福州市新能源汽车的发展情景模拟及碳减排效应_张辰欣.pdf

LOW CARBON WORLD 2022/12福州市新能源汽车的发展情景模拟及碳减排效应张辰欣（福建师范大学 地理科学学院/碳中和未来技术学院，福建 福州 350007）【摘要】“双碳”目标的提出要求我国加快二氧化碳减排的进程，其中新能源汽车则是交通领域减排的关键。选取福州市为研究区，先定性分析新能源汽车发展的影响因素，再依据福州市新能源汽车发展规划目标和社会经济发展情况，模拟设置新能源汽车发展的3种情景：基准、中速发展与高速发展情景。根据于IPCC温室气体排放计算方法测算3种情景下所产生的碳减排效应。最后，提出福州市新能源汽车发展建议。【关键词】福州；新能源汽车；情景模拟；碳减排效应【中图分类号】U46【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2022）12-0043-030引言气候变化是当今全球面临的一大挑战，温室气体减排已成为各国共识。中国主动担起大国的责任，长期以来积极参与全球治理，于 2020 年提出 2030年实现碳达峰，2060 年实现碳中和的目标。“双碳”政策提出后，相应的减碳政策也陆续出台，政策指导层面越来越清晰。在中国，交通领域的排放量约占总排放量的10%，而其中汽车排放量占总排放量的 7.5%，交通运输行业的低碳转型也被列入中国碳达峰十大行动之一。2021 年交通运输行业公开数据显示，中国汽车行业全年碳排放 130 亿 t，其中 80%源自化石燃料，且主要来源于 3.2 亿辆燃油车。加之我国石油对外依存度不断提高及汽车保有量、产销量不断攀升，这必然给当前二氧化碳减排承诺带来巨大压力。由此可见，汽车领域，尤其是燃油车，是我国实现碳减排、达成“双碳”目标中非常重要的一环。近年来发展迅猛的新能源汽车，不仅对改善能源结构有着积极作用，而且在交通领域减排中也能发挥一己之力。新能源汽车主要以可充电电源和燃料电池为动力源，较传统燃油车在燃油使用阶段减少了大量二氧化碳排放。根据交通运输部估测，新能源汽车每年可减少碳排放约 5 000 万 t。21 世纪以来，国内外关于新能源汽车的研究成果层出不穷，主要集中在其发展趋势、影响因素、产业理论与政策及碳减排效应等领域。在新能源汽车发展影响因素方面，高育红1认为新能源汽车产业发展的成效还是取决于政府的扶持及补贴政策；唐葆君等2分析了政府激励政策、国民收入和原油价格 3 个变量，结果表明政府激励政策对销售量有正面作用，但消费者的收入水平才是影响汽车购买的决定性因素。在新能源汽车碳减排潜力上，国内外学者通常采用全生命周期法开展有关研究，黄颖等3基于中国2007 年 EIOLCA 模型，发现 2007 年纯电动汽车GHG 排放比汽油汽车低 53.0%；施晓清等4利用改进的燃料碳排放模型计算了 6 种情景下电动汽车的碳减排潜力，发现电动汽车的碳减排空间较传统汽车大。在“双碳”目标提出背景下，本文选取福州市为研究区，结合福建省新能源汽车发展规划目标与当地经济状况，设置新能源汽车产业发展的 3 种情景，并运用 IPCC 温室气体排放计算方法定量分析不同阶段、不同情景下新能源车的碳减排效应，以期为福州市制定新能源汽车相关政策提供理论指导。1新能源汽车的发展及碳减排效应研究1.1研究区概况福州位于欧亚大陆东南边缘，地处中国东南沿海、福建省中东部的闽江口，与台湾省隔海相望。位于北纬 25152639、东经 1180812031，西邻南平、三明，北接宁德，南接莆田，东濒东海，居于亚太经济圈，是中国东南的黄金海岸。福州作为福建省的省会和核心城市，在汽车产业绿色创新发展上持续领跑整个福建省。国务院在 2030 年前碳达峰行动方案 中重点提出 2030 年应新增新能源汽车比例达到 40%，为响应国家号召，福州市发布 关于加快新能源汽车推广应用促进产业发展的实施方案等文件以促进新能源汽车产业的发展。