探究基于模型的京津冀地区绿色轮胎节能减排效

　　2013年，我国汽车产销均达到2200万辆，随着宏观经济的稳步增长、广大三四线城市购买力不断释放以及大城市汽车置换潮出现，国内汽车产销量仍将继续保持8%～10%的增速。截止2013年，国内汽车保有量达到1.37亿辆(包括三轮汽车和低速货车1058万辆)，预计到2020年，国内汽车保有量将达到2.7亿辆。

　　由于近年来经济高速发展，对拉动相关产业、助推GDP及税收增长、解决人口就业等贡献巨大，汽车产业已成为国民经济的重要支柱产业之一。但同时，不断增长的汽车保有量使国家能源安全面临前所未有的挑战。2013年，国内石油消耗需求量对外依存度达到58.1%，临近国际公认的60%红色警戒线，由于国际政治经济、军事外交等因素错综复杂，节约能源消耗量，保障国家能源安全迫在眉睫。

　　此外，汽车保有量的突飞猛进，给大型城市的环境造成严峻考验。2013年中国空气质量最差十大城市其中包含河北省境内七个城市和天津、郑州、济南。从全国的情况来看，京津冀、珠三角、长三角三个区域污染最严重。据不完全统计，2013年京津冀地区空气质量平均超标天数比例为62.5%，其中重度污染天数比例为5.9%，严重污染天数比例为0.4%。超标天数中以PM2.5和臭氧为首要污染物的天数最多。其中，机动车尾气排放对重要污染物PM2.5的贡献率超过25%。

　　为了有效控制环境恶化和汽车尾气排放污染，国家及各级地方政府加大力度推进相关政策法规。2012年2月，环境保护部发布《关于实施<环境空气质量标准> (GB 3095-2012) 的通知》;国务院在2012年8月发布《节能减排“十二五”规划》;2013年9月，国务院发布《大气污染防治计划》;环保部、发改委等多部门联合发布《京津冀及周边地区落实大气污染防治行动计划实施细则》等一系列文件。京津冀三地经济协同发展已上升到国家战略;另一方面，京津冀三地因生态环境唇齿相依，“抗霾一体化”形势逼人，环保领域的三地协同跨地区合作成为解决问题的有效选择。

　　绿色轮胎是在保证轮胎基本安全性能(如抓地力) 不损失的情况下，通过采用新型原料、轮胎结构的优化设计以及生产技术的升级，降低轮胎滚动阻力，达到节能减排的效果，一方面将对环境的不利影响最小化，另一方面为消费者节省燃料费用。与传统轮胎相比，绿色轮胎突显环保、节能、安全、新工艺、新材料等多方面的优势。

　　国际上，自2012年6月1日起，根据“欧盟轮胎标签法”规定，所有欧盟区域自产和销售到欧盟地区的轮胎产品，须强制加贴轮胎标签，标签包含以下三方面测试数据：噪音数值、湿地附着力等级和滚动阻力等级。不同于以往的性能认证，欧洲将着重考察在售轮胎的环保要求、湿滑路面安全性以及燃油经济性，法规适用范围包括轿车轮胎、轻卡轮胎和卡车轮胎。此外，日本引入综合性的轮胎标签标准(由日本汽车轮胎生产商会起草);韩国也引入轮胎标签机制，并且其每一等级限制也同日本和欧盟发达国家标准保持一致。

　　国内，由中国橡胶协会牵头，正在主导制定中国轮胎节能标签相关法规，2014年3月颁布试行《绿色轮胎技术规范》，以促进轮胎企业提升相关产业技术水平，并逐步与国际接轨。目前，世界主流轮胎制造商、关键原材料供应商在研发和生产绿色轮胎方面积极投入，国际巨头也越来越多地将其绿色环保轮胎引入中国销售。

　　为探讨绿色轮胎的配套使用对于节能减排的贡献度，以及为京津冀地区环境污染问题提供可行解决方案，鉴于普通子午线轮胎和绿色轮胎在生产、运输阶段能量消耗方面差异较小，因此，本文主要对轮胎使用阶段能耗差异进行分析，推算绿色轮胎节能减排效果。

　　轮胎的滚动阻力是绿色轮胎最重要的技术指标之一，它直接影响到绿色轮胎的节能减排效果。一般情况下，车辆在行驶过程中，克服轮胎滚动阻力的耗油量约占整车燃油消耗量的20%，也就是有将近20%的废气排放来自于轮胎滚动阻力。分析结果表明，轮胎滚动阻力降低20%，每公里行驶里程的CO2排放量减小4g;滚动阻力降低率与燃料消耗节约率约为5:1，即滚动阻力减小20%，则燃料节约率约4%。

