廣東省新能源汽車應(yīng)用對能源需求及城市環(huán)境影響分析

傅薔　趙雪敏　蒙文川

內(nèi)容摘要：本文基于LEAP模型，量化分析新能源汽車對能源及城市環(huán)境的影響。研究表明，城市公共交通運輸系統(tǒng)對城市環(huán)境影響顯著，私人用車基數(shù)較大并保持高速增長，未來對城市環(huán)境影響將愈發(fā)明顯。要從根本上改善城市環(huán)境，私人用車領(lǐng)域的新能源汽車應(yīng)用不容忽視，本文研究內(nèi)容為廣東新能源汽車發(fā)展相關(guān)決策提供有益參考。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 碳排放 能源發(fā)展

機動車城市環(huán)境影響及能源消費現(xiàn)狀分析

（一）機動車污染物排放影響

2016年1月，環(huán)保部發(fā)布了《2015年中國機動車污染防治年報》，機動車已經(jīng)成為我國空氣污染的重要來源，是造成灰霾、光化學煙霧污染的重要原因。從環(huán)保部監(jiān)測情況來看，隨著機動車保有量的快速增長，我國城市空氣明顯開始呈現(xiàn)出煤煙和機動車尾氣復(fù)合污染的特點，相比較其他排放源，機動車尾氣排放的不僅是顆粒污染物，還包含造成大氣氧化性增強的“催化劑”，加重空氣污染。實際上，世界發(fā)達城市都面臨同樣的問題，機動車減排將是一項長期的重點工作，具體到我國城市機動車排放，機動車保有量的高速增長則是需要面臨的一項重要問題。

（二）機動車構(gòu)成及保有量增長

廣東省民用汽車自2003年以來保持13%以上的增長率，在2005年更是達到22%的高增長率，近年來增速有所減緩，但仍維持在13%以上。根據(jù)汽車結(jié)構(gòu)，民用汽車分為載客汽車、載貨汽車與其它汽車，其中載客汽車占比逐年增長，并在2014年達到85.9%；根據(jù)承載能力，載客汽車又分為大、中、小、微型，其中小微型載客汽車占載客汽車總體比重趨于增長并在2014年達到97.5%。載貨汽車則分為重、中、輕、微型，其中，輕型載貨汽車占據(jù)絕大部分比重且占比較為穩(wěn)定，2014年占比為75.2%。

民用載客汽車根據(jù)使用性質(zhì)不同區(qū)分為營運載客汽車與非營運載客汽車，其中非營運載客汽車占載客汽車總量的98.6%（2014年），假設(shè)私人汽車不參與營運，那么非營運載客汽車包含私人載客汽車，并且私人載客汽車占非營運載客汽車的90%以上，是民用載客汽車的主要構(gòu)成，其污染物排放較難引導與控制。與載客汽車不同是的，營運載貨汽車仍然是民用載貨汽車的主要構(gòu)成，2014年仍然維持44%的占比。

由上述分析可知，載客汽車中小微型載客汽車占據(jù)絕大部分比重，并且以私人載客汽車為主，載貨汽車中輕型貨車占比顯著，下文分別對載客汽車、載貨汽車增長形勢進行分析。

無論是民用載客汽車還是私人載客汽車，小微型載客汽車增速均高于載客汽車整體增長速度，并且，私人載客汽車增長速度明顯高于民用載客汽車整體增速，2014年民用載客汽車、小微型民用載客汽車、私人載客汽車、小微型私人載客汽車分別增長15.3%、16.2%、17.2%、17.7%。載客汽車增長雖有所放緩，但長期以來整體處于高速增長水平。

與載客汽車的高速增長相比，載貨汽車增長則更為平緩，并于2011年開始增速逐年下降，2014年民用載貨汽車及輕型載貨汽車增速均降至1.6%。

結(jié)合城市空氣環(huán)境影響分析，對城市空氣環(huán)境影響較大的機動車類型包括城市公交、出租車及私人載客用車。城市公交、出租車相比民用汽車總量，在數(shù)量上并不顯著，但因營運特性，其能源消耗及對城市區(qū)域空氣環(huán)境的影響卻是值得關(guān)注的；私人載客用車方面，一是總量基數(shù)大，占據(jù)民用汽車絕大部分比重；二是增長快，其對能源的需求及城市空氣環(huán)境的影響不容忽視。下文將基于廣東省相關(guān)政策、計劃目標性文件及量化分析新能源汽車應(yīng)用對廣東省城市環(huán)境的影響。

