交通领域清洁化、低碳化发展趋势研究

乞孟迪，柯晓明，王殿铭

（中国石化集团公司经济技术研究院，北京 100029）

1 我国交通运输发展现状

1.1 高铁和民航取代公路成为主流客运方式

我国客运交通口径包括经营性客车运输、铁路客运、航空客运和水路客运，不包含私人汽车出行、城市内公交和出租车运输以及城市轨道交通。

随着居民收入水平的提高，人们出行意愿不断增强，我国旅客周转量呈现不断增加态势（由于统计口径变化，2013年数据出现跳跃），1949年155亿人公里，1970年首次突破了1 000亿人公里，1997年突破了1万亿人公里，2017年达到了3.28万亿人公里，年均增长8%。

从客运结构变化来看，我国客运历程分为三个阶段：1949—1998年，公路客运比重不断增加，由5%提高至56%，成为主要客运方式；铁路客运比重不断降低，由84%降至35%；1970年以来，民航客运快速发展，逐渐占据一席之地；水路客运不断萎缩。1999—2013年，公路运输比重基本维持在55%左右，民航的快速发展挤占了部分铁路客运市场。2013年至今，在高铁快速普及拉动下，铁路客运市场呈现回升趋势，公路客运逐渐被高铁和民航挤压，市场份额快速下滑。2017年铁路、民航和公路市场份额分别是30%、29%和41%，基本三分天下。

1.2 公路取代铁路成为主要货运方式

从我国货运发展历程来看，经历了三个阶段：1949—1999年，经济体量的增长带动货运需求稳定增加，货运周转量由257亿吨公里（不含远洋水运，下同）增加至2.4万亿吨公里，年均增长1%；2000—2012年，中国加入世贸组织之后，国内工业、制造业飞速发展，我国货运周转量快速增加至12.0万亿吨公里，年均增长13%；2013年之后，宏观经济降速，产业结构调整，货运周转量增速明显放缓至3%，2017年达13.6万亿吨公里。

我国货运主要有铁路、公路、水路、民航和管道五种方式。货运周转量结构变化经历了两个阶段：1949—1983年，国内货运以铁路为主，水路为辅，铁路占比长期保持在70%以上；1984—2017年，公路货运比重快速提高，取代铁路成为主要货运形式。公路运输占到总货运的50%左右，铁路运输占比降至20%左右，水路运输占比保持在30%左右。

1.3 以汽柴油为主的交通用能快速增长

图1 我国交通工具对应交通燃料

我国交通工具对应交通燃料见图1。从图1可看出，我国不同交通方式对应的交通工具所消耗的交通燃料呈现出多元化态势，其中以汽油和柴油为主，其他燃料包括航煤、燃料油、液化气、天然气、电力、生物质和甲醇等。

随着我国国民经济快速发展，交通运输周转量与交通运输用能同步提高，近10多年，两者呈现出较好的线性关系，如图2所示。交通运输总周转量从2000年的2.8亿吨公里提高至2013年的12.2亿吨公里，年均增长12%。交通用能从2000年的8 600万吨标油提高至2013年的2.78亿吨标油，年均增长9%。2013—2017年，货运周转量增速放缓至3%，交通运输用能增速随之减慢至3%，2017年交通运输用能提高至3.25亿吨标油。

图2 交通周转量与交通用能呈现较好线性关系

交通能源占一次能源的比重波动上升，由2000年的8.6%提高至2016年的10.3%。2000年后，随着运输效率的提升，我国交通用能强度总体呈现波动下降趋势，由2000年的3.05千吨标油/亿吨公里，下降至2017年的2.33千吨标油/亿吨公里，年均下降1.6%。