截至 2021 年底，福州市新能源汽节能环保43DOI:10.16844/10-1007/tk.2022.12.021LOW CARBON WORLD 2022/12情景时间阶段/年GDP 增速/%能源强度增速/%新能源汽车替代比例/%A0 基准情景202020258.3-6.420202520307.5-5.828203020606.4-5.640A1 中速发展情景202020257.7-4.925202520306.7-4.540203020605.3-3.760A2 高速发展情景202020256.6-3.335202520305.5-2.850203020604.9-2.580表1 3种情景下福州新能源汽车发展参数设置车保有量达 5.2 万辆，2021 年推广新能源汽车 2.3 万辆，新能源汽车产业发展前景广阔，正处于快速发展的战略机遇期。推广新能源汽车，将是福州市乃至全国实现“双碳”目标的重要举措。1.2新能源汽车发展驱动因素分析影响新能源汽车产业发展的因素颇多，主要有政策、技术、能源结构、基础设施、全社会环保意识与对新能源的接受度等因素。1.2.1政策支持当前市场上新能源汽车仍属于新兴技术产业，其发展壮大离不开政府的引导与扶持，适时适当的利好政策有利于加快营造良好的行业氛围，加快新能源汽车的发展。国家先后出台了全方位全过程激励政策，其中包括研发阶段的补助、消费阶段的财政补贴和税收减免、使用阶段的优先上牌与过桥费减免等优惠、运营中的充电补贴等。国家对新能源汽车的激励政策覆盖了新能源汽车生产、消费与使用的全过程。1.2.2技术进步新能源汽车的运行主要依托于充电电源、燃料电池与芯片，对技术的要求较高。现阶段我国车用动力电池等核心技术发展相对不成熟，占整车成本较高，而电池成本的居高不下进一步导致了新能源汽车销售价格的上涨，因而不利于其在市场上的普及。因此，为了新能源汽车能在我国进一步得到推广，下一步发展的重点应是突破核心技术瓶颈。1.2.3经济发展目前我国汽车行业正面临着滞胀的困境，燃油车销量增速放缓。在新冠疫情后经济下行及汽车行业发展低迷的情形下，新能源汽车作为一个全新的产业，凭借其低碳环保等自身优势，可成为推动我国经济增长的关键支柱，并且伴随着政策的有力支持，新能源汽车的发展将日益显示出强劲的动力。1.2.4发电能源结构当前我国发电仍以煤电为主，因此，在发展新能源电动汽车的同时，将因消耗大量电能而产生大量二氧化碳排放，削弱其碳减排潜力。而如果使用太阳能、风电等清洁能源发电，新能源汽车的发电效率将得到极大提升，从而减少全生命周期中的二氧化碳排放。因此，发电能源结构是影响新能源汽车发展与碳减排效应的重要因素之一。1.2.5基础设施建设充电桩等基础设施的覆盖程度、便捷程度与新能源汽车的推广普及息息相关。当前新能源汽车在我国普及度不高的重要原因之一相关基础设施的布设还不够完善，造成充电难、续航短等问题，因而便捷程度较燃油车差。加快新能源汽车推广与应用的一个关键就是完善充电桩等基础设施的建设。1.2.6消费者环保意识与接受度新能源汽车普及的关键便是消费者的态度。我国作为世界第一人口大国，具有极大的市场潜力。消费者的环保意识越强，对新能源的认识越深，对电动汽车的接受度也就越高。1.3研究方法与数据来源本文从国务院2030 年前碳达峰行动方案 中“到 2030 年，当年新增新能源、清洁能源动力的交通工具比例达到 40%左右”的发展规划出发，设置基准、中速发展与高速发展 3 种新能源汽车产业发展情景，模拟不同情景下新能源汽车分别于 2025 年、2030 年、2060 年 3 个关键时间点的碳减排量及对“双碳”目标实现的贡献。同时，在分析我国及福州市新能源汽车产业发展规划的基础上，根据福州市新能源汽车市场发展趋势，结合其发展影响因素，结合当地以往 GDP 和能源强度增速，设置了 3 种情景下的发展参数（表 1）。基准情景（A0）：为自然发展和政策引导下的情景。政策支持力度一定，由优惠补贴逐渐扩展至相关法规的完善，基础设施覆盖率中等，消费者接受度与节能意识较之前有所改善，但核心技术并未取得突破性进展，新能源汽车产业发展速度较慢但平稳。中速发展情景（A1）：在基准情景的基础上，加大了资金投入与政策实施力度，智能化与自动化出现一定程度上的突破，政府、企业与个人均具有较强的低碳意识，但能源结构还得不到彻底的绿色转型。