引言

为应对温室气体排放加剧全球气候变化危机，世界范围内正在经历一场经济和社会发展方式的变革，以低能耗、低排放、低污染为基础的低碳经济成为国际社会的普遍共识^[1]。世界各国纷纷聚焦产业、技术和市场，尝试通过优化产业结构、调整能源结构、提高能源效率、开展碳排放权交易等政策措施，控制和减少温室气体排放，探索经济发展的低碳转型路径^[2]。然而，随着城市化进程的不断推进和居民生活水平的日益提高，生活碳排放呈现出快速增长的态势，逐渐成为城市能源消耗和碳排放增长的重要领域之一^[3]，以城市居民为主体的温室气体减排政策措施也日益受到各界的重视，其中以惠及公众为宗旨的碳普惠制备受关注^[4]。

碳普惠制指对社会公众的节能降碳行为产生的减碳量进行量化，以碳币形式对减碳量赋值，并建立起以商业激励、政策鼓励和交易激励相结合的正向引导机制^[5]，是一种以城市居民为主体的温室气体自愿减排机制，由低碳行为的减碳量核算、碳币赋值、碳币流通和交易等环节构成。推广碳普惠制，有利于调动全社会践行绿色低碳行为的积极性，树立低碳、节约、绿色、环保的消费观念和生活理念，加快形成政府引导、市场主导、全社会共同参与的低碳社会建设新格局。2015年7月，广东省发改委印发《广东省碳普惠制试点工作实施方案》，正式启动碳普惠制试点，是我国针对公众碳减排的首次创新机制尝试。2016年1月，广州等6个城市成为广东省首批碳普惠制试点城市，开展碳普惠制建设探索。

碳普惠制涉及的低碳行为涵盖了交通、建筑和生活等多个方面^[6]，其中以公共交通出行的市民为普惠对象的交通领域碳普惠被认为是推行难度最小、惠及面最广的普惠领域。地铁作为城市公共交通系统的重要组成部分，由于其速度快、运量大、污染小等特点，被认为是提高运输效率、缓解交通拥堵、实现节能减排的重要途径，成为众多城市公共交通建设的热点。以我国为例，目前已有22个城市开通了地铁，运营里程达到2764 km ^[7]，2015年全国地铁日均客运量已超过3700万人次^[8]，预计到2020年全国拥有地铁的城市将达到50个，运输规模将达到6000 km ^[9]。在构建全民参与的低碳社会建设新格局背景下，将乘坐地铁出行作为低碳行为纳入碳普惠制，核算市民乘坐地铁出行的减碳量，并通过碳币等方式对其进行奖励，将有利于鼓励市民选择低碳的交通方式出行，减少小汽车出行比例，是建设全民参与型低碳社会的重要探索。

要将地铁出行纳入碳普惠制，首先需要对市民乘坐地铁出行的减碳量进行核算。目前，对于地铁系统碳排放的研究主要侧重于地铁建设期间的碳排放计算^[10]；低碳技术在地铁系统中的应用^[11]；地铁可达性对居民出行碳排放的影响^[12]；以及将地铁作为出行模式之一，分析居民出行碳排放的驱动因素和影响机制^[13]等方面。然而，关于市民乘坐地铁出行减碳量核算的研究较少。谢鸿宇等^[14]从列车牵引用电和地铁站场用电两方面计算了2008年深圳地铁的碳排放量，并与公交车、出租车和香港地铁进行比较，但未能提出地铁出行减碳量计算的方法。韩江等^[15]依据CCER方法学CM-028-V01“快速公交项目”，估算了北京地铁16号线将产生的CCER减排量，但侧重于地铁项目碳资产的开发，未对个体碳排放进行核算，无法满足碳普惠制的需求。本文将在已有研究基础上，结合碳普惠制的宗旨和我国公共交通的实际情况，探索碳普惠制下市民乘坐地铁出行减碳量的核算方法，以期为碳普惠制的建设和实施提供参考依据。

