我国新能源电动汽车节能减排效应及发展路径研究
第 1 章 绪论
1.1研究背景、目的及意义
伴随着瓦特蒸汽机的发明，人类进入蒸汽时代；伴随着汽车的产生，人们之间的距离逐步缩小，大大加速了时间的进程，人们的各项活动不仅仅放眼于一个州，而是一个国家、一个大陆，甚至整个世界。毫无疑问，汽车工业的快速发展与否已经成为决定国民经济发展的关键因素之一。特别是在中国，自 20 世纪 90 年代以来，随着经济的迅速发展和人民生活水平的提高，汽车工业得到了快速发展，汽车保有量在急剧增加，据国家统计局数据显示，截止到 2021 年底，我国民用汽车保有量达到 1.27 亿辆，比 2021 年增长 15.9%，民用汽车的急剧增加使得我国交通领域石油消耗量不断增长，这给我国的能源安全问题带来了巨大隐患。目前我国已经成为原油、天然气、煤炭的净进口国，能源供应对外依存度不断提升。尤其是在我国富煤、缺油、少气;的现状下（据统计，我国已探明的矿物资源储量中，96%为煤炭储量，油气资源仅占 4%）[1]，我国原油消耗量却在连年增加，持续增长的原油对外依存度及原油资源供给的有限性，不断制约着我国经济的持续健康发展。1993 年，我国原油对外依存度为 6%，成为净进口国[2]，伴随着原油需求的不断增加，对外依存度从 1993 年的 6%提高到 2021 年的 54%[3]；到 2021年上半年，我国原油对外依存度达到 55.2%[4]，首次超越美国；到 2021 年年底，我国原油消费量达到 4.98 亿吨，对外依存度高达 58.1%[5]，较高的原油对外依存度给我国的能源安全以及经济的发展带来了巨大的影响。由于汽车在使用过程中会产生大量的二氧化碳，因此随着汽车保有量的急剧增加，尾气的排放带来了严重的环境问题。根据美国能源部二氧化碳信息分析中心（CDICA）为联合国收集的数据显示，我国在 2006 年已经超过美国成为世界上最大的二氧化碳排放国，到 2021 年底，我国的二氧化碳排放量为 100 亿吨，接近世界排放总量的 1/3，超过了美国和欧盟排放量的总和[6]。与此种现象同时增加的是交通运输设备拥有量。
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1.2文献综述
国内外大多数学者研究焦点主要集中在新能源电动汽车在使用过程中的能耗以及相应的排放量。施晓清等（2021）基于燃料生命周期理论，采用改进的燃料碳排放模型，设置了六种情形对北京市推广纯电动汽车的影响因素进行了分析，得出发电能源结构对纯电动汽车碳减排空间起到决定性的作用[7]。Vliet O 等（2021）、LucasA 等（2021）对电动汽车在使用过程中的能耗及排放与传统汽车进行对比分析，同样得出了发展电动汽车可以实现节能减排[8-9]。Frey 等人（2021）基于混合动力汽车的发动机类型、汽车行驶速度，不同路况等多种实际行驶工况条件下，得到了混合动力汽车的二氧化碳排放量的均值为 0.69g/s[10]。杨峰等（2009）采用能源费率指标，选取 RAV4 纯电动汽车和 RAV4 进行比较，得出了 RAV4 纯电动汽车在使用过程中是零燃油消耗，它的能源费率仅为 RAV4 的 19.6%，在运行过程中有着明显的经济性优势[11]。曹静等（2009）对上海市的混合动力和燃料电池汽车的节油和替代效应进行分析，得出两种新能源电动汽车的节能效果较为明显，并且对两种汽车 2021年的能耗替代效应进行了预测，得出到 2021 年可以替代预计燃油需求的 25%[12]。齐天宇等（2009）采用持有者成本模型对我国混合动力公交车的发展前景进行分阶段分析，得出混合动力公交车在大规模推广以后不但能够实现节能减排，而且还会带来巨大的经济效益[13]。
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第 2 章 国内外新能源电动汽车发展现状及路径
2.1 国外新能源电动汽车发展现状及发展路径
目前，随着全球能源危机的加剧和碳减排压力的不断增大，各个国家都在交通领域推广新能源电动汽车，使得全球新能源电动汽车的数量得到了急剧的增加。到 2021年底，全球纯电动汽车的数量超过 40 万辆1，较 2021 年翻了一翻，其中拥有数量最多的国家是美国，其次是日本。另外，全球油电混合动力汽车（主要包括摩托车、公共汽车和卡车）共有 856 万辆2，可见目前的发展仍以油电混合动力汽车为主，纯电动汽车发展程度相对较低。本部分主要就国际上新能源电动汽车发展较为迅速、技术较为先进的美国、日本、欧盟的发展现状及未来发展规划进行分析，以期为我国未来发展路径提供相关的发展借鉴。美国一直将调整汽车燃料结构，降低石油依赖，确保能源安全作为研究制定交通领域及汽车工业发展战略的立足点与出发点，并将发展电动汽车作为国家战略的重要组成部分。而政府的大额补贴也带动了电动汽车产业的快速发展，目前美国已经是全球最大的电动汽车市场。美国的领先地位很多程度上来源于政策的支持，目前美国已形成了包括激励、保障以及限制类政策在内的激励新能源电动汽车发展的政策体系。激励政策主要是美国政府对购车者的优惠举措。根据美国《2008 紧急经济稳定法案》，美国政府将根据消费者购买的不同新能源电动汽车的车重给予不同的税收抵扣。保障类政策主要是支持基础设施建设、加大研发和投入力度，以推动电动汽车以及核心零部件的研发。
2.2 我国新能源电动汽车发展现状及路径
