基于自底向上和自顶向下的混合空间量化方法的广州市道路交通碳排放量估算

各种减碳措施的制定、实施和评估都是以碳排放量来衡量。在我国交通碳排放数据缺乏的情况下，广州市作为建设"低碳广东"的省会，对其实现碳排放的空间量化是非常迫切且具有挑战性的课题。本项目围绕道路交通的二氧化碳排放问题，结合交通流数据和碳排放模型，以1km×1km为统计单元，自底向上地估算碳排放量；深入分析各类空间因子与碳排放量的相关性，建立多元回归模型，实现自顶向下的碳排放量空间降解；比较分析自底向上和自顶向下的碳排放格网，深入分析碳排量的时空规律，建立时空碳排放量模型，从而获得广州市的碳排放总量和1km×1km的碳排放分量。本项目拟提出一种基于自底向上和自顶向下的混合空间量化方法，以此可推广其他城市交通碳排放量的估算，从而对中国的交通碳排放状况有一个清晰的了解，进而建立一个可测量、可报告、可分析的高精度碳核算体系。

各种减碳措施的制定、实施和评估都是以碳排放量来衡量。在我国交通碳排放数据缺乏的情况下，广州市作为建设“低碳广东”的省会，对其实现碳排放的空间量化是非常迫切且具有挑战性的课题。本项目以广州市道路交通为研究对象，围绕道路交通的碳排放的空间量化问题，研究其理论、技术和方法，取得重要进展，完成了项目预定的研究任务。具体表现为:1）应用COPERTⅣ模型计算了广州市2011年各类机动车排放因子并建立了广州市2011年污染物CO排放清单。广州市2011年CO的排放量为18.6万吨。不同类型机动车的贡献率不同。CO的排放主要贡献车型是小客车，其次是轻型货车和摩托车。2）提出了一种基于虚拟道路长度的污染物CO自顶向下空间量化方法，从而获得了广州市2011年机动车污染物CO空间分配结果。CO空间分布有明显的区域性特征，即核心区污染严重，过渡区次之，外围区较轻，呈现出从核心区向外围区污染逐渐降低的趋势；其次单位面积污染严重；第三污染物呈条带状分布，高污染区域集中在一类道路以及二类道路沿线，即高速、快速路以及主干道周边污染严重。3）以广州市核心区为研究区域，应用COPERT IV的模型和link by link方法，结合交通流量、平均车速、路网等数据以及车辆排放因子，自底向上地估算了晚高峰期路段CO排放量。研究结果表明核心区晚高峰时段CO总排放量为4.1吨（t）。主干道、次干道、支路、高速路和快速路的排放量分别为2.2t、0.4t、1.1t和0.4t。广州市核心区1km×1km晚高峰期CO平均格网排放量约为16千克（kg）。平均格网排放量在40kg以上的格网主要分布在内环路以内、天河区岗顶附近，共20个。4）本项目以广州市天河区为研究对象，通过实地数据采集与处理，应用回归分析方法建立了道路CO2排放浓度与易于获取的空间变量之间的非线性回归模型，实现了对研究区域内全部路段早高峰CO2排放浓度的预测，建立各时间段的城市参考碳排放量格网。5）通过浓度与排放量的线性关系，探索出两者的对应关系，建立简化的、低误差、高精度的空间再分配标准和方法，建立了全市各路段各时段的碳排放量格网。本项目研究成果能够为科学家、决策者、管理者提供重要的、科学的、辅助的碳减排决策平台；能够推广中国城市的交通碳排放量的估算，从而对中国的交通碳排放状况有一个清晰的了解；建立可测量、可报告、可分析的高精度碳核算体系。