汽油和柴油占交通用能主导地位，近10多年来占比维持在70%~80%。

1.4 我国交通碳排总量及占比均上升

从世界银行对中国1971—2014年碳排放统计情况来看，交通二氧化碳排放量与总排放量呈现较好的关联关系。二者在2001年后增速同步加快，2013年后有所放缓，这与国内汽车工业发展密不可分。而交通占二氧化碳总排放量比重由2000年之前的5%左右提高至之后的8%以上。2001—2014年，交通二氧化碳排放增量对总增量贡献率达9%。2014年交通碳排放量达到8.8亿吨，占总排放量的8.6%。

1.5 油品质量升级助力交通排放清洁化

2000年以来，我国车用汽、柴油质量呈现出标准不断严格、升级速度不断加快的特点。

车用汽油的发展方向是无硫化、降低烯烃、芳烃和夏季蒸气压值；车用柴油的发展方向是无硫化、提高十六院值和降低多环芳烃含量。从国Ⅰ标准升级到国Ⅵ标准，汽、柴油硫含量是变化幅度最大的指标，限值分别从2000年的≤800 µg/g和2 000 µg/g下降到≤10 µg/g。国Ⅵ车用柴油标准增加了总污染物含量不超过24 mg/kg的限制。当前，国Ⅵ车用汽、柴油标准均高于欧盟标准。

油品质量升级的同时，机动车排放标准也在逐步加快。《打赢蓝天保卫战三年行动计划》提出，2019年7月1日起，重点区域、珠三角地区、成渝地区提前实施国Ⅵ排放标准。2018年7月1日起，全面实施新生产船舶发动机第一阶段排放标准，推广使用电、天然气等新能源或清洁能源船舶。

虽然新车排放标准逐渐与油品升级步伐看齐，但由于未到报废年限，2017年国Ⅴ以下车辆占全国汽车保有量的70%以上，造成清洁油品对环保贡献大打折扣，未来加快老旧车型淘汰力度将是机动车排放治理的重点和难点。

除了车用油品质量升级，船用燃料油同样呈现了清洁化态势。《船舶排放控制区调整方案》要求中国2019年1月1日起，控制排放区船燃硫含量从3 500 µg/g降低到500 µg/g；2020年1月1日起，靠岸停泊期间船燃硫含量符合100 µg/g标准。

2 影响交通用能宏观因素分析

2.1 宏观经济与人口发展

2.1.1 中长期中国经济具备中高速增长潜力

2018年是我国改革开放40周年。改革开放以来，我国经济实力快速发展，2010年跃居世界第二位，2017年我国国内生产总值达到82万亿元，取得了突飞猛进的发展。在“两个一百年”奋斗目标的指引下，中国总体要求2020年全面建成小康社会，2020—2030年跨越中等收入陷阱，2050年国内生产总值的世界占比达到20%左右，建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化国家。

长期来看，中国经济发展仍处于重要战略机遇期，2018—2030年工业化基本完成后进入“提质增效、由大转强”的稳定发展阶段，城镇化持续快速发展，消费需求对经济增长拉动作用将持续扩大。国民收入分配格局改革取得积极成效，将有利于避开中等收入陷阱。预计，2018—2020年中国GDP年均增长6.5%左右，2021—2030年在5.5%左右，2030—2050年在4.0%左右，主要经济指标预测如表1所示。

表1 主要经济指标预测

2.1.2 按照规划中国人口峰值2030年到来

经济和人口增长是石油消费增长的最根本动力。中国是世界上人口最多的国家，我国过去30多年经济的高增长有一部分贡献就是人口红利，人口的数量和质量对中国GDP的增长有着重要的影响。2017年初，国务院印发了《国家人口发展规划（2016—2030年）》，规划中提到2020年全国人口达到14.2亿人，2030年提高至14.5亿人，总生育率控制在1.8%左右。

尽管人口总数增长，但老龄化趋势不可逆转。根据国家卫计委的预测，2020年我国60岁及以上人口为2.34亿人，占总人口的比重为16%，2050年上升至4.3亿人，占比达到30%。人口老龄化意味着人均消费和生产物资需求增长减缓，同时人均能源需求增长减缓。

