國(guó)際能源署、國(guó)際鐵路聯(lián)盟發(fā)布《鐵路的未來—能源和環(huán)境的機(jī)會(huì)》

翻譯：Mirakuru@ERR能研微訊團(tuán)隊(duì)

編輯：Yeti@ERR能研微訊團(tuán)隊(duì)

2019年1月30日，國(guó)際能源署、國(guó)際鐵路聯(lián)盟發(fā)布《鐵路的未來—能源和環(huán)境的機(jī)會(huì)》，本訂閱號(hào)研究團(tuán)隊(duì)特對(duì)報(bào)告的執(zhí)行摘要進(jìn)行了翻譯并在此分享給各位，歡迎大家積極轉(zhuǎn)發(fā)擴(kuò)散！

執(zhí)行摘要不同鐵路服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施的分類

鐵路作為客運(yùn)和貨運(yùn)的支柱之一，在運(yùn)輸部門擁有長(zhǎng)期主導(dǎo)的地位。如今，傳統(tǒng)鐵路提供了世界上近六分之一的城市周邊及城市間長(zhǎng)途客運(yùn)。高速鐵路為短途內(nèi)陸航線提供了高質(zhì)量的替代品。在城市里，地鐵和輕軌為公路旅行提供了可靠、經(jīng)濟(jì)、快速的替代方案，減少了交通擁堵、二氧化碳（CO2）排放以及當(dāng)?shù)匚廴?。貨運(yùn)鐵路使大型貨物實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，從而能夠與其他資源完成貿(mào)易，并為主要產(chǎn)業(yè)集群的運(yùn)作提供了便利。

1995~2016年軌道長(zhǎng)度（按區(qū)域或網(wǎng)絡(luò)類型劃分）

歐亞貨運(yùn)鐵路走廊

鐵路是效率最高、排放最低的運(yùn)輸方式之一。由于對(duì)電力的嚴(yán)重依賴，它對(duì)能源的消費(fèi)也是多樣化的。鐵路網(wǎng)絡(luò)承載著全球8%的機(jī)動(dòng)客運(yùn)和7%的貨運(yùn)，但只占運(yùn)輸部門能源使用的2%。鐵路服務(wù)每天消耗的石油不到60萬桶（約占全球石油使用量的0.6%），約290太瓦時(shí)（占全球用電量的1%以上）。它們約占化石燃料燃燒直接二氧化碳排放量的0.3%，以及與能源有關(guān)的細(xì)顆粒物（PM2.5）排放量的0.3%。列車運(yùn)營(yíng)的高效率意味著鐵路節(jié)省的石油比其實(shí)際消費(fèi)的石油更多。如果鐵路目前提供的所有服務(wù)都是由汽車和卡車等公路運(yùn)輸提供的，那么世界上與運(yùn)輸有關(guān)的石油消費(fèi)量將增加800萬桶/日（15%），與運(yùn)輸有關(guān)的溫室氣體排放量將增加1.2吉噸（Gt）CO2當(dāng)量（CO2-eq）。

