铁路交通的发展与项目生态环境效益评估框架

　　文章来源：微信公众号中债资信

　　摘要

　　铁路交通具有运量大、速度快、不易受恶劣气候条件影响等优点，同时铁路建设初始投资规模大，融资需求亦很大。相比航空运输、公路运输，铁路交通的集约化和规模化的属性可减少能源的消耗及大气污染物的排放，具有良好的生态环境效益和绿色属性。

　　自2004年起至今，我国共发布了三版《中长期铁路网规划》，作为指导铁路行业发展的总方针。其中，2016年7月发布的最新规划提出“八纵八横”高速铁路主通道的构建思路，预计至2020年我国铁路网规模将增加至15万公里。我国铁路交通在投资规模、营业里程、铁路密度和技术程度等领域均取得了长足的发展。

　　虽然GBP、CBS和我国《绿色债券支持项目目录》对铁路交通项目绿色属性的定义有所差别，但铁路交通项目因具有集约化运输的特征而具备良好的生态环境效益及绿色属性，可以作为绿色债券的标的项目。基于对铁路交通项目的现有研究成果，中债资信从节能效果、减排效果、潜在环境影响等三方面，建立评估框架，对铁路交通项目的生态环境效益进行评估，确定可供具体打分评价的评估指标，并通过加权的方式，可以最终得出铁路交通项目的环境绩效表现水平，以满足具体绿色债项的绿色程度评估需求。

　　一、铁路交通的定义及其绿色属性

　　铁路交通是指利用铁路设施运送货物和旅客的一种交通方式，具有运量大、速度快、不易受恶劣气候条件影响等特点。然而，铁路交通初始投资规模大，轨道铺设受限于地形变化，难以进行跨海运输，在运用领域存在一定的局限性。

　　铁路交通承担着我国货运与客运的重要职责。货运方面，我国铁路运输的周转量虽不及水路与公路运输，但其具有跨区域动脉连接的作用，战略地位突出；客运方面，我国铁路运输的周转量在2013年前不及公路运输，但随着高铁的普及，自2013年起逐渐占据客运交通的主导地位。

　　铁路交通较其他交通方式，可更好地节约能耗并减少大气污染物的排放，具有良好的生态环境效益和绿色属性。节能方面，由于铁路运输具有显著的集约化特征，其单耗水平明显低于公路、航空、海运等其他运输途径。基于历史数据的研究表明，公路、航空、海运的平均综合单耗分别是铁路运输的20倍、80倍与3倍[1]，铁路交通节能效果明显。减排方面，电力机车不涉及化石燃料的燃烧，其大气污染物的直接排放量为零；常规内燃机车虽有大气污染物的排放，但得益于规模化的输运方式，其单位货运周转量和客运周转量的污染物排放水平仍低于其他交通方式。

　　二、我国相关的政策规划与发展现状

　　（一）相关政策

　　我国铁路交通发展的相关政策主要包括法规制度、标准规范与发展规划三大类。我国立法及其他权力机关先后发布《中华人民共和国铁路法》、《铁路安全管理条例》及相关技术政策与管理规程，以搭建我国铁路交通的政策框架。除上述法规制度外，国家每年还分批发布铁路技术标准、工程造价标准、工程建设标准等标准规范，对原有标准进行更新或细化，使铁路的标准化建设更加符合现代铁路的运输要求及安全目标。此外，为了更加明确铁路发展的方向，我国先后出台三版《中长期铁路网规划》，作为指导铁路交通发展的总方针。

　　（二）发展规划

　　我国的铁路交通建设以国家制定的规划为蓝本。自2004年起至今，我国共发布了三版《中长期铁路网规划》，作为指导铁路交通发展的总方针。

　　为适应全面建设小康社会的要求，充分发挥铁路在经济发展中的支撑作用，国务院于2004年1月批准了《中长期铁路网规划》，预计到2020年，全国铁路网规模将超过12万公里，主要繁忙干线实现客货分线，复线率和电化率分别达到50%和60%以上。