新能源汽车社会接受度较高。高速发展情景（A2）：在中速发展基础上，新能源节能环保44LOW CARBON WORLD 2022/12汽车核心技术取得了突破性进展，能源消费以清洁能源为主，全社会环保意识得到显著提高，社会、经济与环境均实现可持续发展。新能源汽车推广度高，购买与使用普遍化。1.4新能源汽车碳减排量计算方法本文根据 IPCC 温室气体排放计算方法计算得出 3 种情景下福州市新能源汽车分别在 2025 年、2030 年和 2060 年 3 个关键时间点的碳减排，即汽油车行驶每百公里所消耗汽油量乘以汽油的碳排放系数（2.925 1 kg CO2/kg）可得出汽油车行驶每百公里的碳排放量约为 54 kg。同时，据已有资料及研究成果可知，新能源汽车行驶每百公里自身碳排放约为15 kg，城市居民私家车每年平均行驶公里数约为15 000 km。其中，福州市碳排放量与汽车保有量的预测均根据弹性系数法估测得出5。基于以上数据，得出新能源汽车碳减排量（CER）的基础计算公式，如式（1）所示。CER=VSCU（FE-CE）。（1）式中：CER新能源汽 车 碳 减 排 量，kg/万 辆；VS福州市汽车保有量，万辆；C新能源汽车替换私家燃油车的比例；U私家车每年平均行驶公里数，km；FE汽油车行驶每公里碳排放量，kg/km；CE新能源汽车行驶每公里碳排放量，kg/km。2结果与分析根据式（1）可得出 3 种不同情景下福州市新能源汽车发展所产生的碳减排效应（图 1）。经分析，可得出以下结论：在 3 种模拟情景下，福州市新能源汽车发展都能产生一定程度的碳减排效应。因此，为推进“双碳”目标的实现，福州市应继续加大新能源电动汽车的推广力度。从时间序列上看，3 种情景下新能源汽车发展所产生的碳减排效应均呈递增状态，其原因在于“双碳”目标背景下，新能源汽车作为交通领域碳减排的关键，其发展将呈稳步上升趋势。纵向比较下，中、高速发展情景下新能源汽车的碳减排效应要显著优于基准情景，且随时间推移，碳减排潜力越大。福州市为促进“双碳”目标的实现，在新能源汽车产业发展上应以基准情景为基础，以中、高速发展情景为目标，在加大政策支持力度的同时还应完善相应的基础设施和加大新能源汽车相关知识宣传力度，形成政策、技术、基础设施和低碳意识宣传等方面的合力，共同推进福州市新能源电动汽车的高质量快速发展。3建议基于上述研究成果，本文为福州市更好发展新能源汽车产业提出以下建议。（1）政策端：针对新能源汽车产业的发展，首先，政府应明确其发展路线及规划，集中资金加大核心技术研发投入，有效引导生产厂家、科研机构与高校等主体进行资源整合。其次，在消费者认可度尚不足的情况下，可适当发放财政补贴和实施税收优惠等政策，激励消费者购买。最后，还应注重基础设施的完善，并加强其运行和维护机制的管理。（2）生产端：新能源汽车生产厂家应加大核心技术研发投入力度或加强与研发机构的合作，合力攻关电动汽车智能化与自动化的核心技术瓶颈问题，为其推广与普及奠定坚实的基础。（3）宣传端：政府还应加强电动汽车与低碳环保的宣传教育，开展新能源汽车试乘试驾等活动，深化消费者对新能源与电动汽车的认知，让使用新能源汽车的意识深深根植于消费者心中。参考文献1 高育红.新能源汽车未来展望J.城市车辆，2009（7）：27-28.2 唐葆君，吴晓凤.政府激励消费者购买混合动力汽车的政策影响分析J.中国能源，2012，34（1）：31-35.3 黄颖，计军平，马晓明.基于 EIOLCA 模型的纯电动轿车温室气体减排分析J.中国环境科学，2012，32（5）：947-953.4 施晓清，李笑诺，杨建新.低碳交通电动汽车碳减排潜力及其影响因素分析J.环境科学，2013，34（1）：385-394.5 刘江鹏.我国新能源电动汽车节能减排效应及发展路径研究D.北京：北京理工大学，2015.作者简介：张辰欣（2002），女，汉族，福建晋江人，本科在读，研究方向为碳中和。图1 3种情景下福州市新能源汽车的碳减排效应碳减排量/t10203040506070809020202025（E）2030（E）2060（E）年份A0A1A2节能环保45