2000~2017年城市鐵路網(wǎng)的眼神 （地鐵和輕軌）（左），1970~2017年開通新的地鐵系統(tǒng)（右）

如今，大多數(shù)鐵路網(wǎng)位于印度、中國(guó)、日本、歐洲、北美和俄羅斯聯(lián)邦，而地鐵和輕軌網(wǎng)絡(luò)則在世界大多數(shù)主要城市運(yùn)營(yíng)。全球約90%的傳統(tǒng)鐵路客運(yùn)發(fā)生在這些國(guó)家和地區(qū)，印度處于領(lǐng)先地位，占39%，其次是中國(guó)（27%）、日本（11%）和歐盟（9%）。在全球范圍內(nèi)，約四分之三的傳統(tǒng)客運(yùn)鐵路使用電力，其余四分之一依靠柴油。在高鐵和地鐵領(lǐng)域進(jìn)行大量投資方面，中國(guó)最引人注目，在短短十年內(nèi)，中國(guó)的高鐵網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度已超過所有其他國(guó)家。如今，中國(guó)約占世界高鐵總里程的三分之二，已經(jīng)超過了日本和歐盟。城市軌道交通活動(dòng)的區(qū)域分布更加均衡；中國(guó)、歐盟和日本各有約五分之一的城市客運(yùn)鐵路活動(dòng)。高速和城市鐵路都完全由電力供電。貨運(yùn)集中在中國(guó)和美國(guó)，每個(gè)國(guó)家約占全球鐵路貨運(yùn)活動(dòng)的四分之一，俄羅斯聯(lián)邦（"俄羅斯"）占五分之一。盡管貨運(yùn)鐵路電氣化面臨的挑戰(zhàn)比其他鐵路類型都大，但全球一半的貨運(yùn)都依賴電力。

2013~2017年每個(gè)城市居民的平均年度地鐵出行情況（左）和地鐵網(wǎng)絡(luò)利用率（相對(duì)于高鐵），2017年（右）

鐵路的未來將取決于它如何應(yīng)對(duì)不斷增長(zhǎng)的運(yùn)輸需求和競(jìng)爭(zhēng)運(yùn)輸方式不斷增加的壓力。發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體和新興經(jīng)濟(jì)體的收入和人口增加導(dǎo)致對(duì)出行的強(qiáng)勁需求，但社會(huì)考慮以及對(duì)速度和靈活性的需求往往有利于汽車保有量和航空旅行。收入的增長(zhǎng)也推動(dòng)了貨運(yùn)需求的增長(zhǎng)，在貨運(yùn)方面，較高的收入加上數(shù)字技術(shù)，大幅增加了對(duì)快速交付價(jià)值更高、價(jià)格更輕的商品的需求。鐵路部門在爭(zhēng)奪商業(yè)方面具有重要優(yōu)勢(shì)，但這將需要對(duì)鐵路基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行更多的戰(zhàn)略投資，進(jìn)一步努力提高其商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和技術(shù)創(chuàng)新。

1995~2016年傳統(tǒng)鐵路基礎(chǔ)設(shè)施軌道開發(fā)

2010年和2017年按重點(diǎn)區(qū)域劃分的高鐵軌道長(zhǎng)度

1995~2017年城市鐵路活動(dòng)（左）和2017年城市鐵路在客運(yùn)鐵路總數(shù)中所占份額（右）

最常用的地鐵和輕軌系統(tǒng)

2000~2017年運(yùn)輸部門中的最終能源使用情況（按區(qū)域和方式劃分）

2000~2017年鐵路運(yùn)輸最終能源需求（按區(qū)域和類型劃分）

2000年和2017年鐵路運(yùn)輸最終能源需求（按區(qū)域和類型劃分）

在基礎(chǔ)情景中，根據(jù)目前處于不同建設(shè)和規(guī)劃階段的項(xiàng)目，到2050年，對(duì)鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的年度投資增加到3150億美元。在這種情景（政策制訂中未對(duì)鐵路方面增加新的重視）中，城市鐵路的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度最快。在過去五年內(nèi)，正在建造或計(jì)劃建造的地鐵線路的長(zhǎng)度是1970年~2015年期間任何五年期間修建的線路的兩倍。其結(jié)果是城市鐵路客運(yùn)空前增長(zhǎng)；2050年的全球城市鐵路活動(dòng)比目前的水平高出2.7倍。印度和東南亞的增長(zhǎng)最為強(qiáng)勁；盡管基數(shù)較低，城市鐵路客運(yùn)增長(zhǎng)了7倍多。在當(dāng)今城市鐵路活動(dòng)最多的3個(gè)國(guó)家，中國(guó)的城市鐵路活動(dòng)增長(zhǎng)了3倍多，日本增長(zhǎng)了25%，歐盟增長(zhǎng)了45%。