2.2 模式变化与能效提高

2.2.1 低碳经济及技术进步促发交通运输模式变革

人口老龄化、空气质量、气候变化、交通拥堵，以及能源可持续发展是影响未来出行的限制因素，依托于移动互联网、人工智能、大数据、云计算等新一代技术在汽车和交通领域的应用，交通体系与出行方式正在发生深度变革。在人类历史发展中，正是因为有不同出行方式的发展，人类的出行距离有了很大提高。展望未来，人类出行将更加安全、快捷、清洁、廉价，活动空间更大。

多式联运是运输业向综合运输方向发展的重要导向。多式联运具有提高能源利用效率、减少温室气体排放、降低社会物流成本、提升综合运输效率以及提高运输可靠性的优点。同时对拉动经济增长、促进产业发展、提高经济竞争力、促进资源集约利用、减少交通拥堵以及保障国家能源安全等方面具有间接贡献。

2.2.2 燃油经济性提高降低汽车用油强度

当前汽车用油占石油消费的40%，通过技术进步降低汽车油耗对节油贡献较大。随着我国对节能环保的重视，汽车燃油经济性不断提高。国家《节能与新能源汽车产业发展规划》明确了发展目标，2020年乘用车油耗降至5.0 L/100 km，商用车油耗接近国际先进水平；2025年乘用车油耗降至4.5 L/100 km，商用车油耗达到国际先进水平；2030年乘用车油耗降至3.2 L/100 km，商用车油耗同比国际领先。由于该目标是考虑到新能源汽车对油耗的抵消作用，因此，纯燃油车油耗会高于以上目标。

传统燃油汽车可以通过优化发动机、变速器和整车技术等路径降低燃油经济性。据汽车行业专家称，当油耗降至4.7 L/100 km之后，再通过技术降低，车企的经济性将无法保证。因此，为了实现燃油经济性目标，车企不仅需要加快发动机节油技术的研发应用，增加小排量汽车生产比重，还需要借助混合动力技术。按照当前技术发展路径及目标，考虑混合动力汽车的应用，不考虑新能源汽车，预计2050年乘用车油耗降至4.0 L/100 km。

3 影响交通用能行业因素分析

3.1 未来运输量和运输结构分析

3.1.1 经济发展决定中国运输需求将继续增长

经济发展带动生产和生活物资运输需求的提高。发达国家人均GDP达到3~4万美元，货物运输量基本达到饱和，饱和值在40~70吨/人。中国目前人均货运量33吨。显然，我国的交通运输业还有发展空间。发达国家人均货运量在工业化后期趋于稳定。但由于国土面积、资源结构以及产业结构等不同所带来的货物消费量和运距差异，造成货物周转量存在差别。以日本为例，当工业化完成后，人均货物运输量显现下降趋势。预计中国未来货物运输量可以达到日本工业化顶峰时期40~50吨/人的水平。同时，随着人民消费水平的提高，生活物资的运输将取代生产物资，成为货运增长的主要动力，不同国家人均货物运输量如图3所示。

图3 不同国家人均货物运输量

3.1.2 铁路货运在交通运输业中占比将逐渐提高

未来我国铁路运输比重将有所提高。首先，当前铁路运输比重相对较低（与中国国土面积相似的美国和俄罗斯，铁路货运比重均在30%以上）。其次，随着高铁的建设，原来紧张的铁路货运将逐渐释放出运力。再次，相对于公路，铁路运输是目前已知的最有效及清洁的陆上交通运输方式。《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中明确提出要积极调整运输结构，发展绿色交通体系，大幅提升铁路货运比例。最后，铁路运输费用低于公路运输。预计未来铁路货运在交通运输业中所占比重将逐渐提高。

随着铁路运力的增长，公路货运所占比重将小幅下降；尽管，水运费用低廉，但受到内河流域水域空间限制，以及对内河船只排放要求的逐渐严格，水运货物周转量比重变化不大；航空及管道运输，受运载空间以及运输品种限制，未来运输周转量比重基本不会变化太大。

