高铁，意想不到的“减排能手”

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高铁，意想不到的“减排能手”

Original Nature Portfolio Nature Portfolio  2021-12-24 12:40

原文作者：Armin Schmutzler

一般认为，完善公共交通对阻止气候变化至关重要。一项对中国高铁系统的研究显示，公共交通可能以意想不到的方式发挥阻止气候变化的作用。

长久以来，交通运输产生的二氧化碳排放都被视为气候变化的罪魁祸首之一：过去20年间，交通运输的碳排量约占全球总量的1/4。虽然技术有所改进，但交通运输的减排进程仍然成效有限。一个关键问题在于，使用化石能源的机动车仍明显占据城际客运的主导地位。许多人提出过以铁路取代公路交通的办法，但鲜有确凿证据能阐明此方法的潜在获益。关于公共交通对区域污染物的影响，研究成果已经迅速涌现；但是，尚无研究探讨公共交通对全球污染物的影响。本期《自然-气候变化》中，林娅棠及其同事的文章将力求填补这一空白[1]。

来源：Imaginechina Limited / Alamy Stock Photo

该文采用了多项相关研究，这些研究认为完善公共交通有助于减少区域污染，尽管其中一些并未明确说明具体作用。例如，一项新近研究显示，中国的高铁系统缓解了高速公路周边区域的一氧化碳污染（但未缓解细颗粒物污染和臭氧污染）[2]。另一项研究则并未明确限定于高速公路周边，只是指出，台北市新开通的捷运系统减少了5~15%的一氧化碳排放[3]。在德国，铁路工人罢工让颗粒污染物含量增加了14%[4]。同样在德国，地区客运铁路的大幅改善，降低了一氧化碳和氮氧化物含量，但对二氧化硫和臭氧浓度没有产生影响[5]。美国的一项研究考察了公共交通对汽车出行的影响，但其结论对公共交通的作用持怀疑态度，强调其有利影响将在长时段内逐渐减弱[6]。关于区域污染的研究结论不一，有鉴于此，不应想当然认为铁路能减少温室气体排放，而应进行详细的调查研究。

基于大量交通监测数据和标准统计方法（双重差分模型），林娅棠等人在文中指出，2006年以来，随着中国高铁网络大幅扩展，每年减少的温室气体排放量相当于近1500万吨二氧化碳，为全国交通运输的温室气体排放总量的1.75%。虽然高铁系统降低了约20%的高速公路客运流量，但是，直接的交通方式替代对排放总量并未产生显著影响。不过，高铁网络的拓展还是发挥了一些隐性作用。例如，高铁虽然仅用于客运，却让高速公路的货运流量减少了约15%。对于货运流量的减少，作者给出了合理的解释：普通铁路的乘客转移到了新建设的高铁，由此解放了普通铁路的货运运力。普通铁路货运运力的增加，让其得以替代公路货运；不同于铁路替代公路客运的是，铁路替代公路货运，确实减少了二氧化碳排放。

高铁取代公路客运未直接起到减排作用，体现了中国高铁的电力结构特点：相当一部分源于化石燃料。若中国高铁能采用与欧洲国家接近的电力结构，减少对化石燃料的依赖，增加核电和/或可再生能源发电的比重，其减排量将远远不止于此。例如，作者在假定场景下设中国高铁用电结构与法国相同，由此推算出的高铁减排量接近实际减排量的2倍。此外，车辆载客率远高于许多西方国家是中国公路客运的另一大特点，这也进一步制约了高铁取代公路客运的直接减排作用。另一则补充分析显示，若中国的车辆载客率与西方国家相近，高铁的减排量将大幅增加。客运方式从汽车转为高铁，减排作用有限；相比之下，高铁通过提升货运运力间接发挥减排作用，这一现象或许会普遍得多，因为传统铁路设施往往客货两用，例如欧洲各国就是如此。

对于本文的局限，作者持开放态度。首先，作者并未声称要充分分析高铁系统对气候的影响。例如，一方面，铁路替代航空客运可能发挥的减排作用，在主体分析中并未涉及；另一方面，高铁也可能对减排产生某些负面作用，例如，高铁取代普通铁路客运可能不利于减排，文中也并未涉及。不过，作者附上了一则补充分析，其中采用的数据不如正文详细，但认为这些正负兼有的附加效应不会影响分析得出的基本结论。第二，研究结果仅说明了中国及其所处的特定发展阶段的情况——但鉴于中国作为排放国在减排工作中的重要性，这并不会严重影响研究的适用性。第三，在没有进一步分析的情况下，难以判断高铁系统的减排成本效益如何（当然，这并非修建高铁的主要目的）。

虽然如此，该文仍提供了非常有用的见解。鉴于中国的高铁系统规模空前（截至2020年，中国已修建高铁逾30000千米，且仍在快速增长），量化其对环境的影响，本身就是一个引人关注的命题。在中国的具体情境之外，该文还首次明确指出了高铁系统的减排作用——此前意大利的研究并未发现任何作用[7]。而该文最有意义的方面或许是指出了交通设施的减排作用很容易受到各种细节的影响，如出行习惯、运力制约、铁路耗能结构等。相应地，该文也指出，决策者需要慎重思考哪些类型的铁路设施投资能取得最高的减排效率。各国的高铁客运、区域铁路客运和铁路货运设施比例是否趋于合理？为更充分地了解公共交通对温室气体减排的一般性影响，和铁路建设项目的特定减排影响，热切期待出现更多后续研究，对不同的场景进行考察。

参考文献：

1. Lin, Y. et al. Nat. Clim. Change https://doi.org/10.1038/s41558-021-01190-8 (2021).

2. Guo, X. et al. Trans. Res. D Trans. Environ. 89, 102607 (2020).

3. Chen, Y. & Whalley, A. Am. Econ. J. Econ. Pol. 4, 58–97 (2012).

4. Bauernschuster, S., Hener, T. & Rainer, H. Am. Econ. J. Econ. Pol. 9, 1–37 (2017).

5. Lalive, R., Luechinger, S. & Schmutzler, A. J. Environ. Econ. Manage. 92, 744764 (2018).

6. Beaudoin, J. & Lin Lawell, C. J. Environ. Econ. Manage. 88, 447–467 (2018).

7. Borsati, M. & Albalate, D. Trans. Res. A Pol. Pract. 137, 145–164 (2020).

原文以The hidden benefits of high-speed rail为标题发表在2021年11月30日《自然-气候变化》的新闻与观点版块上