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大咖科普 | 马万经:怎样实现“低碳交通”?
  发表时间:2023-06-07    阅读次数:


大咖揭秘系列五

怎样实现“低碳交通”?

在2023年科技节期间,科普继续,紧密围绕着“低碳”热点,一起来探索怎样实现“低碳交通”——

本期是大咖揭秘系列第五期,主题为《怎样实现“低碳交通”?》,让我们一起来看看特邀嘉宾是怎么解答的吧!

① 低碳为什么要在交通中“下手”?

② 简单又低碳的“135”交通出行是什么?

③ 如果开燃油汽车出行,怎样更省油低碳?

④ 电动汽车是真的更加低碳环保吗?

Q

1、低碳为什么要在交通中“下手”?

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提到为什么要低碳,大家一定会联想到温室效应,而人类活动无疑是引起全球变暖的重要因素。2023年3月联合国政府间气候变化专门委员会发布的报告指出,较1850年相比短期内全球温升很可能达到或突破1.5℃,对于温度来说这是一个很大的数字,海平面、山区冰川、许多物种的命运都与之息息相关。但我们并非束手无策、“坐以待毙”, 我们所处的时期正是决定未来变暖趋势的关键时期,一切取决于我们的选择和行动。


       


         

图1 2030碳达峰,2060碳中和

在“碳达峰、碳中和”升级为国家战略的背景下,《交通强国建设纲要》、《国家综合立体交通网规划纲要》作为纲领性文件对低碳交通发展也都做出了重要指示。从全球来看,与能源相关的二氧化碳排放量每年有约25%来自交通运输,其中一半以上来自与我们最紧密的城市道路交通,且在近年来呈现快速增长的态势。我国未来一段时期内交通需求总量仍可能呈增长趋势,低碳减排将面临着艰巨的挑战。


         

图2 全球二氧化碳排放主要构成

在交通领域,对环境保护和人类健康的关注由来已久,从“可持续交通”理念发展到“生态交通”的概念,再到较为成熟的“绿色交通”的提出,随着概念内涵不断被丰富,经过沉淀形成如今的“低碳交通”。低碳交通与绿色交通理念一脉相承,除了以推动公共交通优先发展、鼓励慢行交通等为核心,低碳交通又进一步强调采取的具体交通措施,关注措施实施前后带来的减排效益,通过计算交通方式的“碳足迹”,度量某次交通活动产生的直接或间接的碳排放量及其对自然界产生的影响,确定低碳交通的评价体系,同时也关注交通状况的改善程度。由此可见,交通行业对于低碳环保的关注焦点与理念站位在不断升级转变,它事关个体健康,也事关全球命运。


         

图3 低碳交通,绿色出行

Q

2、简单又低碳的“135”交通出行是什么?

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“135”交通出行,即鼓励1公里内步行,3公里内自行车骑行,5公里内选择公交、地铁等公共交通工具,做到少开车、少燃油。如果我们能践行这个原则,一个人日积月累都会产生显著的减排效果。


         

图4 低碳的“135”交通出行

“1”公里内步行,健康又环保。用步行代替驾车,每百公里可减排二氧化碳约20.1千克。1公里视不同路面、行走速度等差异平均只需花费10-15分钟,且无需考虑“停车难”问题,又有增强肌肉力量、放松身心、增强记忆力、增强心脏功能等益处,零成本践行低碳的同时又能强身健体。

“3”公里内自行车骑行,灵活又方便。骑自行车同样不产生碳排放,骑行代替驾车出行,每百公里也可减排二氧化碳约20.1千克。3公里视不同交通场景、骑行速度等差异平均只需花费10-20分钟,距离不至于使人疲惫,行程时间上也并不比驾车出行慢多少。有些城市在早晚高峰时,甚至10公里的距离骑行都会快于驾车出行到达目的地,由此可见,骑行不仅低碳,有时甚至更加高效。当有较多的出行者都由非必要驾车转向骑行时,也能进一步降低堵车带来的额外碳排放。


         

图5 多骑行,避开+改善堵车,降低碳排放

“5”公里内选择公交车和地铁等公共交通工具。据统计,常规的燃油小汽车平均每运送一名乘客的耗油量相当于公交车的4.5倍。坐公交车代替驾车出行,每百公里可减排二氧化碳约16.7千克。假设一个人每次约5公里距离的行程都由驾驶小汽车改为坐公交,坚持20次就可以轻松实现减排16.7千克。

如果全国有2000万家庭每年按以上“135”原则各出行100公里,一年可减排二氧化碳约114万吨。与此同时,共享单车、电动车的推广也为人们提供了更加丰富的出行选择。据交通运输部公开信息显示,2022年共享单车日均订单量达到3300余万单。网约拼车、共享租车、共享电动汽车等新兴出行模式的受众群也在不断扩大。共享出行近年来的发展有效成为公共交通方式的补充,同时也引领了低碳生活新风尚。


         

图6 共享出行,助力低碳

Q

3、如果开燃油汽车出行,怎样更省油低碳?