在国家政策的扶持下，我国的新能源电动汽车产销量在逐年递增，如图 1 所示，自 2005 年以来，我国新能源电动汽车的产销量呈明显上升趋势，年均增长率在 30%以上，显示了我国在推广新能源电动汽车方面有着广阔的前景。随着市场的逐渐成熟稳重，在 2021 年上半年，我国新能源汽车生产 20692 辆，销售 20477 辆，比上年同期分别增长 2.3 倍和 2.2 倍，展现了我国发展新能源电动汽车的强大动力。虽然我国新能源电动汽车的发展存在广阔的前景，但是目前新能源电动汽车市场处于初步发展阶段。我国新能源电动汽车从 2021 年销量才开始突破万辆，2021 年也仅有 1.76 万辆，不足 2 万辆，要完成政府制定的到 2021 年纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达到 50 万辆，到 2021 年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达 200 万辆、累计产销量超过 500 万辆的目标难度较大。为推动我国新能源电动汽车产业的发展，我国科技部、财政部、发改委、工业和信息化部四部委于 2009 年 1 月共同启动十城千辆;工程。截止 2021 年底，我国 25个试点城市共示范推广各类新能源电动汽车 2.74 万辆。其中，在公共服务领域共推广2.3 万辆，私人购买 0.44 万辆，新能源电动汽车的推广仍然是以政府为指导的。2021年 11 月，国家财政部、科技部、工业和信息化部、发改委四部委共同确定了 28 个我国第一批新能源电动汽车推广应用城市或区域的名单，其中包含 23 个城市和 5 个城市群。图 2.2 显示大部分推广应用城市集中在中东部地区，西部地区相对较少。
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第 3 章 新能源电动汽车节能减排效应分析.....16
3.1 车用燃料生命周期分析法.....16
3.2 能耗测算方法....17
3.3 碳排放测算方法.......18
3.3.1 纯电动汽车碳排放测算.....18
3.3.2 混合动力及燃油汽车的碳排放测算......19
3.4 测算结果对比分析..........19
3.5 本章小结.....26
第 4 章 新能源电动汽车节能减排的影响因素分析.....27
4.1 发电能源结构....27
4.2 汽车类型.....29
4.3 本章小结.....30
第 5 章 我国新能源电动汽车的发展路径..........32
5.1 发展规模预测....32
5.2 发展路径情景设定..........35
5.2.1 情景设置........36
5.2.2 结果分析........36
5.3 本章小结.....38
第 6 章 政策提议
6.1 发展新能源产业，改善发电能源结构
通过研究得出，发电能源结构是影响我国新能源电动汽车尤其是纯电动汽车碳排放量的主要因素。由于目前我国以煤电为主，因此发展纯电动汽车会消耗大量电能，从而产生大量的二氧化碳排放，失去了发展纯电动汽车实现减排的目标。但是通过 4.1 的分析中得到，其他条件都不变的情况下，单纯调整发电能源结构，我国单辆纯电动汽车的年二氧化碳排放量能下降近 20%，因此为充分发挥纯电动汽车减排的目标，在降低我国煤电结构的基础上，应大力发展新能源（太阳能、风能、太阳能、核能等）发电，提高新能源的发电效率，逐步提升我国的节能减排技术以降低供电煤耗，从而实现我国碳排放量的进一步下降的目标。但是根据世界各国发展新能源产业的经验可知，该产业的发展普遍面临的两大难题就是高成本和市场推广难。为解决这两个问题，政府应采取一定的激励措施，完善相关政策体系，对新能源产业的研发、相关投资项目给予财政补贴或者税收优惠等政策，在提升新能源产业整体发展的基础上，为新能源发电提供外部环境支持。在改进发电能源结构，推进新能源发电的同时我们也应该看到这样一个事实，即在其他条件不变的情况下，提高新能源的发电比重，纯电动汽车的年能耗量反而上升了（见 4.1），其主要原因在于我们假定发电结构改变但是发电效率并未发生改变，因此低于煤电发电效率的新能源发电效率是起不到节能效果的。为了使发展纯电动汽车既能够实现能耗的降低，又能够实现减排，政府在推广新能源发电的过程中要注意技术的革新和发电效率的提高，多管齐下，最终实现节能减排的目标。
结论
（1）本研究通过采用车用燃料生命周期模型进行测算得到，在 2021 年和 2021年的发电能源结构下，纯电动汽车和混合动力汽车的能耗及碳排放量都是要低于传统燃油汽车的，说明我国在 2021-2021 年间发展新能源电动汽车是能够实现节能和减排的。
（2）就单辆汽车年能耗及排放来讲，不能年份，不同发电能源结构下纯电动汽车与混合动力汽车的能耗和排放效果是不同的。就能耗来讲，不论是在 2021 还是2021 年，单辆纯电动汽车的能耗量都要远低于混合动力汽车；但是就碳排放量来讲，在 2021 年，我国单辆纯电动汽车的年碳排放量是高于混合动力汽车的，而到 2021年，单辆纯电动汽车的碳排放量要远低于混合动力汽车。从此角度我们可以看到，就目前来讲，应有侧重点的发展纯电动和混合动力汽车，从而实现国家层面利益的最大化。
（3）发电能源结构和汽车的类型是影响我国新能源电动汽车节能减排的重要因素。
（4）从国家政策层面来讲，在预测我国新能源电动汽车保有量的基础上，通过设定相关情景，得出在综合考虑能耗节约和碳减排的基础上，我国到 2021 年应制定以发展纯电动汽车为主，混合动力汽车为辅的发展路径，从而实现最大程度的节能减排目标。
参考文献（略）