1 资料与方法

根据碳普惠制的定义，碳普惠制下经核准的减碳量将以碳币的形式在碳币交易系统进行交易，最终用于抵消个人、机关、企事业单位在生活、工作和生产过程中产生的碳排放，属于自愿碳减排的范畴。目前，我国已经公布了192个备案的中国核证减排量(CCER)方法学，交通运输行业开发成碳减排指标项目的CCER方法学12个，其中CM-028-V01“快速公交项目”方法学适用于针对公共快速交通系统的建立和运营的项目活动，包括地铁或城铁等轨道交通项目。因此，碳普惠制下市民乘坐地铁出行减碳量的核算可以借鉴该方法学，并结合碳普惠制的需求和我国交通数据的可获得性进行改进。

依据CM-028-V01方法学，碳普惠制下市民乘坐地铁出行减碳量的核算需要包括基准线排放计算、低碳行为排放计算和减排量计算3个步骤。

1.1 基准线排放计算 1.1.1 基准线情景的设定

基准线情景的设定是基准线排放计算的关键，直接关系到碳减排量核算的合理性。参考CM-028-V01方法学以及我国城市客运交通现状，本研究提出了两种基准线情景的设定方法。

(1) 替代法，即市民在没有地铁系统时为实现出行目的选择其他不同交通方式出行时产生的碳排放，如公交车、出租车、私人小汽车、大巴车、电动自行车等。该方法主要参考CCER方法学CM-028-V01“快速公交项目(第3.0版)”设计，其难点在于替代出行模式的确定，一般通过问卷调查、专家意见咨询等方式获得。

(2) 均值法，即以目前城市客运交通产生的碳排放量以及单位人次出行碳排放的平均值为基准线排放的方法，出行方式一般包括地铁、公交车、出租车、私人小汽车、大巴车等。该方法以城市客运交通排放现状为基准，一般需要通过交通运输管理部门和企业调研获得。

1.1.2 基准线情景下各种交通工具排放因子的确定

根据交通工具能耗数据单位的不同，其排放因子的计算方法大体可以分为两种。

(1) 道路交通系统交通工具排放因子计算

$ {E_{{\rm{km}},i}} = {S_{x,i}} \times {E_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_2},x}}。$

(1)

其中：E_km,i为交通工具i的排放因子，即行驶每公里距离的CO₂排放量(kg CO₂/km)；S_x,i为交通工具i对燃料类型x的消耗率(L/km，kW·h/km，kg/km，m³/km)；E_CO,x为燃料类型x的CO₂排放因子(kg CO₂/L，kg CO₂/(kW·h)，kg CO₂/kg，kg CO₂/m³)；i为道路交通工具类型，如公交车、出租车、私人小汽车、大巴车或电动自行车。

(2) 轨道交通系统交通工具排放因子计算

$ {E_{{\rm{km}},j}} = {S_{x,j}} \times {E_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_2},x}}。$

(2)

其中：E_km,j为轨道交通工具运输每人每公里的排放量(kg CO₂/(人·km))；S_x,j为轨道交通工具对燃料类型x的消耗率(kW·h/(人·km))；E_CO,x为燃料类型x的CO₂排放因子(kg CO₂/(kW·h))；j为轨道交通工具类型，如地铁、城铁等。

1.1.3 基准线情景下平均每人次出行碳排放量的计算

由于碳普惠制是鼓励大众低碳行为的激励机制，市民乘坐地铁出行低碳行为的基准线情景碳排放应计算平均每人次出行的碳排放量。

$ {E_\rm{B}} = \sum {({E_{{\rm{km}},i}} \times {D_i} \times {N_i}) + } {E_{{\rm{km}},j}} \times {Q_j}, $

(3)

$ {E_{\rm{B},P}} = \frac{{{E_\rm{B}}}}{P}。$

(4)

其中：E_B为基准线情景下项目的年排放总量(kg CO₂)；E_km,i为道路交通工具i的排放因子(kg CO₂/km)；D_i为道路交通工具i的年运输距离（km）；N_i为道路交通工具i的数量(辆)，替代法中可根据地铁系统的客运量以及不同交通工具承担的客运量比例和运输水平(平均每班次的载客量、平均每天的运营班次等)计算得到，均值法中则为城市主要机动化出行方式各种交通工具的实际数量；i为道路交通工具类型，如公交车、出租车、私人小汽车、大巴车或电动自行车等；Q_j为轨道交通工具的年客运周转量(人·km)，采用替代法计算时取0，即不计算；j为轨道交通工具类型，如地铁、城铁等；E_B,P为基准线情景下平均每个乘客每次出行产生的排放量(kg CO₂/人次)；P为客运量(人次)，采用替代法计算时为项目中地铁系统的年客运量，采用均值法计算时为项目中涵盖的各种出行方式的年客运量之和。