　　2008年10月，国家发改委组织修订了《中长期铁路网规划（2008年调整）》，要求加快铁路发展方式转变，并将截至2010年末的短期建设目标由8.5万公里调整为9万公里。

　　2016年7月，为应对“新常态”下经济发展的新规律，国家发展改革委会同交通运输部、中国铁路总公司联合发布了第三版《中长期铁路网规划》，将截至2020年的铁路网规模增加至15万公里，其中包括高速铁路3万公里，覆盖80%以上的大城市。同时预测至2025年，我国铁路网规模将达17.5万公里，其中包括高速铁路3.8万公里。第三版《中长期铁路网规划》更加鲜明地区分了高速铁路和普速铁路的发展方向。

　　（三）发展现状

　　从投资规模来看，“十一五”期间，我国铁路固定资产投资年均增长率约为46%；“十二五”期间，虽然受2011年“7·23甬温线特别重大铁路交通事故”影响，导致当年铁路建设明显放缓，但期间铁路固定资产投资总规模仍高达3.5万亿元，超出规划3.3万亿元约6个百分点，铁路投资规模略超预期。2016年，我国铁路固定资产投资规模萎缩，全年投资额同比下降2.7个百分点至8，015亿元，这主要是由于铁路货运量低迷、普通客车逐渐被动车组取代而导致对牵引机车的采购量下降所致。

　　从营业里程来看，我国铁路营业里程持续增长，截至2016年末已达12.40万公里。其中，高铁营业里程在经历了“从无到有”的高速增长后，近年来增长曲线逐渐下探。2016年增速降至10.90%，累计营业里程达2.2万公里，里程数仍居世界第一位。我国铁路的实际营业里程略高于对应期间的规划值，但基本保持一致。

　　从铁路密度来看，我国铁路密度随着新建铁路的投运而逐步上升。截至2016年末，我国按照国土面积计算的铁路密度为129.17公里/万平方公里，在数值上低于美国、日本、德国等发达国家水平。但考虑到我国幅员辽阔、广大西部地区铁路建设受人口与城市分布、地理和地形条件等影响较为明显，东西部地区铁路密度存在较大差异。

　　从技术程度来看，复线铁路拥有两条或两条以上正线，可提高交通量并减少速度冲突。近年来，我国复线铁路营业里程稳步增长，截至2016年末，复线铁路比例已超过50%；电气化铁路可供电力机车运行，其运输能力远超非电气化铁路。我国电气化铁路的发展趋势与复线铁路相似，营业里程逐年上升，截至2016年末，我国电气化铁路里程已达8万公里，占总里程的比例为65%。

　　（四）环境效益与环境影响

　　从环境效益的角度看，铁路交通相比其他形式的交通运输方式，在环境效益表现方面有其独特的优势。货运方面，可以运输较大规模的大宗货物，在重要运输通道上实现重载化运输，则可进一步提高运输效率，减少单位货运周转量的资源与能源消耗；客运方面，可以实现站点到站点的大通量的旅客运输，尤其是高速铁路的每小时旅客运输能力是高速公路和民用航空等运输方式的4~6倍[2]。因此从实现货运周转与旅客周转的角度，同样的周转量，铁路运输方式的能源消耗和污染物排放，显著低于公路运输等其他运输方式，可更好地节约能耗并减少大气污染物的排放。尤其是电气化铁路实现了全部电力牵引，实现了无直接大气污染物和二氧化碳排放的运输，减排效果更好。即便对于普通铁路或者普通内燃机车而言，常规内燃机车使用柴油为燃料，虽然仍有大气污染物的排放，但得益于规模化的运输方式，其单位货运周转量和客运周转量的污染物排放水平仍低于其他交通方式。

