巴基斯坦交通部门脱碳路径研究：基于水-能源-碳耦合模型的系统分析与政策启示

为解决巴基斯坦交通部门高碳排放与水资源压力矛盾，研究人员采用LEAP-WEAP耦合模型，模拟了BAU、EVS、HVS、MTS四种情景。结果表明，大规模公共交通（MTS）能同步降低81%碳排放（92.3 MtCO2eq）和74%水耗（102.4 MCM），为发展中国家资源协同管理提供科学范式。

　　

在全球气候变暖和资源短缺的双重压力下，巴基斯坦作为世界第五人口大国，正面临交通部门高能耗与水资源短缺的尖锐矛盾。这个国家75%的石油依赖进口，其中77.5%被交通部门消耗，每年造成150亿美元财政负担。更棘手的是，传统燃油车不仅推高碳排放，其转型方案如电动汽车(EVS)和氢燃料车(HVS)却可能因电力生产和氢制备的高水耗（电解1kg氢需9-95kg水）加剧水资源危机。这种"碳减排"与"水压力"的悖论，正是Riaz Ahmad和北京师范大学团队在《Water-Energy Nexus》发表的研究试图破解的难题。

研究团队创新性地耦合了能源系统模型LEAP（低排放分析平台）和水资源模型WEAP，构建了涵盖道路、铁路、航空的全国交通模拟系统。通过校准2015-2020年巴基斯坦能源年鉴数据，设置了BAU（常规情景）、EVS（电动车情景）、HVS（混合动力情景）、MTS（公共交通情景）四种政策路径，预测至205年的能源-水-碳交互影响。

4.1 能源消费现状的警钟

基准分析显示，若维持现状（BAU），2050年交通能耗将激增5倍至146 Mtoe（百万吨油当量），其中道路运输占比98%，柴油和汽油消费分别达58.1 Mtoe和82.4 Mtoe。这种增长轨迹将使碳排放飙升至481 MtCO₂eq（百万吨二氧化碳当量），远超国家自主贡献(NDC)目标。

4.2 转型情景的得失博弈

EVS情景虽将碳排放降低34%，但因依赖火电制冷，水耗激增至151.6 MCM（百万立方米），相当于30万奥运会标准泳池的水量。HVS情景通过氢-天然气混合燃料(HCNG)实现63%碳减排，但氢制备仍使水耗达122.6 MCM。值得注意的是，20%氢掺混可使CNG车辆减排11%，但需改造全国49%的CNG车队。

4.3 最优解的曙光

MTS情景展现出惊人的协同效益：通过扩建BRT（快速公交）和RRT（区域铁路），不仅将碳排放压降至92.3 MtCO₂eq，水耗也控制在102.4 MCM。这种"双降"效应源于集约化运输模式——电动公交车每乘客公里的水足迹仅为私家车的1/8。

4.4 水-碳跷跷板效应

三维分析揭示关键矛盾：EVS和HVS的碳减排会引发"水报复"，如信德省等干旱区可能因新增152 MCM水需求陷入更严重缺水。而MTS通过系统优化打破此僵局，其单位GDP水强度（0.34 m³/美元）较BAU降低82%。

5.1 政策启示的多维共振

研究提出了分阶段路线图：短期（2025-2030）优先改造CNG为HCNG；中期（2030-2040）在丰水区推广光伏充电的EV；长期（2040-2050）全面建设氢能公交网络。估算显示，180-250亿美元投资可节省300亿美元燃油进口，同时创造50万绿色岗位。

这项研究首次量化了南亚国家交通转型的水资源边界，为SDG6（清洁饮水）、SDG7（可负担能源）、SDG11（可持续城市）的协同达成提供了决策工具。其方法论创新——LEAP-WEAP耦合框架，尤其适用于基础设施薄弱但转型迫切的发展中国家。正如作者强调："没有考虑水足迹的碳中和服务于半途而废的环保主义"。这一警示，对中国"一带一路"沿线国家的交通规划同样具有镜鉴意义。