总体来看，我国各种交通运输方式货物周转量均有较大提升空间，但是随着运输效率的提高，交通运输用油量增长速度将大大慢于运输需求的增长。

3.1.3 收入提高和消费升级带动民航运输长期增长

影响航空旅客周转量的最大因素是人均乘机次数。虽然我国民航事业快速发展，但是与发达国家相比仍有较大差距。目前我国人均乘机次数仅为0.35次/年，是日本和韩国的三分之一，德国的五分之一，美国的九分之一，未来仍将有较大发展空间。发达国家人均乘机次数已经出现饱和：日本由于地域限制，90年代末期，其人均乘机次数已经达到饱和，即0.8~0.9次/年；美国、德国和法国，在2000年之后，人均乘机次数逐渐饱和，分别达到2.4次/年、1.5次/年和1.0次/年；韩国在90年代末期，其人均乘机次数变化不大，近几年又出现快速增长，目前已经达到1.2次/年。考虑我国地域、人口及资源限制，预计人均乘机次数饱和值与欧洲类似，即达到1.0~1.5次/年，人均乘机次数变化趋势如图4所示。

图4 人均乘机次数变化趋势

考虑到居民收入水平的发展速度，预计2040年航空出行达到饱和。据中国航空工业集团公司发布《2017—2036年民用飞机中国市场预测年报》预测，未来20年，民航货邮周转量年均增长8.6%，增速高于旅客周转量年均增速6.8%。

3.2 汽车保有量及结构变化趋势分析

目前我国汽车耗油约占石油消费总量的40%以上，未来随着汽车普及率的提升，汽车工业发展对石油峰值影响程度更大。

3.2.1 国情影响中国乘用车饱和值低于欧洲模式

根据成熟国家的发展经验来看，乘用车市场的发展一般要经历4个阶段：导入期、孕育期、普及期和复数保有期。2008年中国乘用车市场进入普及期。经过孕育期的快速发展，2008年乘用车保有量比2002年翻了两番，普及水平超过20辆/千人，进入第二个快速发展时期。2016年千人乘用车保有量达到100辆，2017年达到117辆/千人，乘用车发展进入起飞后期。不同于起飞期的是，尽管乘用车销量将保持在较高规模，但增速将仅为个位数。

千人乘用车保有量饱和点与人口密度、道路基础设施、公共交通、燃油供应和价格、人口年龄结构、家庭规模等因素有关，其中最主要的影响因素是人口密度（人口密度＝总人口/适合人类活动的陆地面积）。从国际成熟市场来看，发达国家或地区人均GDP达2~3万美元时，乘用车饱和点多数在370~660辆/千人。美、加、英、日等国饱和值在600~800辆/千人。欧洲多数国家饱和值为400~600辆/千人。中国香港、新加坡等人口密集、汽车严格控制城市饱和值为100~200辆/千人。

考虑到中国人口密度、石油储量、工业化发展阶段及能源供给安全的状况，中国的饱和点可能低于主要的欧洲国家。预测未来，城市轨道交通加速发展，汽车共享模式兴起，乘用车千人保有量饱和值为350辆。

3.2.2 商用车保有量 2020 年渐进饱和

2010年之后，我国经济转型发展，工业化进入中后期，商用车销量由2000—2010年年均增长17%放缓至2010—2017年年均降低5%。2016年之后，工业生产回暖、淘汰老旧车以及公路“治超”，商用车中的货车销量又迎来一轮增长。受到私家车、公共交通的替代，客车销量不断减少。2017年商用车保有量达4 550万辆，其中客车和货车47%和53%。

中国千人客车保有量（不含微客）高于发达国家水平。未来，高铁的发展将替代部分短途客运需求。大中型客车增长动力仅有城镇人口逐年增加带动的公交用车和城市物流用车需求的快速发展。预计2050年，中国千人客车保有量将降至2辆/千人，与日本接近。考虑人口变化，总体来看，客车保有量将逐渐下降。