　　从环境影响及可持续发展的角度看，铁路运输的环境影响主要体现在噪声与震动、生态功能区割裂、地质属性改变等三大问题。噪声与震动是铁路运输最常见的问题。铁路噪声包括信号噪声、机车噪声和轮轨噪声三种，并以高速动车组列车运行的轮轨噪声最为突出。铁路的修建容易造成生态功能区的割裂，可能会对荒漠生态系统及农田生态系统造成破坏，改变动物的迁徙路径，影响生物多样性，从而导致生态系统的破碎化程度加剧。此外，铁路运输线可能穿越山区或林区，开山隧道的修建与表面植被的移除将改变区域地质结构，导致水土流失或引发更为严重的滑坡隐患。

　　三、铁路交通与绿色债券

　　铁路交通建设资金量大，投资回收期长，对包括债券在内的各种类型的融资均有迫切的需求。随着我国铁路电气化水平的提高，铁路交通在节能减排、生态保护等方面的效益日臻显著。因此，在国内外绿色债券支持项目类别中，铁路交通占有一席之地。

　　绿色债券是指募集资金主要用于支持绿色产业项目的债券。围绕对绿色项目理解与认知的不同，国内外形成了不同的认证标准及框架。

　　（一） 铁路交通与国际绿色债券

　　目前，国际上较为通用的绿色债券认证标准主要为绿色债券准则（GreenBond Principles，GBP）及气候债券标准（ClimateBonds Standards，CBS），两者的支持项目类别里都有与铁路交通理念相匹配的领域。

　　GBP体系下，支持项目类型中有一大项为清洁交通项目[3]，具体包括电力交通、混合动力交通、公共交通、铁路交通、非机动多模式交通及与之配套的基础设施、可减少有害气体排放的清洁能源车辆等，铁路交通归属于这一范畴。

　　CBS体系下，其支持的项目中有一大类为低碳陆地交通项目[4]，具体包括公共交通、以电力/混合动力/可替代能源驱动的货物运输工具、专用的货运铁路线及配套的基础设施等，铁路交通在CBS体系中的适用性更加明确。

　　（二） 铁路交通与国内绿色债券

　　目前，国内金融债、公司债与非金融企业绿色债务融资工具均参考中国金融学会绿色金融专业委员会（以下简称“绿金委”）编制的《绿色债券支持项目目录》（以下简称“目录”），企业债主要参考国家发改委的《绿色债券发行指引》（以下简称“指引”）。

　　《目录》将铁路交通列为绿色债券支持的项目类别，但《指引》中未将铁路交通项目明确纳入支持项目范围。

　　虽然不同标准对铁路交通项目绿色属性的界定有所差别，但铁路交通项目，特别是以电力驱动的铁路交通项目，作为一种规模化和集约化的交通方式，具有良好的生态环境效益与绿色属性，可以作为绿色债券的标的项目。绿色债券在发行前和发行后，往往需对标的项目产生的生态环境效益进行量化评估，以更好地满足绿色偏好投资人的鉴别需求。因此，中债资信在总结已有研究成果的基础上，制定铁路交通类项目的生态环境效益评估框架。

　　四、项目生态环境效益评估框架

　　（一） 研究现状

　　由于铁路交通项目具有集约化特征，其首要生态环境效益体现在节能方面。目前，监管部门及科研机构已就铁路交通项目的节能减排效果开展了研究，对下文环境效益评估方法与框架的构建具有一定的参考作用。

　　国家铁路局每年发布的《铁路年度统计公报》将铁路交通的节能指标设定为运输工作量综合单耗、运输工作量主营综合单耗；将减排指标设定为化学需氧量排放量（主要针对运营过程中产生的废水）、二氧化硫排放量（主要针对内燃机车等非电力驱动机车），并将沿线绿化带长度作为评价铁路交通生态环境效益的参考。具体而言，节能方面，2016年国家铁路运输工作量综合单耗为4.71吨标准煤/百万换算吨公里，与上年持平；运输工作量主营综合单耗为4.15吨标准煤/百万换算吨公里（即每一百万吨公里消耗的标准煤量），较上年增长2.0%。减排方面，国家铁路2016年化学需氧量排放量1，965吨，较上年减排41吨，降低2.0%。二氧化硫排放量23，924吨，较上年减排3，851吨，降低13.9%，减排效果明显。此外，2016年国家铁路绿化里程达4.57万公里，同比增长2.7%。

