吴慧玲，陈亚杰，葛世伦
（1.江苏科技大学经济管理学院，江苏 镇江 212100；
2.上海船舶设备研究所，江苏 镇江 212003）
根据国际海事组织（International Maritime Organization，IMO）预测，若所有船只继续使用传统化石燃料，到20世纪中期，航运的温室气体排放将会继续增长50%～250%，甚至占到世界温室气体总排放量的17%[1]。作为航运大国，中国90%以上的外贸货运量通过海运完成[2]，52%以上的货物运输周转量通过水路运输完成。中国水路运输产生的温室气体主要有CO2、NOx、CO、NMVOC、SO2和PM。其中，CO2排放占比居于首位，占比约95%。因此，本文的碳排放仅涵盖温室气体中的CO2。
LMDI 分解法[3]在交通运输业碳排放驱动因素分析中得到了广泛应用。目前关于水路货运碳排放驱动因素分析主要集中于中国国际海洋运输，缺乏对我国内河及沿海水路运输碳排放驱动因素的分析，缺少对各水路运输方式碳排放驱动因素的对比分析。
本文采用 LMDI 分解法将碳排放变化分解为碳排放强度效应、规模效应、经济效应及人口效应四个驱动因素，分别探讨四种驱动因素对于中国水路运输及内河、沿海、远洋三种运输方式碳排放的影响，探讨驱动因素贡献度的变化及其变化的原因。本文有助于揭示碳排放变动的原因，进而了解如何控制中国水路运输的碳排放，为水路运输的碳减排提供借鉴思路。依据研究结果提出的建议有助于中国水路运输节能减排。
1.1 水路运输碳排放分解模型
本文涉及的能源仅船用重燃油（HFO）和船用轻柴油（MGO），故在KAYA 模型基础上，采用LMDI 分解法将水路运输碳排放的驱动因素扩展为：
其中：EK、GK和PK分别表示第k 种水运输方式的碳排放量（万吨）、产业增加值（亿元）和从业人数（人）。EZK为碳排放强度效应，表示第k 种水路运输方式下单位货物周转量的碳排放强度；
ZGK为规模效应，表示第k 种水路运输方式下单位交通运输业产业增加值的货物周转量；
GPK为经济效应，表示第k 种水路运输方式下单位交通运输从业者的交通运输业增加值；
PK为人口效应，表示第k 种水路运输方式下交通运输从业者。
依据Ang 等[4]提出的LMDI 分解法对公式进行无残差分解，从基期到t 期水路运输碳排放差值称为总效应。
1.2 数据来源
本文中2005—2020年中 国水路运输三种运输方式的运输周转量取自历年《公路水路交通运输行业发展统计公报》，缺失的2020年沿海和远洋水路运输周转量的数据，依据货物周转量与经济发展程度关联紧密进行预测；
单位运输周转量能耗来自历年的《交通运输业发展统计公报》，缺失的部分依据文献和我国“十三五规划”和“十四五规划”，以及交通运输部发布的《公路水路交通节能中长期规划纲要》所明确的目标进行补充；
碳排放因子来自IMO 发布的三次温室气体研究报告；
水路运输的产业增加值和从业人口数据来自历年的《中国统计年鉴》。
2.1 中国水路运输碳排放量
水路运输碳排放量的变化趋势与其运输周转量的变化趋势基本保持一致。如图1所示，三种运输方式中仅内河水路运输的碳排放总量在持续增长，并于2015年跃居三种运输方式的碳排放首位，但内河水路运输周转量一直低于沿海和远洋水路运输周转量，表明目前内河水路运输的单位运输周转量的碳排放量高于沿海和远洋水路运输。
图1 水路运输周转量和碳排放量
由此可见，中国水运中内河水路运输的碳排放还未得到有效控制。在实现我国水路运输业碳减排的过程中，应当着重关注内河水路运输的碳减排措施的推进。
2.2 碳排放驱动因素分析
依据(1)—(3)式对水路运输的碳排放总量驱动因素进行分析，结果如图2所示。经济效应和规模效应是促进中国水路运输碳排放总量增长的主要驱动因素，碳排放强度效应和人口效应对中国水路运输碳排放总量有负向影响，近年来人口效应的减排效果较好。
图2 中国水路运输碳排放因素分解
按照(2)式分别对三种运输方式的碳排放驱动因素进行分解，结果如图3所示。碳排放强度效应和规模效应对三种运输方式均有减排贡献，规模效应的减排贡献更好。经济效应是碳排放增长最主要的驱动因素，由于人均交通运输产业增加值的提高导致航运业的碳排放累计增长值分别为：内河5072.0 万吨、沿海2513.2 万吨及远洋5831.6万吨。三种运输方式的人口效应数值表明，当从业人数下降的时候，人口效应对碳排放有抑制作用，反之亦然。人口效应对于内河和沿海水路运输累计碳排放影响较小，但对远洋水路运输的影响较大，累计降低2779.1 万吨碳排放量。从每五年的总效应角度来看，除了远洋船舶的碳排放有一定的控制外，内河和沿海的碳排放一致都保持增长的状态。
图3 三种运输方式的LMDI 分解
经济效应是水路运输碳排放增长的主要驱动因素；
规模效应和人口效应的减排贡献较为突出；
碳排放强度效应一直抑制碳排放增长，但效果欠佳。因此，优化碳排放强度效应和经济效应是降低中国水路运输碳排放水平的主要方法。
促进碳排放强度效应的碳减排贡献主要依靠调整船舶用能结构。考虑到能源密度问题，建议内河船舶使用LNG、电能、氢能和甲醇为替代燃料，近海和远洋船舶的船用替代燃料为LNG、甲醇、氨能和氢能。同时，加强清洁能源加注设施的建设和应用清洁能源的相关法律法规的出台，以便于实现大规模的调整船舶用能结构，减少水路运输的碳排放量。
通过提高水路运输的管理水平、员工工作效率和采用智能技术，促进我国船舶智能化发展，实现航速优化、航线优化和智能航行，在取得航次优化的同时，改善船舶调度问题，可降低经济效应对于水路运输碳排放的促进作用。
提高水路运输管理水平，加大节能装备和信息技术研发，推动智能船舶化发展，增大清洁船用能源占比，调整船舶用能结构为中国水路运输碳减排的主要方法。
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