭代求解的聚类分析算法,将城市分为 k 组,随机选取 k 个对象作为初始的聚类中心,然后计算每个对象与各初始聚类中心之间的距离,把各个对象回归于与之距离最近的聚类中心。将聚类后的聚类中心及分配给它
19、们的对象归为一个聚类,常用欧式距离来度量样本之间的距离 Djz。Djz=nk=1(sjk szk)槡2(j=1,2,;z=1,2,),(3)式中,Djz为城市 j 和 z 之间的距离;k 为组数,Sj和Sz为空间矢量点。1.1.4碳排放影响因素分解(1)交通运输碳排放影响因素表达方法Kaya 恒等式用来考察温室气体排放变化时的主要影响因素,将温室气体排放与能源、经济、人口等用数学关系式进行表达20。将 kaya 恒等式进行扩展,营运柴油货车碳排放影响因素表达为:C=afg=CaaTTTTGDPGDPP P(),(4)式中,a 为终端柴油消耗量;TT 为折算后营运柴油货车运输周转量;GDP 为省
20、内生产总值,反映经济发展水平;P 为人口数;C/a 为交通能源强度,即营运柴油货车单位能源消耗所释放碳排放量;a/TT 为单位周转能耗,即营运柴油货车总周转量单位能耗;TT/GDP 为交通运输强度,即单位 GDP 营运柴油货车运输总周转量;GDP/P 为人均生产总值,即 5 个影响因素:交通能源强度、单位周转能耗、交通运输强度、人均 GDP、人口。(2)交通运输碳排放影响因素分解 LMDI 模型通过对上述式(4)进行改进后,运用 LMDI 因素分解方法得到适用于交通运输碳排放影响因素分解模型,从基期到 t 期交通运输碳排放差值称为交通运输碳排放影响总效应如下:C0t=CtC0=A0t+T0t+
21、M0t+G0t+P0t,(5)式中,C0t为基准年到 t 年碳排放的总效应;Ct为第 t 年的碳排放量;C0为基准年的碳排放量。C0t由 5 个部分组成:A0t为基准年到 t 年的交通运输强度效应;T0t为基准年到 t 年的单位周转能耗效应;M0t为基准年到 t 年交通运输强度效应;G0t为基准年到 t 年的人均生产总值效应;P0t为基准年到 t 年的人口水平效应。根据 Zhang 等21 提出的 LMDI 法对公式进行无残差分解,得到影响因素作用效果计算式为:A0t=Ct C0ln Ct ln C0lnAtA0(),(6)T0t=Ct C0ln Ct ln C0lnTtT0(),(7)M0t
22、=Ct C0ln Ct ln C0lnMtM0(),(8)G0t=Ct C0ln Ct ln C0lnGtG0(),(9)P0t=Ct C0ln Ct ln C0lnPtP0(),(10)式中,At为第 t 年的交通运输强度;A0为基准年的交通运输强度;ln(At/A0)为第 t 年的交通运输强度相较于基准年的交通运输强度的对数比;分母 ln Ctln C0为第 t 年的碳排放量相较于基准年碳排放量的对数比例;分子 CtC0为第 t 年的碳排放量与基准年碳排放量的差值;Tt为第 t 年的单位周转能耗;T0为基准年的单位周转能耗;Mt为第 t 年的交通运输强度;M0为基准年的交通运输强度;Gt为
23、第 t 年的人均 GDP;G0为基准年人均 GDP;Pt为第 t 年的人口数,P0为基准年的人口数。根据上述式(6)(10)可得出碳排放影响因素效应,效应数值的大小表示该因素对营运柴油货车碳排放总量所构成的影响程度。当计算结果大于 0时,表示该因素对营运柴油货车碳排放有促进作用;当计算结果小于 0 时,表示该因素对营运柴油货车291第 2 期戢晓峰,等:云南省城市营运柴油货车碳排放测度及空间分异特征碳排放有抑制作用,且绝对值越大影响效果越强。1.2研究区域及数据来源1.2.1研究区域以云南省为研究区域,考虑数据的可得性,将除去西双版纳和怒江之外的 14 个城市作为具体研究区域。1.2.2数据来
24、源由于目前的能源统计制度导致各城市、县域的交通运输碳排放实际数据较为匮乏,故交通能源消耗数据和营运柴油货车周转量数据来自云南省交通运输行业管理部门。为保证公路运输燃料消耗数据采集的科学性和准确性,依据 公路运输能源消耗统计及分析方法(GB/T213932008)中提出的抽样调查方法,对营运柴油货车燃料消耗量进行统计调查。首先,按照云南省各城市边界线划分为各调查区域;其次,优先选取各调查区域内的本地公路运输企业作为样本量;最后,建立车辆信息记录表,记录企业车辆的基本使用情况和能耗情况,对各调查区域内所有企业的能源消耗量进行统计。根据此方法得到的能源消耗量更能反映各城市营运柴油货车能源消耗的真实性
25、。在碳排放系数确定标准上,本研究选取 IPCC 作为标准(见表 1),各城市人口规模、地区生产总值和三次产业所占比重来自云南省各城市国民经济和社会发展公报,其他数据来自云南省统计年鉴。表 1柴油折算为标准煤系数及碳排放参考系数Tab.1Convert diesel oil into standard coal coefficient andcarbon emission reference coefficient能源名称折标准煤系数/(kgcekg1)二氧化碳排放系数/(kg-co2kg1)柴油1.457 13.095 92结果与分析2.1营运柴油货车碳排放根据式(1)计算得到云南各城市营运柴
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 云南省 城市 营运 柴油 货车 排放 测度 空间 特征 戢晓峰
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。