　　在进行区域性汽车配套使用绿色轮胎节能减排效果分析时，主要有两方面分析模型需要建立。一是通过采用绿色轮胎替代普通轮胎，建立单车节能减排效果模型;二是结合京津冀地区汽车保有量和单车节能减排效果模型，建立地区内汽车配套使用绿色轮胎的总体节能减排效果模型。

　　(1)根据上文所述，现有绿色轮胎可降低滚动阻力20%～30%，降低油耗4%～6%，本文选用下限数值4%，每百公里行驶里程的CO2排放量减少0.4kg。单辆汽车燃油节约量和CO2排放减少量的计算模型如下：△′ (i) =ei*Li*4%△′CO2 (i) =0.4*Li/1000其中：ei代表某类单辆汽车的百公里燃油消耗量，单位L;Li代表某类单辆汽车的年均行驶里程，单位百公里;△′ (i) 代表某类单辆汽车的燃油节约量，单位L;△′CO2 (i) 代表某类单辆汽车的CO2排放减少量，单位吨;(2)地区内所有汽车燃油消耗量与排放量，以及燃油节约量与CO2排放减少量的计算模型如下：E=ΣE (i) =ΣNi*ei*LiV=ΣV (i) =ΣNi*ε*ei*Li△=Σ△ (i) =ΣNi*ei*Li*4%△CO2 =Σ△CO2 (i) =ΣNi*0.4*Li/1000其中：E 代表地区内所有汽车的总燃油消耗量; V 代表地区内所有汽车的总排放量; △代表地区内所有汽车使用绿色轮胎的总节油量;CO2代表地区内所有汽车使用绿色轮胎的CO2总排放减少量;Σ代表燃油消耗量与排放量转换系数(汽油和柴油的Σ 值分别为2.350kg/L 和2.615kg/L)。

　　(1)京津冀地区汽车保有量信息按照用途性质分为私家车、公共用途车、出租车、公交车和其它特殊用途车辆五类。

　　根据中国汽车技术研究中心统计数据、公开文献数据以及预测模型的整理分析，京津冀地区的各类汽车保有量及相关信息。

　　(2)京津冀地区节能减排效果

　　由于各地区城市路况、汽车保有量、车辆类型构成比例等关键因素具有一定差异，造成北京市、天津市、河北省三地汽车配套使用绿色轮胎节能减排效果各有不同。针对上述考虑，以绿色轮胎节能减排模型(上文所述)为计算基础，结合京津冀三地汽车保有量数据，假定前提包括以下两点：①各地区所有研究范围内汽车均使用绿色轮胎;②由于资料缺乏及避免统计口径不统一造成误差，不包含“其它特殊用途车辆”。型汽车占比。

　　(3)京津冀地区总体节能减排效果

　　由于京津两市采用“双限”制度控制汽车保有量增加，但实际上并未禁止外地牌照进入，因此计算实际在京津两市运行的汽车保有量时，需要将外地牌照车辆因素考虑在内。从实际情况出发，京津冀三地城区内汽车互为外地牌照车辆占比较高，也充分突出了本文对于京津冀地区统一测算的必要性和对真实情况反映程度。

　　参照上述模型和测算结果，进行十年时间跨度的京津冀地区汽车配套使用绿色轮胎节能减排效果分析。针对不同用途车辆，考虑到相关政府部门推广使用绿色轮胎的难易程度不同，结合不同用途车辆所占比重，进行有针对性的政策法规引导，为政府在节能减排和消费者接受间找到利益平衡点，更有利于推广使用绿色轮胎。针对2013年、2015年和2020年三个时间节点进行配套使用绿色轮胎后，节能减排效果分析。

　　(1)从国家整体环境来看，通过推广应用绿色轮胎，节能减排效果较好，不仅可应用于新车OEM，也可应用于在用车辆的更换，已逐渐为主机厂所接受，伴随相关技术进步及规模化生产，以及国家相关轮胎标准政策近期出台，未来普及应用前景看好。

　　(2)从京津冀地区层面分析，作为国内最为重要的区域共同体，也是环境污染最为严重的地区，亟需为京津冀地区政府部门提供综合的区域性节能减排手段措施，而推广使用绿色轮胎，风险小、成本较低、效果明