基礎(chǔ)情景中的全球常規(guī)鐵路網(wǎng)擴(kuò)展和活動(dòng)?；顒?dòng)（左），2017~50年和傳統(tǒng)鐵路延伸的區(qū)域分布（右），2050年

2017年和2050年基礎(chǔ)情景中全球地鐵和高鐵（按軌道公里和區(qū)域劃分）

基礎(chǔ)情景中還可以看到高鐵網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)勁增長(zhǎng)，尤其是在未來十年。與過去十年的情況一樣，中國(guó)在高鐵開發(fā)中占很大比例；從現(xiàn)在到2050年，這些項(xiàng)目中將近一半在中國(guó)。其結(jié)果是高鐵的強(qiáng)勁活動(dòng)增長(zhǎng)：中國(guó)的客運(yùn)量增長(zhǎng)了三倍多，而日本的客運(yùn)量增長(zhǎng)了85%，歐盟增加了66%。印度的非城市鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)特別引人注目，支持了到2050年在世界任何地方都無與倫比的客運(yùn)量。

基礎(chǔ)情景中現(xiàn)有和規(guī)劃中的高鐵開發(fā)情況

基礎(chǔ)情景中鐵路活動(dòng)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)增加了鐵路對(duì)能源的需求：到2050年，鐵路用電量或?qū)⑦_(dá)到近700太瓦時(shí)。到2050年，97%的客運(yùn)鐵路和三分之二的貨運(yùn)發(fā)生在電氣化鐵路上，這意味著鐵路仍然是所有運(yùn)輸方式中最電氣化的。然而，與鐵路通過分流其他模式的交通來節(jié)省的能源相比，鐵路的能源使用顯得微不足道。到2050年，如果所有鐵路服務(wù)都由汽車和卡車提供，石油需求將比基礎(chǔ)情景高出950萬桶/日（即16%）。到2050年，運(yùn)輸產(chǎn)生的溫室氣體排放量將比基準(zhǔn)情景增加1.8吉噸（Gt）二氧化碳當(dāng)量（即13%）。細(xì)顆粒物（PM2.5）排放量或?qū)⒃黾?4萬噸。

2017年、2030年和2050年基本方案中所有運(yùn)輸方式對(duì)應(yīng)的客運(yùn)活動(dòng)（按地區(qū)（左）和模式（右）劃分）

高鐵情景探討了如何進(jìn)一步利用這些好處。該情景基于3個(gè)支柱：通過確保最大限度地使用鐵路網(wǎng)、消除技術(shù)壁壘和將鐵路服務(wù)與現(xiàn)有移動(dòng)組合無縫整合，最大限度地降低單乘客—公里或噸—公里的出行成本。最大限度地利用鐵路系統(tǒng)的收入，例如通過"土地價(jià)值獲取"，即利用火車站的"整合"能力，使其附近的商業(yè)和住宅物業(yè)因出行選擇的改善而增值和增加更大的活動(dòng)，并利用這一價(jià)值為鐵路系統(tǒng)提供資金。執(zhí)行政策，確保所有形式的運(yùn)輸都能為其產(chǎn)生的影響支付足夠的費(fèi)用。傳統(tǒng)上，這是通過燃油稅實(shí)現(xiàn)的，但是道路定價(jià)，特別是擁堵收費(fèi)，也可能有效推進(jìn)。

