汽车、飞机、火车:交通运输的二氧化碳排放从何而来?

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Hydrogen and electric powered vehicles could be the answer to current emissions released by transport.Image: REUTERS/Denis Balibouse
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  • 研究显示,旅游行业的排放按交通方式划分的构成情况。

  • 道路车辆(包括货运和客运)造成74.5%的排放。

  • 据国际能源署统计,航空业占11.6%。

交通运输约占全球二氧化碳(CO2)排放的五分之一[若仅考虑能源领域的二氧化碳排放,则占24%]。1

这些排放如何细分?是汽车、卡车、飞机还是火车占主导地位?

下图显示了2018年全球交通运输排放情况。这些数据来源于来源于 国际能源署(IEA)。

公路运输占交通运输排放的四分之三。其中大部分来自客运车辆,即汽车和公交车,占45.1%。其余29.4%来自运送货物的卡车。

由于整个交通运输行业占总排放量的21%,而公路运输占交通运输排放的四分之三,因此公路运输占二氧化碳排放总量的15%。

尽管航空业在应对气候变化的讨论中往往最受关注,但其仅占交通运输排放的11.6%。每年排放的二氧化碳略低于10亿吨,约占全球排放总量的2.5%[我们将在即将发表的文章中更详细地探讨航空旅行在气候变化中所起的作用]。国际航运的排放量与此相近,占10.6%。

铁路客运和货运的排放量极低,仅占交通运输排放的1%。其他运输方式(主要指通过管道输送水、石油和天然气等物资)占2.2%。

道路车辆造成了74.5%的交通运输排放。Image: Our World in Data

迈向零碳交通:未来该行业的二氧化碳排放将如何变化?

随着全球人口增长、收入提高以及更多人负担得起汽车、火车和航班,预计未来几十年全球交通运输需求将持续增长。在国际能源署(IEA)的《能源技术展望》报告中,能源技术展望报告预测,到2070年,全球交通运输量(以客运周转量计)将翻一番,汽车保有率将提高60%,客运和货运航空需求将增至三倍。2 综合来看,这些因素将导致交通运输排放大幅增加。

但重大技术创新有助于抵消这一需求增长。随着世界逐步转向低碳电力来源,电动汽车的普及为减少客运车辆排放提供了可行的选择。

这一点在国际能源署的能源技术展望报告中得到了体现。报告中概述了其“可持续发展情景”,旨在到2070年实现全球能源领域的二氧化碳净零排放。在这一乐观情景下,交通运输行业各细分领域的路径在图中有所展示。

我们看到,借助电气化和氢能技术,部分细分领域可在数十年内实现脱碳。国际能源署的情景假设:摩托车排放将于2040年前淘汰;铁路于2050年前淘汰;小型卡车于2060年前淘汰;虽然汽车和公交车的排放要到2070年才能完全消除,但预计包括欧盟、美国、中国和日本在内的许多地区,最早将于2040年淘汰传统燃油车。

其他交通运输领域的脱碳难度将大得多。

在发表于《科学》杂志的一篇论文中,史蒂文·戴维斯及其同事研究了各行业为实现能源系统净零排放可采取的选择。3 他们指出,长途公路货运(大型卡车)、航空和航运尤其难以消除排放。氢气作为燃料,或以蓄电池电力驱动飞机、船舶和大型卡车,其潜力受到所需续航距离和动力的限制;电池或储氢燃料罐的体积和重量将远远大于当前的内燃机。远大于且重于当前的内燃机。4,5

因此,尽管在可视化情景中这些细分领域的排放下降了四分之三,但到2070年,它们仍将使交通运输成为能源相关排放的最大来源。要使整个能源行业实现净零排放,这些排放须通过其他能源系统环节的“负排放”(例如从生物能源或直接空气捕集中捕集并封存碳)加以抵消。

在国际能源署的净零情景中,近三分之二的减排量来自尚未实现商业化应用的技术。正如国际能源署所指出的,“未来半个世纪内减少交通运输领域的二氧化碳排放将是一项艰巨的任务。”6

国际能源署“可持续发展情景”下至2070年全球交通运输领域的二氧化碳排放。

在可持续发展情景下,二氧化碳排放可能下降的情况。Image: 国际能源署 2020
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