当前，美国、日本和德国货车运输强度均处于300~400辆/万元GDP。中国货运效率由2000年的755辆/万元GDP降至2017年的523辆/万元GDP，未来运输强度将继续提高。从单车货运周转量来看，与中国国土面积接近的美国，最高时达到了31万吨公里/辆，中国当前为26万吨公里/辆。

未来我国经济仍将保持较快增长，将带动主要运输货物货运量的增长，但货物运输将从重工业转向高附加值产品，运输强度继续回落。综合判断，我国货车保有量仍然有400~600万辆的增长空间，2030年之后，随着公路货运需求达到饱和，货车保有量基本达到3 000万辆的饱和，商用车保有量变化趋势如图5所示。

综合来看，商用车保有量2020—2030年基本达到4 800万辆的饱和期，同时货车占商用车比重不断增加。

图5 商用车保有量变化趋势

3.3 新能源汽车发展深刻影响汽车行业

2025年前电动汽车发展助力来自政策扶持。国家发展目标是2025年市场渗透率达到20%；2025—2035年得益于动力电池技术进步及成本下降，这一期间将实现“油电平价”，新能源汽车竞争力大幅提升；2035—2050年汽车电动化与智能化结合，市场渗透率与共享出行比例同步提高。

汽车技术研究中心预测，乐观情景下2035年新能源汽车渗透率为49%，2050年为72%，悲观情景下2035年渗透率为42%，2050年为67%；中国汽车工程学会预测2050年电动汽车渗透率为70%~80%。研究判断2035年新能源汽车渗透率40%，2050年提高至70%。未来纯电动汽车仍然是新能源汽车市场主体，插电式混合动力汽车销量占比在5%~10%，不同咨询机构对全球电动汽车保有量占比预测如图6所示。

图6 不同咨询机构对全球电动汽车保有量占比预测

商用车中重型货车燃料清洁化的路径主要是向天然气燃料发展，未来电动化率较低，轻型货车以政府采购车和市内物流车为主，是新能源优先推广重点领域。大中型客车分为公交和非公交两类客车。公交领域政策导向性强，2017年电动汽车占比已超过50%，预计到2050年，将全部为电动汽车。大中型非公交类汽车及轻客中电动汽车占比较低，未来电动化发展空间大。整体来看，2050年新能源商用车渗透率达50%。

3.4 交通能源多元化发展趋势

经过10多年的发展，我国逐渐形成石油、天然气、电力、生物质能源、甲醇等多种交通能源共同发展的多元化格局。其中，天然气是当前最主要的石油替代交通燃料。随着新能源汽车的快速发展，未来电力最有潜力取代石油占交通能源的主导地位。

3.4.1 近期天然气是主要的交通替代燃料

截止2017年，我国天然气汽车保有量为500万~600万辆，占汽车总保有量的3%左右，加气站3 000余座。

天然气汽车技术、政策较成熟，常规排放和碳排放低，经济性优势将是影响其发展的主要因素。通过经济性对比，天然气与汽柴油比价在75%以下时，天然气汽车有较好的经济驱动性。

其中CNG汽车发展将有所放缓，公交车和出租车将是主要发展领域。从全国来看，大部分省份的出租车气化率在50%以上，东部发达省份以及西部资源省份CNG出租车甚至达到80%以上，未来CNG汽车市场容量有限，决定其发展速度将放缓。

2017年7月13日，国家发改委、交通运输部、工信部等十三部委联合制定的《加快推进天然气利用的意见》提出加快天然气车船发展。重点发展公交出租、长途重卡以及环卫、场区、港区、景点等作业和摆渡车辆等。在京津冀等大气污染防治重点地区加快推广重型天然气（LNG）汽车替代重型柴油车。LNG汽车对经济性更加敏感，未来LNG重卡将逐渐成为天然气汽车主要市场。预测未来天然气汽车总保有量将达到千万辆以上，同时LNG船舶也将形成一定发展规模。

