鐵路，可以驅散霧霾嗎？| 圖源：pixabay.com
近年來，中國經濟結構轉型的過程中，由重工業(yè)經濟向服務型經濟過渡，貨運需求逐步從大宗散貨轉型為高附加值產品。而在能源結構轉型過程中，則逐步擺脫煤炭等傳統能源的依賴，取而代之的是可靠的新能源系統。在這個過程中，鐵路是否能夠繼續(xù)承擔 “黑貨” 的運輸，并且成功轉型承接高附加值的“白貨”的運輸？
過去幾年，霧霾問題曾嚴重困擾中國的一些城市。比如，在以重工業(yè)著稱的河北省唐山市，2013年，當地全年未達到國家二級標準的天數占比將近七成，PM2.5（細顆粒物）的年平均濃度達到近120μg/m3， 是國家規(guī)定的環(huán)境空氣質量二級標準限值35μg/m3的3.5倍。作為長期列居全國337個重點城市空氣質量排名倒數十名行列的城市，唐山大氣污染物的排放也影響著周邊城市的空氣質量。以北京為例，其PM2.5源解析顯示，北京全年PM2.5來源中區(qū)域傳輸貢獻約占28-36%，在特殊重污染天氣中，區(qū)域傳輸可達50%以上。這一狀況在今天已是大幅改善。2021年，唐山空氣質量優(yōu)良天數占比超過了七成，成功退出了全國重點城市空氣質量的后十名，并進入了全國空氣質量改善幅度最大的城市前十名。唐山為治理空氣污染做了什么，其經驗對全國其他地區(qū)有何借鑒意義？
圖1 唐山市空氣質量指數，2013年12月-2022年10月 | 圖源：aqistudy.cn
作為重工業(yè)大市，冶金行業(yè)是唐山PM2.5的主要來源；同時，由于鐵礦石運輸長期依賴于重載柴油貨車的公路運輸，汽車尾氣污染，特別是柴油卡車的污染也不容忽視。空氣質量的變化并不是一個簡單的因果等式，污染貢獻大的就一定導致當地的霧霾。這其中還有很多其他的影響因素，比如氣候溫度，空氣中各個污染物的占比，地理環(huán)境對當地空氣質量的影響等。這也就是為什么在各地的污染物組分中，二次污染物占了很大的比例，但是又無法對二次污染物再次劃分源頭。河北省環(huán)境科學研究院院長馮海波表示，對于污染治理，不能光治理首要污染源，“揚塵、汽車尾氣、工業(yè)污染也應當一起治理，這樣才能最終取得好的效果”。用于貨物運輸的重載柴油貨車是京津冀地區(qū)PM2.5的第三大污染源，也是導致唐山空氣污染、碳排放和交通擁堵的主要源頭之一。唐山市的重載柴油貨車將近10萬輛，每年柴油消耗量高達200多萬噸。由于運輸需求量巨大，重載車超限超載運輸、尾氣排放、飄灑揚塵問題突出，形成了環(huán)繞城市的多條 “污染帶”，導致唐山市甚至其周邊地區(qū)空氣污染嚴重。在針對其支撐產業(yè)—鋼鐵行業(yè)的超低排放要求中，唐山市將運輸排放納入了考核。從2018年開始，所有唐山港進口的鐵礦石都必須通過鐵路運輸，以避免使用重載柴油貨車。這一舉措，或被常常簡稱為 “公轉鐵”，也是我國第一次落地實施運輸結構調整戰(zhàn)略的具體實踐。這一舉措，需要（鋼鐵）企業(yè)、港口和鐵路系統的協作，來建設完善（鋼鐵）企業(yè)和碼頭專用線場站間專用軌道，并且配備專用的鐵路運輸漏斗車及裝卸設備等基礎配套設施。由于唐山地區(qū)部分鋼鐵廠不具備鐵路進廠條件，鐵路運輸無法實現，唐山市選擇撥款支持小型鋼鐵企業(yè)搬至港口附近，以采用傳送帶運輸。國際清潔交通委員會（ICCT）研究表明，在日常進出港區(qū)的情境下，唐山港區(qū)進口鐵礦石的“公轉鐵”項目可以每天減少約3萬車次柴油卡車的運輸需求，減少至少80%的柴油消耗和90%的大氣污染物。此外，由于中國鐵路主要使用電力機車頭，電氣化比例超過70%，鐵礦石運輸環(huán)節(jié)的 “零排放” 還有利于鋼鐵企業(yè)超低排放目標的實現。
圖2 2013-2021年河北省四項主要污染物年平均濃度變化 | 數據來源：河北省生態(tài)環(huán)境廳，2022