1.2 低碳行为排放计算

市民乘坐地铁出行低碳行为的碳排放为地铁系统在运行过程中产生的碳排放，需要根据地铁项目的客运量计算平均每人次地铁出行的碳排放量。

$ {E_\rm{C}} = {S_{x,\rm{k}}} \times {Q_{\rm{k}}} \times {E_{{\rm{C}}{{\rm{O}}_2},x}}, $

(5)

$ {E_{\rm{C},P}} = \frac{{{E_\rm{C}}}}{P} $

(6)

其中：E_C为项目中地铁系统的年排放总量(kg CO₂)；S_x,k为地铁对燃料类型x的消耗率(L/(人·km)，kW·h/(人·km)，kg/(人·km)，m³/(人·km)）；Q_k为项目中地铁的年客运周转量(人·km)；E_CO2,x为燃料类型x的CO₂排放因子（kg CO₂/L，kg CO₂/(kW·h)，kg CO₂/kg，kg CO₂/m³)；E_C,P为平均每个乘客单次乘坐地铁系统产生的排放量(kg CO₂/人次)；P为项目中地铁系统的年客运量(人次)；k为地铁。

1.3 减碳量计算

根据基准线排放以及低碳行为排放计算市民乘坐地铁出行低碳行为的碳减排量，包括平均每人次乘坐地铁出行产生的减碳量和地铁项目的年减排总量。

$ {E_{{\rm{R}},P}}={E_{{\rm{B}},P}}-{E_{{\rm{C}},P}}, $

(7)

$ {E_\rm{R}}={E_{{\rm{R}},P}} \times P。$

(8)

其中：E_R,P为平均每位乘客单次乘坐地铁出行产生的碳减排量(kg CO₂/人次)；E_B,P为基准线情景下平均每个乘客每次出行产生的碳排放量(kg CO₂/人次)；E_C,P为平均每个乘客单次乘坐地铁出行产生的碳排放量(kg CO₂ /人次)；E_R为项目的年减排总量(kg CO₂)；P为项目中地铁系统的年客运量(人次)。

1.4 数据资料

(1) 替代法基准情景下的替代出行模式。在没有地铁系统时乘客最有可能选择的城市交通出行模式以及各种出行模式承担的客运量比例，一般需要开展大样本的问卷调查。问卷内容包括乘坐地铁出行的目的、出行距离、没有地铁情况下将选择的替代出行方式等，调查范围应覆盖城市全部地铁线路，调查时间应包括高峰时段和低谷时段。以广州为例，为了获得地铁系统的替代出行模型，于2016年6月20—26日在广州地铁公园前站、广州东站、燕塘站、体育西路站、客村站、广州火车站、海珠广州站、区庄站、昌岗站和车陂南站等10个站点开展了问卷调查。共发放问卷800份，其中有效问卷723份，有效问卷率达到90%，有效问卷中有68%为高峰期时段开展的。根据问卷调查的结果，如果没有地铁系统，目前广州市乘坐地铁出行的乘客将有55%选择公交车出行，15%选择出租车出行，25%选择私人小汽车出行，4%选择大巴车出行，1%选择电动自行车出行。与广州市公共交通出行和私人小汽车出行为主的机动化出行特征基本一致，可以作为替代法基准情景下广州市地铁系统的替代出行模式。

(2) 均值法基准情景下的城市出行模式。目标城市机动化出行模式现状以及各种交通工具的数量，一般通过交通运输管理部门和企业调研获得。广州市的机动化出行模式和各种交通工具的数量主要参考《广州统计年鉴》以及《广州城市交通运行报告》。