3.4.2 生物燃料成本较高制约其当前发展

我国主要发展的生物燃料包括燃料乙醇、生物柴油以及生物航煤，分别替代汽油、柴油和煤油，目前国内以发展燃料乙醇为主。

1）2018—2020年是燃料乙醇发展黄金期

我国在2002年左右开始推广乙醇汽油，截至2017年，推广范围覆盖全国6省31市。当前乙醇汽油消费2 400万吨左右，占全国汽油消费的1/5。2010—2017年燃料乙醇消费年均增长5%，同期汽油消费年均增长8%。

截至2017年，我国燃料乙醇产能278万吨，主要采用以玉米和小麦为原料的第一代技术，燃料乙醇生产技术正在由第一代向第二代过渡。

目前国内燃料乙醇成本大概在5 000~8 000元/吨，美国二代乙醇生产成本最低达到4 000元/吨左右。国内燃料乙醇还有很大的降本空间，不同原料燃料乙醇成本比较如图7所示。

图7 不同原料燃料乙醇成本比较

2017年9月，国家发展改革委、国家能源局、财政部等十五部委联合印发了《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》。2018年8月，国务院常务会议确定了生物燃料乙醇产业总体布局。除原试点省份外，2018年将进一步在北京、天津、河北等15个省份推广，总数达26个省份。其中，天津市已经于同年9月30日全市封闭运行，乙醇汽油推广步伐逐渐加快。

根据方案和调研，判断到2020年，全国范围内实现车用乙醇汽油全覆盖，基本可以做到自给自足。之后，受陈化粮库存、纤维素乙醇发展以及汽油需求影响，燃料乙醇规模可能在1 300万~1 500万吨之间（按照汽油消费量的10%来估算）。

2）生物柴油和生物航煤2030年前发展缓慢

当前国内生物柴油产能约300万吨/年，约有50多家生产厂家，产能利用率较低。不同于世界其他地区以植物油脂为原料，我国生物柴油生产原料以废弃油脂、油脂加工的下脚料为主，也就是俗称“地沟油”。

《生物质能发展“十三五”规划》明确2020年生物柴油年利用目标达200万吨。考虑到生物柴油经济性较差（国内生物柴油成本在4 200元/吨以上，低油价时，与炼油相比，不具有竞争力），同时国内柴油明显过剩，炼厂调节柴汽比难度较大，政府尚未有强制推行生物柴油的规定和措施，因此实现规划目标的难度较大。

我国生物航煤的发展以中国石油、中国石化两大集团为代表，2011年10月和2012年2月，两者生产的生物航煤分别进行了试飞试验并获得成功。2014年民航总局向中国石化颁发了1号航煤技术规定项目批准书。

生物航煤同样存在成本过高的问题。以棕榈油为原料的生物航煤成本达到了12 000元/吨以上。受成本较高以及原料来源限制，预计生物航煤2030年之前对石油替代影响较小。2030年之后，随着以微藻为原料的第三代燃料乙醇技术发展，可能对航煤形成一定替代规模。

3.4.3 甲醇未来作为过渡能源局部使用

目前国内推广甲醇汽油的主要有山西、陕西和贵州省的部分地区，以及山东、上海、浙江、河南等地少量试点使用甲醇汽油。全国燃料甲醇替代常规汽油数量在50万~100万吨。

考虑到煤炭资源、水资源以及燃烧高比例甲醇汽油对汽车动力系统改造的成本，未来大规模推广可能性较小。由于存在毒性和腐蚀性问题，德国、美国、日本放弃甲醇燃料。预计未来甲醇将作为一种过渡燃料局部使用，使用量将逐渐减少。