唐山要求鋼鐵行業(yè)使用鐵路來替代重載柴油車運輸鐵礦石、降低運輸污染的這一舉措，被稱為 “公轉鐵” 或 “運輸結構調整”，成為中國近年來綠色可持續(xù)運輸、減污降碳的重要方針。這一試點經驗是可復制的嗎？其他地區(qū)需要運輸結構調整嗎？大力推進 “公轉鐵” 能否幫助各地改善空氣質量？2021年，中國的貨運總量為521.6億噸，其中，鐵路的發(fā)送總量在48億噸，占運輸總量的10%不到。在運輸的貨品中，煤炭、鐵礦石等大宗型散貨，俗稱“黑貨”，是中國運輸市場的主要流通品，也是工業(yè)電力發(fā)展的重要支撐。2019年，中國煤炭運輸需求量近45億噸，公路重型貨車運煤的占比長期保持在56%以上，鐵路運量不到煤炭運輸需求量的30%。雖然每年鐵路的貨運總量中一半是煤炭，但鐵路仍不是煤炭主要運輸方式。
圖3 2019年鐵路運輸重量分貨類構成 | 數據來源：統計年鑒2021，圖源：ICCT
過度依賴于重載柴油貨車運輸，使其承擔一半以上的煤炭運輸，無疑給中國的公路運輸增加了很多負擔和壓力，不僅增加擁堵，且?guī)憝h(huán)境負擔。中國汽車技術研究中心北京工作部的研究表明，中國公路貨物運輸超載超限運輸現象普遍，帶來一系列安全隱患，且公路貨運車輛普遍行駛速度較低，平均速度不到60公里/小時（高速公路貨車限速90公里/小時）。這有違我們對于大噸位煤炭或者 “黑貨” 運輸方式的定位。一般來說，就大噸位的煤炭運輸而言，鐵路通常是最節(jié)能也最可行的一種長距離陸上運輸方式。以美國的數據為例：煤炭是美國鐵路運輸貨品中最重要的貨品，約占美國貨運列車總裝車貨運量的14%，美國鐵路始發(fā)貨運量的25%，超過任何其他商品。美國的鐵路對于煤炭運輸幾乎有著壟斷地位，約70%的煤炭（按重量記）是全程或者部分路程通過鐵路運輸。可以說，唐山曾經的 “公轉鐵” 是具有一定代表性，而大量的 “黑貨” 運輸需求，使得唐山的經驗有必要供中國其他地區(qū)參考。如果能將大部分的“黑貨” “公轉鐵”，很大程度上就能減少對于公路運輸的依賴，減緩交通擁堵的同時降低柴油貨車的使用，削減柴油使用量，并大幅改善柴油貨車造成的空氣污染。除了針對 “黑貨”，其他貨品也應該考慮更多的使用更節(jié)能、更清潔的運輸方式?？傮w來說，中國依賴于重載柴油貨車來承擔貨物運輸的主心骨，2021年的貨運量中，公路達到了391億噸，貢獻了75%的運輸量。柴油貨車帶來的污染問題也日漸嚴重。雖然貨運卡車僅占道路車輛總量的10.9%，但其產生的氮氧化物（NOX）和顆粒物（PM）排放量分別占汽車排放總量的83.5%和90.1%。氮氧化物和顆粒物都是大氣主要污染物。在陽光助力下，氮氧化物還能和大氣中其他污染物發(fā)生光化學反應，升高低空臭氧濃度；高濃度、近地面的臭氧會刺激和損害眼睛、呼吸系統等黏膜組織，也會對農作物、植被和建筑材料等產生一定的負面影響。而顆粒物，特別是直徑小于2.5微米的細顆粒物會誘發(fā)呼吸系統疾病，引發(fā)癌癥等，同時也會降低能見度，形成我們所熟悉的 “霧霾”。
圖4 2021年柴油貨車污染物排放量分擔率 | 數據來源：生態(tài)環(huán)境部，2021
中國運輸市場過度依賴于重載柴油貨車，也體現在長距離運輸上，這對于整個市場的綠色低碳目標來說并不友好。交通運輸部的數據顯示，41%公路貨車的平均運輸距離超過800公里，其中更有約三分之一的運輸距離超過1200公里。一般來說，公路的日均平均運輸距離在200-350公里，比較適合中、短距離運輸；而鐵路、水路及航空運輸則更適合于中、長距離的運輸，其運距一般超過800-1000公里。依賴于重型柴油貨車來擔當長距離運輸的主心骨，勢必會對運輸的時間、運輸的效率產生一定的負面影響，增加公路擁堵的問題，并且長時間長距離的駕駛也會產生各種安全隱患。