(3) 各种交通工具的燃料消耗率。目标城市各种出行方式的燃料类型及单位能耗一般通过调研运营公司或通过查阅文献、报告等方式获得。对广州市而言，公交车、出租车、大巴车的百公里能耗通过企业调研获得，且替代法中公交车和出租车选择占比最大的液化石油气(LPG)车型为代表。私人小汽车通过查询工信部“轻型汽车燃料消耗量通告”中不同车型的综合油耗获得，并取其平均值。电动自行车通过调查不同品牌产品的百公里电耗获得，并取其平均值。地铁的单位人公里综合能耗从地铁公司《广州地铁2015年社会责任报告》中获得。

(4) 各种交通工具的运输水平数据。包括各种交通工具的日均营运班次、每班次的平均客运量、年行驶里程等，一般通过调研运营公司和车主或通过查阅文献、报告等方式获得。

(5) 各种能源的排放因子数据。汽油、柴油、液化石油气(LPG)、液化天然气(LNG)的CO₂排放因子主要参考《广东省企业(单位)二氧化碳排放信息报告指南》^[16]中提供的燃料燃烧直接排放与间接排放的排放因子参考值。电力的排放因子主要参考文献[17]中提供的广东电网平均二氧化碳排放因子。

2 广州市民乘坐地铁出行减碳量核算结果及分析 2.1 基准线排放量结果

(1) 替代法基准情景排放。根据乘客问卷调查的结果，本文设置广州市如果没有地铁系统，现有地铁系统客运量的55%将由公交车提供，15%由出租车提供，25%由私人小汽车提供，4%由大巴车提供，1%由电动自行车提供。结合不同交通工具的运输水平，相当于7128辆公交车、9891辆出租车、329700辆私人小汽车、2198辆大巴车以及21980辆电动自行车的运力。根据公式(1)~(4)和变量数据(表 1)，计算得到替代法基准情景下，出行碳排放量约为0.8142 kg CO₂/人次(表 2)。

(2) 均值法基准情景排放。根据《广州统计年鉴》以及《广州城市交通运行报告》，广州市目前的机动车出行模式包括地铁、公交车、渡轮、出租车、私人小汽车和大巴车，其中渡轮所占比例较小，2015年广州市渡轮的客运量仅占全市公共交通出行客运量的0.36%，明显低于其他公共交通出行方式，可忽略不计。根据2015年广州市各种交通工具的数量以及运输水平(表 1)，计算得到均值法基准情景下广州市出行碳排放量约为0.7878 kg CO₂/人次(表 2)。

2.2 低碳行为排放量结果

根据广州市地铁公司提供的年客运量、客运周转量以及单位人公里综合能耗数据，结合公式(5)~(6)，计算得到2015年广州市地铁系统的年排放量约为65.53万t CO₂，平均每人次出行碳排放量约为0.2723 kg CO₂/人次(表 3)。

2.3 碳普惠制下市民乘坐地铁出行减碳量

根据公式(7)~(8)得到，替代法下目前广州市民乘坐地铁出行的减碳量约为0.5419 kg CO₂/人次，均值法下约为0.5155 kg CO₂/人次，如果按2015年广州市地铁系统的客运量计算，替代法和均值法下全市地铁系统的年减碳量分别约为130万t CO₂和124万t CO₂ (表 4)。

按照目前广州市初步确定的交通领域低碳行为减碳量折算碳币规则，地铁出行低碳行为产生的每千克减碳量可折算1个碳币计算，广州市民平均每乘坐2次地铁即可获得1个碳币。如果乘坐地铁的市民有80% ^①参与碳普惠制，其每年产生的减碳量约可折算10亿个碳币。

① 根据对广州市地铁公司的调研，利用羊城通方式支付地铁费用的比例约为80% ~ 85%。

对比两种基准线情景下市民乘坐地铁出行的碳减排量，可以看到采用两种方法对广州市民乘坐地铁出行减碳量的计算结果基本一致。其中，均值法基准线情景下广州市民乘坐地铁出行的减碳量略低于替代法，这主要是因为替代法的基准线情景是假设地铁系统不存在的情况下，以其他出行方式替代地铁出行。替代出行方式中，公交车、出租车、私人小汽车、大巴车的单位排放因子均明显高于地铁，仅电动自行车的单位排放因子略低，但由于其承担的客运量比例较小，对减排量的影响不大。而均值法将包括地铁在内的城市机动化出行方式产生的碳排放现状作为基准线排放，且地铁在城市客运中承担的客运量比例较大，直接影响着基准线情景的排放。

