基于LEAP模型的沈阳市道路交通部门能源需求及环境影响研究

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随着社会经济的发展以及城市化进程的加速,城市道路机动车的保有量也在迅速增加。我国本身作为一个“富煤、缺油、少气”的国家,消耗的石油能源严重依赖进口,急剧增加的机动车数量使得我国的燃油供求矛盾更加突出。另外,机动车在行驶过程中排放的汽车尾气污染大气环境,对城市居民的健康状况也构成了严重威胁。为了有效地缓解能源与环境危机,需要对未来城市道路交通部门机动车的能源需求和环境影响状况进行研究。沈阳市作为东北地区的中心城市,居民人口众多,能源消费量巨大,道路交通部门所带来的环境问题和健康影响日益严重。本研究以沈阳市道路交通部门为研究对象,基于 LEAP(Long-range Energy Alternatives Planning system)模型构建了沈阳市道路交通部门能耗和排放模型,并采用情景分析法模拟了基准情景、促进公共交通情景、提高车辆燃油经济性情景、推广节能与新能源汽车情景以及综合情景下沈阳市道路交通部门2017-2030年的能源需求和环境排放状况,同时基于吸入因子法评估了道路交通部门排放NOx、SO2、PM10、PM2.5给居民带来的健康影响及相应的经济损失情况。研究结果表明:(1)能源需求方面,基准情景下的能源需求呈现快速上升趋势,到2030年能源需求总量达到10.65Mtce;促进公共交通情景、提高车辆燃油经济性情景和推广节能与新能源汽车情景相较于基准情景的能源需求有所降低,2030年的能源需求总量分别是9.68Mtce、10.11Mtce和9.26Mtce;综合情景下的能源需求总量最低,且在2027年达到峰值8.24Mtce,到2030年降低为8.18Mtce,取得了最好的节能效果。另外,私人载客汽车的能源需求量在能源需求总量中始终占据着主导地位,在2017到2030年间,所有情景下的占比均大于50%。(2)环境排放方面,CO2、CO、NOx、SO2、PM10、PM2.5都是在基准情景下的排放量最大且呈持续增长状态,到2030年,它们的排放量分别是3108.95万吨、179.44万吨、20.59万吨、2.17万吨、0.65万吨、0.66万吨;在综合情景下它们的排放量最小,其中SO2和PM2.5的排放量在综合情景下也呈持续增长态势,到2030年SO2和PM2.5的排放量分别是1.97万吨和0.52万吨。但是CO2、CO、NOx、PM10在综合情景下的排放量呈现先增加后降低的趋势,CO2、CO、NOx、PM10的排放量分别在2027、2021、2026和2026年达到排放峰值2446.29万吨、128.55万吨、15.74万吨、4965.38吨,到2030年的排放量降低为2428.86万吨、108.07万吨、15.52万吨、4909.31吨。(3)健康影响方面,2030年,排放NOx、SO2、PM10、PM2.5导致健康影响所带来的经济损失,在基准情景下最大,分别是85.94亿元、1.69亿元、10.13亿元和15.66亿元,其它情景下的经济损失相较于基准情景有不同程度的降低,其中综合情景下的降低幅度最大。2030年,综合情景下NOx、SO2、PM10、PM2.5排放导致的经济损失分别是64.79亿元、1.53亿元、7.63亿元和12.43亿元,分别比基准情景下的经济损失降低了 24.61%、9.05%、24.69%和20.64%。(4)总的来看,沈阳市道路交通部门的能源需求、环境排放及健康影响在基准情景下最大,在综合情景下最小。三种节能减排措施能不同程度的降低能源需求、环境排放及健康影响,但是推广节能与新能源汽车的效果最好。未来,沈阳市道路交通部门若想进一步地节约能源、控制排放,在制定节能减排和环境保护政策时应该特别重视节能与新能源汽车的推广应用。
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