3.4.4 煤制油作为战略性储备，难大规模发展

煤制油是具有中国特色的煤炭深加工工艺，截至2017年，煤制油产能达868万吨/年。

《煤炭深加工产业示范规划（2016—2020年）》提出2020年煤制油产能达1 300万吨/年。资源环境限制规模，碳税增加生产成本，预计规划规模实现后发展将放缓。

4 交通用能需求预测

4.1 我国交通用能预测

4.1.1 交通用能在 2030 年之后渐进饱和

2030年之前，交通用能持续增长，由2017年的3.24亿吨标油提高至2030年的4.5亿吨标油，年均增长2.7%。2030年之后交通用能基本保持微幅上涨，2050年达4.9亿吨标油，2030—2050年年均增长0.4%。

公路用能由2017年的2.59亿吨标油提高至2030年前后的3.4亿吨标油的峰值，年均增长2.1%，之后保持较长时间平台期。占交通能源消费比重由80%降至75%左右，仍然是主要用能的交通方式。

航空用能由2017年的3 280万吨标油提高至2040年前后的9 500万吨标油峰值，年均增长4.7%，之后小幅放缓，占交通能源比重由10%提高至20%。

水路用能由2017年的1 910万吨标油提高至2040年的2 330万吨标油峰值，年均增长0.9%，之后保持2 300万吨标油需求。占交通能源比重保持在5%左右。

铁路用能2017—2050年基本保持在1 300万~1 500万吨标油的需求，占交通能源比重保持在3%~4%。铁路承担了全国运输总周转量1/4（不含私家车和远洋运输）的份额，用能只占10%左右（扣除私家车用能）。铁路运输低碳、高效的特性得以体现，交通用能变化趋势如图8所示。

图8 交通用能变化趋势

4.1.2 2030年之后电力和航煤将成为主要交通燃料

2018—2030年，汽车工业进入增速换挡器，保有量增长明显放缓，其中商用车渐进饱和，汽油和柴油消费比重由76%下降至53%。同期，民航保持高速发展，煤油占交通能源消费比重由10%提高至18%。政策拉动下，新能源汽车影响交通用能逐渐显现，电力比重由3%提高至15%。燃料油、天然气和生物质消费比重基本保持在3%~6%。

2031—2050年，汽车工业进入增长后期，加之新能源汽车替代，汽油和柴油消费快速萎缩，占交通能源比重回落至25%。同期，新能源汽车逐渐成长为重要交通工具，占交通能源比重达到40%，取代石油成为第一大交通能源。保持了二十年高增长的民航工业，2030年之后同样进入了增速换挡器，煤油消费增速由8%降至2%左右，占交通能源比重小幅提升至20%。燃料油、天然气和生物质消费比重基本保持在2%~8%，不同交通能源比重变化如图9所示。

图9 不同交通能源比重变化

4.2 交通能源清洁、低碳化趋势

4.2.1 交通碳排放量在2030年之前达峰

2026年前后交通用石油由2017年的2.9亿吨增长至3.45亿吨峰值，年均增长1.8%，之后回落，2050年至2.3亿吨，年均降低1.7%。2050年，交通用天然气由2017年的271亿方不断增长至760亿方，年均增长3.2%；交通用电能由2017年的1 340亿千瓦时不断提高至3.3万亿千瓦时，年均增长10.3%；生物质由2017年的300万吨左右发展至2 000万吨左右，年均增长5.9%；煤制油由2017年的300万吨左右发展至1 000万吨左右，年均增长4%。

2017年交通二氧化碳排放量10.1亿吨。之后，排放量随着石油、天然气等交通用化石能源消费量增长而增加，并于2028年前后达到12.3亿吨峰值，年均增长1.8%。随着化石能源消费减少而回落，2050年至9.4亿吨，年均减少1.2%，交通用能和CO2排放趋势如图10所示。