　　国内对铁路交通项目的生态环境效益的研究表明，铁路的能耗主要来源于克服机械或空气阻力带来的能耗、由于牵引系统低效率而损失的能耗、为使乘客舒适而产生的能耗、从变电所到接触网之间的能源损失等四部分。其中，与列车运行速度相关的克服空气阻力的能耗占总能耗的比例接近90%[5]。我国国有铁路综合单耗近年来虽略有上升，但较其他交通工具仍处于低水平。除《铁路年度统计公报》采用的节能指标外，能源消费弹性系数（能耗总量增长率/运输工作量增长率）也是衡量铁路节能效果的常用指标[6]。

　　铁路交通项目产生的污染物排放主要包括运营废水和固体废弃物及非电力机车燃烧化石燃料所产生的二氧化硫、氮氧化物等大气污染物。运营废水和固体废弃物的产生难以避免，主要与旅客和货物运输中的人员活动密切关联，但其对项目减排效益的影响相对较小；大气污染物的排放与铁路项目的电气化程度、线路上行驶的列车类别密切相关。目前，我国铁路的电气化率接近65%，随着电气化水平的不断提高，铁路项目的减排效果愈发明显。

　　（二） 评估因素与指标

　　基于上述对铁路交通项目的研究成果，中债资信将从节能效果、减排效果、潜在环境影响等三方面对项目的生态环境效益进行综合评估。拟建立的铁路交通项目生态环境效益评估框架如下表所示：

　　1、节能效果

　　铁路交通项目的节能效果可通过总量指标和强度指标衡量。总量指标可反映铁路项目运输能量总消耗，强度指标通过单位运输工作量能耗测算项目的节能表现。单位运输工作量又可分为单位货运工作量（以吨公里表示）和单位客运工作量（以人公里表示），并将各类型能耗折算为吨标准煤。采用单位周转量能耗水平作为评价铁路交通项目节能效果的定量指标，用以评价铁路项目本身的节能表现。单位周转量能耗水平越低，则表明铁路项目的运行更优秀。

　　吨公里标准煤耗（货运）和人公里标准煤耗（客运）的测算中，对应不同能源折算系数的取值采用《综合能耗计算通则》（GB/T 2589-2008）中的推荐值。计算得出能耗值越小，项目的节能效果越好。在评价项目的节能效果时，亦将项目的节能指标与《铁路年度统计公报》公布的行业均值进行对比，从而确定项目在节能方面的表现及评价。

　　另外一方面，结合项目实现一定量的客运或货运周转量目标下的总能耗，对比实现同等周转量目标的其他交通方式，如公路运输的总能耗需求，可以从此维度测算项目的节能总体效果，进而评估铁路交通项目产生的总体节能效益。

　　2、减排效果

　　减排效果也是铁路交通项目的生态环境效益之一。电力机车在运行时不直接产生大气污染物，具有良好的减排效果；而内燃机车的驱动需以化石燃料燃烧为前提，其在运行过程中虽仍将产生二氧化硫、氮氧化物等大气污染物，但因其规模化运输的实现，单位周转量的污染物排放强度、实现同一周转量的污染物排放总量，仍显著低于其他类型的运输方式，如公路运输。

　　在衡量减排效果时，有两种考查维度。其一，即考查不同项目在铁路交通行业内的优良程度，例如均为全电气化的高速铁路项目间，则其减排效果可以通过单位周转量的二氧化碳排放量的比较，评估不同项目间的表现水平差异；其二，铁路交通项目具有集约化的属性，相对于公路交通等其他交通方式，具有明显的减排优势，因此可以通过单位周转量的大气污染物排放指标和二氧化碳的排放指标，测算实现相同周转量时，铁路交通相比其他交通方式的总体减排效果。这也可在作为绿色项目环境效益评估的定量数据支持。