不同城市交通系統(tǒng)的能源強(qiáng)度和乘客吞吐量

開通高鐵后選定航線乘客活動(dòng)的平均變化

相對(duì)于2017年，高鐵和基礎(chǔ)情景中的鐵路網(wǎng)增加

2017年和2050年高鐵情景中地鐵網(wǎng)絡(luò)建設(shè)情況（按地區(qū)劃分）

2017年和2050年基礎(chǔ)情景和高鐵情景中高鐵網(wǎng)絡(luò)建設(shè)（按國(guó)家劃分）

在高鐵情景中，全球鐵路客運(yùn)活動(dòng)增長(zhǎng)較2050年的基礎(chǔ)情景中對(duì)應(yīng)的活動(dòng)增長(zhǎng)高出60%，貨運(yùn)活動(dòng)也比基礎(chǔ)情景中的高出14%。城市鐵路擁有最大的額外增長(zhǎng)潛力：2050年的地鐵和輕軌活動(dòng)比基礎(chǔ)情景高出2.6倍，集中在中國(guó)、印度和東南亞人口密集的城市。高鐵方案還抓住了高鐵為短途內(nèi)客運(yùn)航空服務(wù)提供可靠、方便和價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的替代方案的潛力。高鐵在高鐵情景中的活動(dòng)比基礎(chǔ)情景高出85%，反映了對(duì)這一模式的戰(zhàn)略投資。

高鐵情景中相對(duì)于基礎(chǔ)情景中的乘客活動(dòng)變化（2020-50年）

與基礎(chǔ)情景相比，2050年高鐵情景中按模式分列的全球非城市客運(yùn)活動(dòng)

2030年和2050年高鐵路和基地情景中水陸運(yùn)輸活動(dòng)（左）和貨運(yùn)鐵路活動(dòng)（右）的變化

積極、戰(zhàn)略性地部署鐵路可能會(huì)導(dǎo)致全球交通領(lǐng)域中的二氧化碳排放量在二十一世紀(jì)三十年代末達(dá)到峰值。到2050年，高鐵情景中的石油使用量相較基礎(chǔ)情景低1000萬桶/日。溫室氣體排放量降低0.6吉噸二氧化碳當(dāng)量，PM2.5排放量減少約22萬噸，后者主要是由于汽車和卡車的車輛總公里數(shù)減少。主要是由于城市和高鐵運(yùn)營(yíng)的增加，2050年鐵路用電量比基礎(chǔ)情景高360太瓦時(shí)，比基礎(chǔ)情景高50%，這一增幅大致相當(dāng)于目前的總用電量。泰國(guó)和越南的總和。

2017年和2050年基準(zhǔn)和高鐵情景中鐵路對(duì)能源的需求（按活動(dòng)和燃料類型劃分）

預(yù)計(jì)鐵路能源需求增長(zhǎng)（按區(qū)域分列）

2017-50 高鐵情景中燃料燃燒產(chǎn)生的直接二氧化碳排放

列車和鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的高鐵情景中的年均投資為7700億美元，比基礎(chǔ)情景的投資增加60%。增加的投資的最大部分用于城市鐵路（近1000億美元）和高鐵（700億美元）的基礎(chǔ)設(shè)施；相比之下，這些火車的額外費(fèi)用很少。由于這些投資，與基礎(chǔ)方案相比，2050年燃料支出減少了約4500億美元。到本世紀(jì)中期，印度可以節(jié)省多達(dá)640億美元的燃料支出。

2015~2050年基礎(chǔ)和高鐵情景下所有模式的運(yùn)輸車輛和基礎(chǔ)設(shè)施（左）和火車（右）的平均年化支出

印度的鐵路活動(dòng)—本報(bào)告中的一個(gè)特別重點(diǎn)—將較任何其他國(guó)家增長(zhǎng)幅度都大。印度的客運(yùn)量將達(dá)到全球活動(dòng)的40%。印度的鐵路運(yùn)輸已居世界前列，在客運(yùn)量方面僅次于中國(guó)，在貨運(yùn)方面位居第4。鐵路仍然是印度連接許多城市和地區(qū)的主要運(yùn)輸方式。印度鐵路也是印度最大的雇主。因此，印度的鐵路網(wǎng)有時(shí)被稱為國(guó)家的生命線。保證為全體民眾提供負(fù)擔(dān)得起的鐵路乘客出行一直是印度的優(yōu)先事項(xiàng)。如今，印度的鐵路乘客行駛了1.2萬億公里，超過了汽車行駛的距離；約三分之一的地面貨運(yùn)量是通過鐵路運(yùn)輸?shù)?，按照全球?biāo)準(zhǔn)，這一比例非常高。到目前為止，煤炭是今天印度貨運(yùn)列車上攜帶的主要商品。

