交通温室气体排放总量在过去20年间迅速增长,其中约3/4来自道路机动车排放。本研究提出一种以路网信息为基础、路段区间平均速度为核心的机动车排放清单建立方法,采用本地化的MOVES（Motor Vehicle Emission Simulator）模型模拟机动车CO₂、N₂O和CH₄排放因子,并且建立交通速度—流量模型预测路网逐时车流量,自下而上编制了北京市2018年高时空（1h×1h,1km×1km）分辨率的机动车温室气体排放清单。根据排放清单,在宏观与微观层面探究了北京市机动车排放总量、车型贡献率、排放量的时间变化规律以及空间分布特征。此外,采用情景分析的方法基于LEAP（Long-range Energy Alternatives Planning system）模型评估北京市历史阶段（2000—2018年）的道路交通能源需求与温室气体排放量的变化过程,并设置不同情景预测未来阶段（2019—2030）温室气体排放量的发展趋势,探究排放达峰年份与最佳发展路径。结果显示速度是造成机动车排放因子变化的主要因素,排放因子在机动车启动时较高,在正常运行阶段（40—100km/h）最低。提升路网通行能力、降低道路拥堵、减少车辆频繁的启动和停止是降低机动车排放因子以及减少机动车温室气体排放量的有效途径。2018年北京市机动车CO₂、N₂O和CH₄的实际排放量分别为19 864 590、82.30和511.90t,折算温室气体排放总量为19 901933t CO_2e。汽油小客车、公交车、柴油小客车、轻型货车、摩托车、重型货车和微型货车对排放量的贡献率分别为69.11%、8.87%、7.37%、5.00%、4.19%、3.77%和1.68%。全市道路的年平均CO₂、N₂O和CH₄排放强度分别为1 854.76、0.008 6和0.044 t/（km·a）。工作日与周末的日排放量分别为55 206.30和52817.64t CO_2e。时间变化规律显示,工作日的早高峰、午高峰和晚高峰时段分别贡献了日排放总量的11.76%、11.84%和12.92%。空间分布特征显示,机动车温室气体排放量由城市核心区域向郊区环形递减,北京市五环内区域仅占全市总面积的5.93%,却贡献了排放总量的41.53%。情景分析预计北京市机动车保有量将由2018年的608.40万辆增长到2030年的738.18万辆。北京市机动车温室气体排放总量已于2013年达峰(21 693 518t CO_2e),最优发展情景、技术提升情景、强度减缓情景和结构转变情景在2030年的排放总量与基准情景相比将分别降低33.08%、21.34%、10.93%和7.93%。单一减排措施中提升燃料经济性的减排效果最好,综合多种措施的最优发展情景是最理想的发展路径,发掘机动车减排潜力是促进北京市实现碳达峰目标的有效手段。