在目前的技術和運輸載荷水平下，鐵路是最為節(jié)能的交通運輸方式，更能匹配長距離的運輸。數據顯示，公路運輸的綜合能耗運輸水平為鐵路的10倍以上，其完成單位貨物周轉量所消耗的能源約為鐵路18倍。不像水路運輸受限于河道，鐵道網絡的建設基本做到可以和公路網絡一樣發(fā)達；且不像航空運輸價格高昂。因此，調整運輸結構，促使鐵路更多的投入、引領長距離的運輸可以優(yōu)化中國的運輸市場，減少公路的負擔，提升整個運輸市場的效率。一直以來，中國是石油進口大國，2020年對原油進口依賴度達到了73.6%，而隨著國際油價走高，中國進口石油的成本價格也在急速增長，運輸結構調整可以整體降低對柴油的依賴。雖然鐵路更清潔、高效，但一直以來鐵路在大家的印象中都是運輸煤炭、鐵礦石等 “黑貨” 的主要運輸方式。而中國這些年在經濟結構轉型過程中，由重工業(yè)經濟向服務型經濟過渡，貨運需求將逐步從大宗散貨轉型為高附加值產品；而在能源結構轉型過程中，也逐步擺脫煤炭等傳統能源的依賴，取而代之的是可靠的新能源系統。在這個過程中，鐵路是否能夠繼續(xù)承擔 “黑貨” 的運輸，并且成功轉型承接高附加值的 “白貨” 的運輸？事實上，中國鐵路已經開始在運輸高附加值產品上有了突出表現。從對商用車的運輸方式的追蹤中，我們發(fā)現中國乘用車產品的運輸趨勢已經開始從公路運輸轉向鐵路和水路。2015 年，公路運輸在乘用車運輸市場中居主導地位，份額占比約為83%（按車輛數量計），而鐵路和水路占比不足15%。在運輸結構調整的政策影響下，交通部、公安部、工信部等于2016年針對車輛運輸車的運營聯合發(fā)布了工作方案，治理違規(guī)改裝、超載超限運營的車輛，整改不合規(guī)的車輛，并引導商用車整車物流企業(yè)積極拓展新的運輸方式、探索多式聯運等先進運輸組織模式，優(yōu)化公路運輸，提高運輸效率。2015-2019四年之內，商用車鐵路運輸的份額從 8.6% 增加至 29.2%，水路運輸的份額從 8.5% 增加至 15.1% 。盡管公路仍然是運輸乘用車產品的主要方式，但是鐵路和水路運輸合計占據了近 45% 的運輸份額，并且這種趨勢在未來幾年有望繼續(xù)增加。
圖5 中國乘用車運輸量分運輸模式構成（按車輛數量計）| 圖源：ICCT
商用車運輸 “公轉鐵” “公轉水” 的成功案例預示著鐵路運輸有著巨大的運輸高附加值的潛力，而不是僅局限于低附加值的、大宗散貨。特別是在近些年經濟結構、能源結構轉型的過程中，鐵路更是可以大膽地嘗試創(chuàng)新轉型。在中國鐵路運輸重量分貨類構成中（圖3），值得關注的是中國鐵路集裝箱的運輸已經占到了總量10%左右，躋身成為鐵路運輸的十大主要貨品之一。數據顯示，鐵路集裝箱鐵水聯運則在2021年達到了751萬標準箱，以年均10%以上增速在近十年來迅速增長。雖然現在集裝箱鐵水聯運仍然不足港口集疏運5%，但據行業(yè)協會預測，這個比例在未來五年內會超過7%，各別領軍的主力港口更有望達到25%。此外，鐵路也成為了我國和 “一帶一路” 沿線國家國際貿易的重要橋梁。自2011年來 “渝新歐” 國際鐵路聯運大通道（中歐班列）的開通，近年來，中歐班列開行數量實現爆發(fā)性增長，2021年，中歐班列全年開行1.5萬列，發(fā)送146萬標準集裝箱，聯通歐洲21個國家92個城市，充分體現了鐵路轉型的潛能。這一轉型的過程早年間在美國的鐵路系統中也有所體現。自2010年以來，隨著更便宜的天然氣和可再生能源的供應，美國迎來了燃煤發(fā)電的淘汰浪潮，在日益嚴格的環(huán)境標準和巨大的經濟壓力下，其能源結構在逐步向更清潔轉型，因此煤炭需求量被大幅削減，其運輸的需求也自然減少。面對這一挑戰(zhàn)，美國的鐵路在壟斷煤炭的運輸前提下，也在尋求貨品運輸的多樣化。因而，在放松管制深入市場化后，美國鐵路則是轉型成為了多式聯運的領頭羊。