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虽然低碳提倡尽量少开私家车出行,但是完全不开也是不现实的,如果家里是燃油小汽车,养成良好的驾驶习惯也可以有效减少汽车油耗,降低碳排放。

(1)不长时间热车。发动机未处在最佳工作状态时燃油燃烧不充分,热车时间过长会加剧车辆积碳。发动机积碳过多在行驶时同样会导致燃烧不充分、动力降低、增加油耗和排放。

(2)不猛踩油门。猛加油会大幅增加汽车的油耗,应尽可能保持匀速行驶。必要时可提高速度行驶,适当提高换挡时的转速,利用空气清洗吸气管,减少积碳,同时注意不长时间低速行驶。

(3)尽量避免在早晚高峰或节假日高峰行驶到繁忙路段。不断走走停停会加大油耗,增大排放。

(4)不长时间怠速。长时间怠速会加剧积碳,遇到较严重堵车时可关掉发动机,同时不在怠速空转时开空调,此时开空调无异于“火上浇油”。

(5)避免频繁打火熄火。许多车主有遇到红灯就直接熄火的习惯,也有些车主会踩刹车直到信号灯变绿。两种方法没有完全的对或错,但过于频繁打火、熄火做法却会加剧车辆积碳。


         

图7 车辆积碳过多,增加排放

除了平时养成可以助力低碳的驾驶习惯,养成科学合理的爱车养车习惯也能节能减排。

(1)使用良好的机油、燃油。良好的机油有清洁积碳或减少发动机积碳产生的作用,同样燃油过于劣质也会加剧积碳。

(2)及时更换空气滤清器、保持合适胎压、定期清洗节气门等。车况不良会导致油耗增加,定期维护爱车,每辆车每年可减少油耗约180升,减排二氧化碳约400千克。

(3)避免在一天中的10时至16时阳光照射的高温时段加油。这样可以有效减少挥发性有机物的排放,有些地区也推出了晚间8点到早上6点期间加油优惠的政策来鼓励大家晚上加油。


         

图8 多地倡议夜间加油,助力低碳

Q

4、电动汽车是真的更加低碳环保吗?

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图9 新能源汽车主要类型

纯电动汽车在行驶过程中不使用化石燃料,不会直接产生碳排放,从这一点看它似乎实现了“零排放”,那么就会有人意识到,与充电过程相关的发电环节会产生碳排放,把这个因素考虑进来再和燃油汽车相比呢?

依据市场上具有代表性且级别相近的电动汽车和燃油汽车车型的参数,即使忽略国内以及全球零排放的清洁电力占总电力已达三成以上的事实,假设发电100%来自于燃烧煤炭,电动汽车碳排放依然显著更低。此外,即使仅考虑火力发电,发电效率也可稳定在40%以上,热电联产综合效率则更高,而燃油汽车的发动机热效率正常行驶的工况下大概仅可达到30%以下。从这些方面来看,电动汽车更加低碳是显而易见的

那么或许还会有听过“生产一台电动汽车产生的碳排放要大大高于生产一台燃油汽车”的说法,这又是真的吗?


         

图10 新能源汽车全生命周期

的确从全生命周期进行评价更加全面,电动汽车的制造环节产生的碳排放以目前普遍采用的技术的确比传统燃油汽车高约30%-50%,高出的部分主要是来自于制造电池。但一方面,针对电动汽车,无论是最初制造环节还是使用充电环节,碳排放的一大特点就是集中产生、集中处理、可降低排放和对环境的危害,而道路上的燃油汽车行驶时产生的碳排放和各种有害尾气是分布式的,无论从对环境和生活影响的角度还是从可处理性的角度,都远不如电动汽车低碳环保。另一方面,随着全球电力清洁化的发展,电动汽车的全生命周期碳排放将继续降低,而依赖于化石燃料的燃油汽车降低碳排放的潜力却十分有限。

此外,电动汽车还有许多其他优势。比如新兴的V2G技术,即让电动汽车给电网送电,可以让电动汽车成为缓解电网效率低以及可再生能源波动问题的一大手段,同时还可为用户创造收益,甚至也可以利用电动汽车向家庭放电满足一些日常需求。电动汽车还有很大的发展潜力等待挖掘。


         

图11 V2G技术

毋庸置疑的是,电动汽车的确更加低碳环保,发展新能源汽车已成为一种共识,它对环境保护产生的积极影响也一定会随着技术更加成熟和全面推广而日益凸显出来。



揭秘嘉宾


马万经

同济大学长聘教授,交通运输工程学院党委书记、上海临港同济大学智慧科技研究院院长。主要研究交通管控与服务、车路协同和共享交通。伊利诺伊大学香槟分校、亚利桑那大学和香港科技大学访问学者。国家四部委“城市道路交通文明畅通提升行动计划”专家组专家、全国道路交通管理标准化技术委员会委员、美国TRB 交通信号控制系统委员会委员,WCTRS智能交通委员会委员。

先后获评国家自然科学基金委优秀青年基金、上海市优秀学术带头人、上海市曙光学者、十佳全国公路优秀科技工作者和Elsevier中国高被引学者等。近年来主持国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划课题等多项课题,发表论文100余篇。获国家教学成果二等奖、宝钢优秀教师奖、上海市育才奖、上海市科技进步一等奖等奖励多项。