　　减排效果可以通过氮氧化物（或二氧化硫）减排量、二氧化碳减排量、单位周转量氮氧化物（或二氧化硫）减排量、单位周转量二氧化碳减排量等指标予以衡量。

　　3、潜在环境影响

　　中债资信将潜在环境影响纳入铁路交通项目生态环境效益的衡量指标，以突出项目的长期环境绩效及对沿途可持续发展做出的贡献，并评估铁路运输中其他的潜在环境影响。此项方面指标主要考察项目在核心节能减排评估关注点之外的其他方面表现。具体拟包括如下：

　　（1）新增绿化带等效宽度（生态效益补偿评价指标）。本指标用以衡量因铁路建设而在沿线增加的植被规模，等效宽度越大，项目的潜在环境影响越正面。

　　与新增绿化带等效宽度相反，如项目穿越自然生态保护区、山区、林区（需移除表面植被）或水土流失率较高的区域，中债资信认为铁路的修建将对区域生物迁徙及地质结构造成一定负面影响，从而降低项目的生态环境效益。

　　（2）化学需氧量排放量（次要污染物排放评价指标）。对于铁路交通项目尤其是客运，其在运营过程中因为旅客等人员的活动将会产生污水及固体废物的排放。传统旅客列车的污水通常直排路轨，而新型动车组列车的污水通常集中收纳在列车污水箱内，并在站点抽吸并集中处理处置；固体废弃物则均需要统一集中处理处置。因此此类污染物均带来一定的负面影响，并需要加以妥善处置。由于此类次要污染物均与人员活动密切相关，中债资信拟采用化学需氧量排放量（又称COD），即污水中可被强氧化剂氧化的物质的氧当量作为衡量污水排放的量化指标。另外，生活垃圾排放量亦可作为衡量固体废物排放的量化指标。上述指标值越低，即产生的污染越小，即项目的潜在环境影响越正面。

　　潜在环境影响的评估思路，与节能效果、减排效果相一致，即得分越高，项目的生态环境效益表现越好。具体项目评估中，视货运铁路和客运铁路不同，分别确定新增绿化带等效宽度、化学需氧量排放量的考核权重。

　　（三）总体评价

　　根据以上各评价因素的得分，按照下式计算铁路交通项目总体的评价得分。总体评价得分越高，项目的节能减排效果越好，对环境的影响越正面，绿色属性越强。

　　五、评估框架的应用展望

　　（1）对于项目节能效果的测算以车辆满载为前提，实际中可能出现载货量或载客量小于设计的情形，测算结果可能高估项目的集约化运输水平及节能效果。

　　（2）虽然电力机车无法在非电气化铁路上运营，但内燃机车仍可在电气化铁路上运营。评估框架假设电气化铁路完全运营电力机车，可能高估项目的减排效果。具体项目评估中，需要视线路的规划情况、运行列车具体情况，进行具体分析。

　　（3）电力机车不直接产生大气污染物，但如电力来自于火电，项目将间接排放大气污染物。由于上网电量具有不可分性，项目的实际减排效果将低于测算值。电力生产本身的污染物排放水平，可作为其他相关研究予以开展。

　　（4）具体绿色项目的评估过程中，可以通过前述评估框架，测算项目的节能量、大气污染物减排量等环境效益的绝对值，进而评估项目带来的节能减排整体效益；另外一方面，也可以测算具体项目的单位周转量、单位线路长度等方面的环境效益强度值，并可以此比较同为铁路行业内的不同项目之间的表现差异和运营水平之高低，进而评估不同项目的环境绩效表现的差异，从而实现差异化的评估结果。

　　中债资信认为，铁路交通在客运规模化及货运重载化的带动下，具有显著的生态环境效益。铁路交通的生态环境效益评估应根据技术的发展做出调整，以更好地提升评估框架的科学性与实用性。