美國多式聯運的運輸周轉量（運輸周轉量指的是各種運輸工具運送的貨物數量與其相應運輸距離的乘積之總和）從1993年的7%增長到了2017年的21%，運輸量也從2%增長到了6%，其中，絕大多數的增長來自于長距離的公鐵聯運。多式聯運也帶來了更加豐富的貨品類型。從美國2018年的數據來看，多式聯運的貨品中高附加值的工業(yè)制造產品，例如金屬制品、塑料橡膠的重量占比達到了10%左右，其運輸周轉量占比更是達到了15%左右。多式聯運也促進了美國鐵路的運輸距離，其平均運距也從1997年750公里增長到1700公里。中美兩國的數據顯示，鐵路有著充分的潛力再次成為運輸系統的主干骨。其實，鐵路被稱為 “鐵老大”，也是因為其曾經的壟斷地位。從運輸量來看，1978年中國鐵路的發(fā)送總量占到運輸總量的35%，而運輸周轉量，則一度高達整個貨運體系的72%。這個占比體現了鐵路曾經不僅僅是運輸的量大，更是長距離運輸的骨干。事實上，自2017年起，中國就開始實施運輸結構調整戰(zhàn)略，并逐步向綠色、可持續(xù)貨運體系發(fā)展轉型。多項中央或地方層面的調整運輸結構的政策，都要求煤炭等大宗貨物運輸由公路運輸轉向鐵路和水路，并且到2020 年，實現中國鐵路貨運量較2017 年增加11 億噸，增長30%。在最新的 “十四五” 規(guī)劃和2035年遠景目標綱要中，“公轉鐵” “公轉水” 依然是運輸結構調整重要的戰(zhàn)略之一，要求到2025年，全國鐵路和水路貨運量比2020年分別增長10%和12%左右。2020年，中國鐵路的電氣化水平已經達到74.9%，居世界第一，在高度電氣化的進程下，鐵路是各類型運輸工具中數一數二高效、綠色的運輸形式。對比重型柴油卡車等仍在零排放、電氣化的進程初期，鐵路的降污減碳的潛能不言而喻。同時，鐵路的貨運鐵軌總長度超過10萬公里，覆蓋99%的20萬人口及以上城市，發(fā)達的鐵路網絡為鐵路更好的鏈接其他運輸方式，促進多式聯運提供了基礎，在近期的《建設國家綜合性立體交通網規(guī)劃綱要》中，貨運樞紐的發(fā)展也被提到了重中之重，為鐵路發(fā)揮其長距離運輸綠色高效優(yōu)勢做好了充分的準備。隨著運輸結構調整的逐步完善，鐵路優(yōu)勢的充分發(fā)揮，運輸系統能進一步邁向綠色高效，我們的空氣質量將會有進一步的改善。
參考文獻:河北省生態(tài)環(huán)境廳（2022）全省PM2.5年均濃度進入“30+”時代，藍天保衛(wèi)戰(zhàn)取得歷史性突破。http://hbepb.hebei.gov.cn/hbhjt/xwzx/jihuanyaowen/101640586586482.html
交通運輸部（2022）2021年交通運輸行業(yè)發(fā)展統計公報。http://www.gov.cn/xinwen/2022-05/25/content_5692174.htm
國家統計局（2021）中國統計年鑒。http://www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/2021/indexch.htm
International Maritime Organization (IMO) (2009). Second IMO GHG study 2009. https://wwwcdn.imo.org/localresources/en/OurWork/Environment/Documents/SecondIMOGHGStudy2009.pdf
生態(tài)環(huán)境部（2021）中國移動源環(huán)境管理年報。https://www.mee.gov.cn/hjzl/sthjzk/ydyhjgl/202109/t20210910_920787.shtml
