環(huán)境學(xué)院吳燁教授團(tuán)隊(duì)揭示全球主要國(guó)家電動(dòng)汽車(chē)經(jīng)濟(jì)和氣候效益的個(gè)體分布特征

清華新聞網(wǎng)9月29日電（通訊員 何曉旖）日前，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院吳燁教授課題組與美國(guó)福特汽車(chē)公司、康奈爾大學(xué)和哈佛大學(xué)的研究人員合作，在環(huán)境領(lǐng)域權(quán)威期刊《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》（Environmental Science & Technology）上發(fā)表題為《中國(guó)、美國(guó)和德國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)經(jīng)濟(jì)和氣候效益》（Economic and Climate Benefits of Electric Vehicles in China, U.S., and Germany）的研究論文。

以往電動(dòng)車(chē)能源環(huán)境影響研究主要基于車(chē)隊(duì)平均的活動(dòng)水平數(shù)據(jù)，無(wú)法反映不同車(chē)主在使用電動(dòng)車(chē)時(shí)對(duì)經(jīng)濟(jì)成本和減排效益帶來(lái)的顯著個(gè)體差異。針對(duì)這一問(wèn)題，研究收集了主要電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)國(guó)家的近1700輛乘用車(chē)的出行數(shù)據(jù)，構(gòu)建了基于車(chē)輛技術(shù)和充電情景的個(gè)體出行鏈隨機(jī)模型，建立了基于個(gè)體出行鏈模擬的車(chē)輛總持有成本和全生命周期排放模型。與傳統(tǒng)研究相比，本研究系統(tǒng)刻畫(huà)不同車(chē)輛個(gè)體在經(jīng)濟(jì)成本和減排效益的差異性，識(shí)別未來(lái)電動(dòng)化進(jìn)程中具有較高經(jīng)濟(jì)效益和氣候效益的車(chē)主個(gè)體特征，為電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的技術(shù)選擇和政策制定提供重要參考依據(jù)。

研究發(fā)現(xiàn)，盡管不同車(chē)主間電動(dòng)化經(jīng)濟(jì)效益與減排效益存在顯著差異，但兩者總體呈現(xiàn)協(xié)同關(guān)系。2015年，北京經(jīng)濟(jì)效益排在該地前25%“優(yōu)先車(chē)主”所能獲得的減排效益是其他車(chē)主的3.9倍。同樣，在本研究設(shè)計(jì)的美國(guó)和德國(guó)城市中“優(yōu)先車(chē)主”減排效益是其他車(chē)主的1.8~2.1倍。本研究也指出，仍有部分車(chē)主減排潛力較大（圖1中黑色散點(diǎn)），但其較為頻繁的長(zhǎng)里程出行將導(dǎo)致電動(dòng)車(chē)接受度明顯受限。

圖1：2015年BEV300車(chē)主經(jīng)濟(jì)效益與減排效益總體呈現(xiàn)協(xié)同關(guān)系，具有較高經(jīng)濟(jì)效益的“優(yōu)先車(chē)主”通常具有更大減排效益，但是部分減排潛力大的車(chē)主則受長(zhǎng)里程出行特征的制約

研究進(jìn)一步對(duì)個(gè)體層面未來(lái)（2030-2035年）電動(dòng)車(chē)總持有成本和全生命周期溫室氣體排放進(jìn)行了預(yù)測(cè)。隨著電池制造成本的大幅下降（100美元/kWh以下），即使取消購(gòu)置補(bǔ)貼，有相當(dāng)比例的車(chē)主仍將逐漸獲得經(jīng)濟(jì)效益。電力碳排放強(qiáng)度的持續(xù)下降使得北京電動(dòng)汽車(chē)“優(yōu)先車(chē)主”相比傳統(tǒng)燃油車(chē)的全生命周期溫室氣體減排效益持續(xù)放大，減排比例將達(dá)到32%-63%。研究指出，未來(lái)多樣化電動(dòng)車(chē)技術(shù)發(fā)展策略能更好滿(mǎn)足更多車(chē)主的差異化出行需求。綜合電動(dòng)化情景不僅能實(shí)現(xiàn)較高的汽油替代程度，而且具有更高的經(jīng)濟(jì)、能源和氣候綜合效益。例如，對(duì)年均1萬(wàn)公里以下的車(chē)輛更適合投放短里程純電動(dòng)車(chē)（如BEV150），對(duì)于更高出行里程的車(chē)輛投放高里程純電動(dòng)車(chē)（如BEV450）或插電式混合動(dòng)力車(chē)（PHEV）。

圖2：未來(lái)電池制造成本持續(xù)下降將使得更多BEV300車(chē)主獲得總持有成本降低的經(jīng)濟(jì)效益（左）；不同城市和不同個(gè)體間全生命周期溫室氣體排放分布差異顯著（右）

該工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和福特汽車(chē)公司大學(xué)研究項(xiàng)目支持。清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院吳燁教授為論文通訊作者，環(huán)境學(xué)院博士研究生何曉旖（已畢業(yè)，現(xiàn)為密歇根大學(xué)和福特汽車(chē)公司博士后）和張少君助理教授為共同第一作者，環(huán)境學(xué)院郝吉明院士和魯璽長(zhǎng)聘副教授，福特汽車(chē)公司Timothy J. Wallington博士和Michael Tamor博士，康奈爾大學(xué)K. Max Zhang教授、哈佛大學(xué)的Michael B. McElroy教授和Chris Nielsen為論文合作作者，在數(shù)據(jù)采集、建模分析和政策討論等過(guò)程中提供了重要幫助。

論文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.est.9b00531

供稿：環(huán)境學(xué)院

編輯：李華山

審核：周襄楠