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题 目：The effect of sustainable mobility transition policies on cumulative urban transport emissions and energy demand
作 者：Lisa Winkler, Drew Pearce, Jenny Nelson & Oytun Babacan
期 刊：Nature Communications
时 间：2023.04.24
一作单位：Department of Physics, Imperial College London, London, UK
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-37728-x
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研究背景
日益增长的城市交通部门使城镇在减少温室气体排放方面面临越来越大的挑战。交通运输占全球能源消耗的30%，城市占全球碳排放量的70%，消耗世界能源的三分之二，被认为是全球减排的关键领域。城市有潜力引领可持续交通转型。因此，本文评估了几项广泛的城市交通工具的有效性，这些工具将在2050年之前实现向可持续城市交通过渡的目标(包括电动化、轻量化、改造、报废、规范的制造标准和模式转变)。本文介绍了乘用车车队的城市交通政策模型(UTPM)，并以伦敦为城市案例研究表明，目前的政策不足以实现气候目标。
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研究结果
图1a显示，如果不采取高度激进和破坏性的政策，目前的体系无法达到严格的碳预算。
电气化，包括将淘汰日期提前，导致的累积排放量是全球温度目标碳预算的7倍。相反，有必要采取一系列积极的政策，以使未来的排放量达到与碳预算相当的水平。在这些政策中，最重要的是减少汽车出行活动。与目前的水平相比，将汽车行驶距离和汽车拥有量减少80%以上的政策在接近指定的碳预算方面非常有效。最无效的政策结果是更快的电气化，到2030年全面淘汰包括混合动力汽车在内的化石燃料汽车，将使累计排放量减少不到3%。将这一阶段提前到2025年，与已经假设的电动汽车和混合动力汽车的淘汰日期分别为2030年和2035年的基准政策相比，只能减少5.9%的排放量。
通过可再生能源发电为所有纯电动汽车提供动力，使用纯电动汽车的旅行排放量减少了30%。然而，考虑到新旧icev（传统内燃机汽车）的尾气排放以及新车的嵌入式排放，排放的总体变化仅为2%。这是因为与排气管和嵌入式排放相比，电力排放很小。图1a显示，每减少20%的新型电动汽车和纯电动汽车的重量，就可以减少约8%的排放量。它还有许多额外的好处，如减少汽车尾气和轮胎造成的空气污染，减少与机动车有关的死亡。同样，进一步提高燃油效率，如缩小发动机尺寸，应该会进一步减少排放。
在综合政策案例中，尾气排放(图1a中的黑色条形图)占累积排放的最大比例，是一个关键的缓解领域。在基线情况下，78%的尾气排放是由现有车队在2020年之前生产的汽车造成的，而不是在2020-2050年期间引入的新车。而在综合政策案例中，99%的尾气排放来自现有的车队。因此，即使实施了破坏性的政策，今天道路上行驶的汽车的废气排放也占总排放量的68%，并且消耗了超过92%的碳预算。因此，如果不引入针对现有车辆的法规，仅关注减少新车碳足迹的政策是不足以实现气候目标的。这可以通过鼓励减少驾驶，改造现有车队，节省燃料的驾驶员行为和潜在的低碳合成燃料来实现。
由于总体上汽车出行活动的减少，采用模式转换政策的结果是最显著的减排。随着行驶距离的减少，排放量的减少近似线性，到2027年，汽车行驶距离减少43%和81%，累积排放量分别减少42.8%和70.5%。
图3a显示了基线情况的使用阶段排放和几个政策选项。只有减少距离驱动才能实现实现2030年目标的短期减排。尽管所有政策到2050年都能将排放量减少4倍或更多，但减排的速度差别很大。过早报废汽车以加速更替政策的效果，仍然不能在足够短的时间尺度内实现相当大的减少，如图3a中的红线所示。减少汽车出行活动政策在减少排放方面的有效性也取决于实施的速度，到2040年减少驾驶距离不能达到短期减排目标。
此外，没有一项政策在2050年达到净零排放。这是因为2050年仍有与可再生能源发电相关的排放，例如可再生能源发电和输电基础设施的维护和建设及其存储需求。因此，要使汽车排放在2050年达到净零，就需要通过使用天然或人造二氧化碳等不同措施来减轻这些排放消除措施。巨大的模式转变是尽可能接近净零排放的唯一途径。
图3b显示了汽车使用阶段的能源需求。到2050年，电动汽车的年使用阶段能源需求将比2020年以化石燃料为基础的汽车少30%。另一方面，减少汽车出行活动和轻量化政策导致2050年的能源需求明显低于电气化和其他政策。
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编者按
为了满足严格的碳预算和避免高能源需求，必须快速大规模地减少汽车的使用，以及在汽车设计中实施更多的节能减排措施。如果政策失败，减排将无法实现，碳预算将无法实现，这是一种内在的风险。因此可以通过将许多政策杠杆结合在一起来减轻这种风险，例如效率、电气化和需求侧解决方案，以减少系统的总能源需求。这一分析为城市可持续交通转型中各种政策选择的有效性提供了见解。
转自：“西农RE学术社”微信公众号
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