2017年印度鐵路網(wǎng)

印度鐵路正率先開展一系列雄心勃勃的事業(yè)。第一條高鐵線路已開工建設(shè)。地鐵線路的總長(zhǎng)度規(guī)劃在未來幾年內(nèi)增加兩倍多。規(guī)劃在2020年形成兩條專門的貨運(yùn)走廊。該國(guó)將把最可利用的鐵路線路的現(xiàn)有運(yùn)力增加一倍，甚至可能增加兩倍，其目標(biāo)是到2022年使整個(gè)寬軌網(wǎng)絡(luò)電氣化。隨著這些措施和其他措施在基地方案中的實(shí)施，到2050年，鐵路客運(yùn)幾乎增加了兩倍，貨運(yùn)比目前水平增加了一倍多。鐵路運(yùn)營(yíng)用電量增加了近6倍，達(dá)到近100太瓦時(shí)，高度利用的走廊的電氣化導(dǎo)致鐵路用油量減少至目前水平的10%以下，到2050年達(dá)到3000桶/日。與其他國(guó)家一樣，印度的鐵路能源的節(jié)約和排放量的減少超過了實(shí)際消耗的能源和排放量：在基礎(chǔ)情景中，2050年的鐵路活動(dòng)使石油需求減少了160萬噸/日，溫室氣體排放量減少了2700萬噸二氧化碳當(dāng)量，PM2.5排放量減少了8000噸。

印度現(xiàn)有和正在建設(shè)的地鐵系統(tǒng)

2017年印度能源強(qiáng)度（按運(yùn)輸方式劃分）

除了基礎(chǔ)情景中反映的目標(biāo)外，印度有可能成為其他新興經(jīng)濟(jì)體的榜樣。在高鐵方案中，印度進(jìn)一步增加了對(duì)鐵路的投資，委托高鐵連接"黃金四邊形"沿線的每個(gè)主要城市，實(shí)現(xiàn)到2050年將城市地區(qū)鐵路份額增加一倍的目標(biāo)并建造專門的貨運(yùn)走廊，連接所有最大的貨運(yùn)樞紐。與基本設(shè)想方案相比，公路和航空運(yùn)輸活動(dòng)的轉(zhuǎn)移使石油消費(fèi)量減少了150萬桶/日，并使溫室氣體排放量進(jìn)一步減少了315噸二氧化碳當(dāng)量和6000噸PM2.5。

兩個(gè)類別—城鐵和高鐵—或?qū)橛《纫约叭澜鐜砭薮罄?。在快速城市化的時(shí)代，城市鐵路系統(tǒng)可以為公路旅行提供可靠、實(shí)惠、有吸引力和快速的替代方案：地鐵和輕軌可以減少交通擁堵，增加交通最繁忙的走廊的吞吐量，減少當(dāng)?shù)氐慕煌ㄎ廴疚锖蜏厥覛怏w排放。通過協(xié)調(diào)規(guī)劃，城市鐵路系統(tǒng)增加了高密度地區(qū)的吸引力，并提升了大都市的整體經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、平等、安全、復(fù)原力和活力。高鐵可以為短途內(nèi)航班提供高質(zhì)量的替代品。隨著收入的增加，對(duì)客運(yùn)航空的需求將繼續(xù)快速增長(zhǎng)，而客運(yùn)航空是一種極其困難和昂貴的去碳化方式。如果以舒適和可靠的設(shè)計(jì)作為關(guān)鍵的性能標(biāo)準(zhǔn)，高速鐵路可以提供一個(gè)有吸引力的低排放替代飛行。

在基礎(chǔ)情景中2017~2050年印度的客運(yùn)和貨運(yùn)活動(dòng)（按模式劃分）

高鐵情景下印度的高鐵網(wǎng)絡(luò)

2017年和2050年印度運(yùn)輸能源需求總量（按情景劃分）