【学术动态】无桩与有桩：哪种共享单车模式对城市更环保？来自中国主要城市的实证 | 2024年第4期

来源：SUN Shouheng , WANG Zhenqin ,WANG Weicai. Dockless or docked: which bikesharing mode is more environmentally friendly for the city? current evidence from China's major cities[J]. Cities,2024, 147: 104816.

1 研究概要

本研究旨在定量估算和比较有桩和无桩共享单车推广的环境可持续性。通过生命周期评估（LCA） 方法，比较分析中国五个城市（北京、广州、杭州、南京和上海） 不同共享单车模式的温室气体（GHG） 减排效果和潜力。现有数据的实证分析显示，与小规模传统有桩共享单车（DBS） 相比，大规模无桩共享单车（DLBS） 的推广增加了城市绿色出行的数量，但降低了城市共享单车系统的运营效率。平均而言，DLBS单车的生命周期里程仅为DBS单车的1/3左右，而DLBS的温室气体排放强度约为DBS的两倍。同一城市中，DLBS出行的每公里温室气体减排效益低于DBS出行。在北京、上海和杭州，DLBS的推广产生了显著的负面影响。

值得注意的是，共享单车的环境可持续性取决于它的使用情况。当共享单车的生命周期里程大于8000km时，DBS相比DLBS更环保。在当前的出行模式结构下，DLBS的最大温室气体减排潜力比DBS低约25%。不同城市中DBS和DLBS系统的发展状况存在显著差异，因此，城市管理者和规划者应根据实际情况考虑城市共享单车系统的规模和效率，寻找最佳平衡点。为了确保共享单车减排潜力的充分利用，政府和企业应努力从汽车出行转向共享单车出行，并增加共享单车的使用率。

2 研究问题

（1） 有桩共享单车和无桩共享单车在减少温室气体排放方面的效用比较。

（2） 出行模式和地理差异对共享单车温室气体排放的影响及作用机理。

3 数据来源与方法

3.1 数据来源

研究使用了中国五个主要城市DBS和DLBS系统的运营数据，包括共享单车的重量、每次出行的距离、周转率、车辆使用寿命、车站和停车点的数量以及调度距离等。

3.2 研究方法

（1） 生命周期评估（LCA） 方法和温室气体排放因子（EF） 计算：研究使用LCA方法计算DBS和DLBS的GHG排放因子（EF）。具体框架和流程遵循ISO 指南。SimaPro 软件和Ecoinvent数据库用于进行LCA 建模。用ReCiPe2016 中点方法来表征和量化环境影响指标（即本研究中的“全球变暖”） 得分。

（2） 环境效益计算：研究以乘客公里（pkm） 为功能单位，计算交通模式的EF 值（单位：g CO2-eq/pkm）。根据LCA 分析，得到DBS 和DLBS 的生命周期GHG排放量。DBS和DLBS的pkm被认为是共享单车的生命周期里程（LM）。研究考虑了共享单车的使用寿命、平均每日周转率和每次共享单车出行的距离。

4 结果分析

4.1 DBS和DLBS的环境效益

研究结果表明，DBS单车的生命周期GHG排放量高于DLBS单车，这主要归因于DBS 需要额外的站点和停放点，导致每辆共享单车平均增加168-191kgCO2-eq的排放。从分解值的角度来看，DLBS的主要GHG排放来源是制造阶段，占总排放量的52%-77%。而DBS的主要GHG排放来源是车站和停车点以及车辆制造，分别占总排放量的33%-39%和28%-36%。此外，重新平衡调度也是共享单车的主要GHG排放来源，但城市和共享单车模式之间存在很大差异，这与共享单车的利用率（即生命周期里程） 密切相关。

4.2 共享单车利用率对DBS和DLBS环境效益值的影响

研究结果表明，在南京和广州，DLBS的平均生命周期里程（LM） 约为DBS的80%；而在北京、上海和杭州，DLBS的平均生命周期里程（LM） 仅为DBS的43%、23%和10%。结合共享单车的总GHG排放量和LM，计算出DBS和DLBS的EF。与DLBS相比，DBS的劣势在于需要额外的站点和停靠点，而在车辆制造、处置以及维护和平衡调度阶段，DLBS的GHG排放高于DBS。随着LM的增加，站点和停靠点的负面影响逐渐被抵消。当LM 低于8000 km 时，DLBS 比DBS 更环保；当LM 超过8000 km时，DBS模式变得更环保。在最好的情况下，DBS的EF约比DLBS低10g CO2-eq/pkm。

4.3 模式转换结构DBS和DLBS环境效益的影响

研究结果表明，用户出行方式的选择也会影响共享单车的环境效益，不同的汽车出行替代率（CTSR）下DBS和DLBS的潜在GHG减排效应也不同。DLBS需要比DBS更高的汽车出行替代率才能实现正向的环境效益。这主要归因于DLBS的GHG排放强度相对较高，使其不如DBS 环保。在最佳情况下（即DBS 的EF=30g CO2-eq/pkm，DLBS 的EF=40g CO2-eq/pkm），DLBS 的GHG 排放量可降低约6%，DBS 的GHG 排放量可降低约10%。

5 研究结论

5.1 DLBS和DBS对城市环境可持续性的影响存在差异

DLBS的推广增加了城市绿色出行量，但也降低了共享单车系统的运营效率。平均而言，DLBS单车的生命周期里程仅为DBS单车的1/3，DLBS的GHG排放强度约为DBS的两倍。

5.2 DLBS和DBS的GHG减排效益存在地域差异

在南京和广州，DLBS和DBS都能实现正向的环境效益，但DLBS的效益略低于DBS。然而，在北京、上海和杭州，只有DBS能获得正向的环境效益，而DLBS的推广反而增加了GHG排放。

5.3 共享单车的生命周期里程(LM)和用户出行模式选择对共享单车的环境效益有重要影响

随着LM的增加，共享单车的环境可持续性逐渐提高，但敏感性逐渐降低。DLBS和DBS的转折点分别约为7500 km 和10 000 km。当LM 小于8000 km 时，DLBS比DBS更环保；否则，DBS更环保。

5.4 共享单车系统在规模和运营效率方面的差异显著影响了其相应的环境效益

北京和上海的DLBS市场规模较大，但由于运营效率较低，未能带来显著的环境效益。相比之下，南京和广州的DLBS市场规模相对较小，但运营效率较高，因此获得了正面的环境效益。

5.5 城市管理者应根据实际情况，综合考虑共享单车系统的规模和效率，寻求最优平衡点

政府和企业应努力提高共享单车的利用率，并促进人们从驾车出行转向共享单车出行；共享单车系统应被视为城市交通设施，其规模和运营效率遵循规模法则和逻辑增长曲线。

6 未来展望

（1） 环境分析仅考虑了环境效益(GHG排放)，未来的研究应考虑共享单车对人类健康和生态系统的影响。

（2） 由于缺乏全面和完整的运营数据，一些参数的来源可能存在偏差，未来研究应动态观察和比较DBS和DLBS的运营状况和相应的环境影响。

（3） 目前研究未完全考虑基础设施网络和不同空间出行需求对用户出行模式选择的影响，未来研究应考虑DBS平衡策略对用户行为的影响。

（4） 目前对于将DBS推广到DLBS的规模，其是否具有较高的利用率尚不清楚，以及是否具有足够高的潜力来替代汽车出行也不明确。未来应针对DBS规模扩张的可行性和潜力进行研究。