此外，就基准线情景的两种方法而言，替代法主要参考了CCER方法学CM-028-V01“快速公交项目(第3.0版)”设计，按照CDM方法学惯例，通过大样本的问卷调查等方式尽可能合理地设定地铁的替代出行模式，具有一定的理论基础，但在实际操作过程中，替代出行模式的确定受被调查对象的主观影响较大，加之该方法以不存在地铁系统的假设为基础，如何判断替代出行模式的合理性是该方法研究中的难点。相比较而言，均值法以城市现有的机动化出行模式为基准线，通过收集准确的交通出行现状数据来计算基准线排放，较少受到人为因素的干扰，具有一定的客观性，且原理相对简单，便于大众理解和宣传。通过对比两种方法，并结合碳普惠制的需求以及我国交通数据的可获得性，本文认为采用均值法设定基准线排放更适合于计算碳普惠制下市民乘坐地铁出行的碳减排量。

3 结论和讨论

碳普惠制是一种以城市居民为主体的温室气体自愿减排机制。将乘坐地铁出行作为低碳行为纳入碳普惠制，将有利于鼓励市民选择低碳的交通方式出行，是构建城市低碳交通的有效探索。本文在参考CCER方法学的基础上，结合我国交通数据的可获得性以及碳普惠制的宗旨和需求，提出了两种市民乘坐地铁出行减碳量的核算方法，并以广州市为例，计算了2015年广州市民乘坐地铁出行的减碳量，得出如下主要结论。

(1) 通过对广州市10个地铁站点的乘客问卷调查，设定替代法下广州市民乘坐地铁出行低碳行为的基准线情景为如果没有地铁系统，现有地铁系统客运量的55%将由公交车提供，15%由出租车提供，25%由私人小汽车提供，4%由大巴车提供，1%由电动自行车提供。均值法下广州市民乘坐地铁出行低碳行为基准线情景涵盖的出行方式包括地铁、公交车、出租车、私人小汽车和大巴车。

(2) 替代法下目前广州市民乘坐地铁出行的减碳量约为0.5419 kg CO₂/人次，均值法下约为0.5155 kg CO₂/人次，如果按2015年广州市地铁系统的客运量计算，替代法和均值法下全市地铁系统的年减碳量分别约为130万t CO₂和124万t CO₂。按照广州市初步确定的交通领域低碳行为减碳量折算碳币规则，广州市民平均每乘坐2次地铁即可获得1个碳币。

(3) 均值法基准线情景下广州市民乘坐地铁出行的减碳量略低于替代法，这主要是因为替代法的基准线情景中所涵盖的主要替代出行方式的单位排放因子均明显高于地铁，而均值法基准情景中涵盖了单位排放因子较低的地铁，且其承担的客运量比例较大。

(4) 对比两种方法，替代法主要参考已有的CCER方法学设计，具有一定的理论基础，但在实际操作过程中，替代出行模式的确定受被调查对象的主观影响较大，难以判断替代出行模式的合理性；均值法以城市现有的机动化出行模式为基准线，较少受到人为因素的干扰，具有一定的客观性，且原理相对简单，便于大众理解和宣传。综合考虑碳普惠制的需求以及我国交通数据的可获得性，本文认为采用均值法设定基准线排放更适合于计算碳普惠制下市民乘坐地铁出行的碳减排量。

(5) 以公众低碳行为为对象的碳普惠制需要核算以个人为单位的低碳行为碳减排量，并通过商业激励等方式对个人进行奖励，调动公众践行绿色低碳行为的积极性。根据碳普惠制的需求以及我国交通数据的可获得性，文章提出了两种市民乘坐地铁出行低碳行为减碳量的核算方法，并以广州市为案例探讨了两种方法的优缺点。但是，由于交通运输碳排放的影响因素较为复杂，本研究的方法还需要进一步改善和提高。如研究中各种交通工具的燃料消耗率均选取平均值为代表，但在实际生活中不同型号交通工具的燃料消耗率差异较大，在进一步研究中还需要细化。此外，出行距离是影响个人地铁碳排放的主要因素之一，但由于受数据的限制，目前仅选择以人次为单位进行简单计量，如何将距离因素引入核算方法也是今后研究的方向之一。