图10 交通用能和CO2排放趋势

4.2.2 2030年之后交通碳排放与交通用能脱钩

2030年之前，交通用能与交通二氧化碳排放量具有较好的线性关联。2030年，交通用能渐进小幅增长的平台期，而交通能源二氧化碳排放量则已经达峰，之后快速下降。2030年之后，交通碳排放量已经和交通用能脱钩。

由于燃油经济性的提高，使得汽车保有量增长并未同步带来交通用能的增加，燃油经济性提高减少交通用能1.8亿吨标油（2050年）。同期，新能源汽车（使用端不排放二氧化碳）普及，2050年减少化石能源消费1.9亿吨。燃油经济性提高和非化石能源对减少碳排放贡献率分别为47%和48%，是造成交通碳排放量与交通用能脱钩的原因，交通用能与交通二氧化碳排放关系如图11所示。

图11 交通用能与交通二氧化碳排放关系

4.2.3 油品质量与结构变化促进交通排放清洁化

2020年之前，国家对汽油、柴油和船用燃料油质量升级要求基本明确，其中汽油和柴油硫含量由1 000~2 000 µg/g降至10 µg/g，未来继续下降空间不大。船燃硫含量由2 000 µg/g即将降至500 µg/g，未来可能进一步降低。国家尚未对煤油硫含量明确限制，航煤排放于大气层之外，全球对其环保要求较少。炼厂生产煤油中硫含量主要由原油硫含量以及加氢深度决定，国内大部分来自于直馏航煤，硫含量在200~1 400 µg/g之间，3号航煤标准硫含量要求不超过2 000 µg/g（英国要求3 000 µg/g）。

2000—2020年，成品油质量升级效果显著，当前交通能源硫排放总量已减少至2002年的1/3。由于汽油、柴油和燃料油质量标准中硫含量大幅降低，煤油占交通燃料比重较低（9%~13%），主要交通燃料二氧化硫总排放量明显减少，由以汽柴油排放为主变为以煤油排放为主，燃料油排放量不断降低。2020—2050年，如果煤油硫含量一定程度降低，随着煤油消费量的提高（占交通燃料比重由13%提升至22%），未来硫排放呈现小幅降低趋势。主要交通燃料二氧化硫排放量估算如图12所示，不考虑航煤，交通能源SO2排放估算如图13所示。

图12 主要交通燃料SO2排放量估算

图13 不考虑航煤，交通能源SO2排放量估算

如果不考虑航煤，未来交通能源硫排放规模不断减少，2050年是当前的15%左右。汽柴油消费放缓，以及燃料油低硫化是主要原因。

除了继续加快油品质量升级之外，车船结构升级同步加快。《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中提到大力推进国Ⅲ及以下排放标准营运柴油货车提前淘汰更新。2020年底前，京津冀及周边地区、汾渭平原淘汰国Ⅲ及以下排放标准营运中型和重型柴油货车100万辆以上。推广使用新能源汽车与达到国Ⅵ排放标准的燃气车辆。

未来，国家通过减少交通排放，发展清洁、低碳交通能源体系，建设美丽中国，实现生态文明社会的目标将更快到来。

5 结论

交通能源清洁化、低碳化趋势下，建议中国炼厂加快低硫船燃生产方案研究及市场布局。传统炼油企业淘汰落后产能，为先进产能腾出发展空间，加快炼油向化工转型，提高炼厂竞争力。远期从传统炼油向智能制造、环境友好的绿色、低碳、高端产业转型发展。

八面来风

用于煤制油企业的费托合成新催化剂

荷兰Eindhoven大学与中国清洁和低碳能源研究所合作开发了一种费托合成新催化剂用于煤制油工艺，生成CO2的选择性低。大多数费托合成催化剂是Fe基，该合作研发团队发现，在费托合成过程中放出CO2是铁基催化剂不纯引起，研发团队开发了一种含纯ε碳化铁（Fe3C）的费托合成新催化剂，生成CO2的选择性很低。据称这种新费托合成催化剂在典型费托合成条件（2.3 MPa和250℃）下稳定。