廣東省新能源汽車發(fā)展相關(guān)政策、方向及目標

（一）廣東省新能源汽車發(fā)展相關(guān)政策

近幾年來，新能源汽車在我國得到快速發(fā)展，與全國及地方政府的引導政策密切相關(guān)。我國新能源汽車總體起步較晚，技術(shù)方面與世界先進水平存在較大差距，尤其是混合動力、氫能和燃料電池車方面，配套設(shè)施方面更是在近年才開始擴大建設(shè)。因此，政府相關(guān)政策對新能源汽車推廣應(yīng)用的引導作用十分關(guān)鍵。目前，全國及地方政府與新能源汽車相關(guān)的政策性文件包括財政部發(fā)放的新能源汽車補貼政策、全國及地區(qū)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃等文件。

廣東省《新能源汽車補貼政策2015-2016年廣東省最新補貼標準》提出，2016年新能源汽車的補貼范圍主要在公交、環(huán)衛(wèi)、出租、公務(wù)、郵政、物流、工程及私人領(lǐng)域示范推廣的純電動汽車、插電式混合動力汽車（含增程式）及燃料電池汽車的新能源汽車購車；在《廣東省新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2013-2020年）》文件中，計劃2015年新能源汽車推廣應(yīng)用達到5萬輛，以純電動汽車、插電式混合動力汽車、增程式電動汽車為產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點；《廣東省加快推動新能源汽車推廣應(yīng)用意見》（下文簡稱《意見》）文件提出，到2020年廣東省新能源汽車推廣應(yīng)用目標為25萬輛，以純電動為主要方向，對公交車新能源應(yīng)用給出了明確目標，即2020年新能源公交車保有量占全部公交車比例30%以上，其中純電動公交占20%以上。

下文將基于新能源汽車的相關(guān)政策并結(jié)合應(yīng)用類型，具體分析新能源汽車在各領(lǐng)域的發(fā)展方向及目標。

（二）廣東省新能源汽車發(fā)展方向及目標分析

考慮量化分析可行性，本文將重點分析公交車、出租車、物流用車及私人載客領(lǐng)域的新能源汽車應(yīng)用及其影響。

公交車方面，純電動汽車將成為中長期內(nèi)主要的推廣類型，天然氣及氣電混合動力公交車將作為輔助應(yīng)用；出租車方面，目前純電動、插電式混合動力及燃料電池電動汽車由于購車成本仍然較高，中期內(nèi)在出租車領(lǐng)域應(yīng)用范圍有限，傳統(tǒng)油電混合動力汽車雖未列入新能源汽車補貼范圍，但因其經(jīng)濟效益高，在出租車應(yīng)用方面仍然存在一定推廣空間；物流用車方面主要考慮輕、微型貨車，一方面考慮重、中型貨車主要用于長途運輸，新能源汽車技術(shù)目前應(yīng)用于大噸位長途運輸工具仍然存在一定局限性；另一方面，輕、微型貨車主要用于城市范圍的物資運送，對城市空氣環(huán)境影響更為顯著；私人用車方面，目前純電動汽車存在購車成本高、充電不便等問題，要推廣新能源、純電動汽車在居民個人及商業(yè)范圍的應(yīng)用，完善充電設(shè)施建設(shè)是首要任務(wù)。中長期內(nèi)，隨著純電動汽車技術(shù)的進步，購車成本趨于降低，再附加充電設(shè)施的進一步完善，純電動汽車在私人用車中也將占有一席之地。從目前實際情況來看，油電混合動力或因其良好的節(jié)能性而獲得廣大個體及商業(yè)用戶的青睞。

根據(jù)新能源汽車在各個領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展方向并從目前所面臨的困難出發(fā)，對未來其新能源汽車的應(yīng)用比例進行預(yù)測，作為下文LEAP模型新能源汽車推廣應(yīng)用的情景假設(shè)，詳見表1-表3。

結(jié)合下文對汽車保有量增長的分析，預(yù)計2020年在公交、出租及私人小型載客汽車領(lǐng)域，新能源汽車的推廣應(yīng)用量將達到21萬輛左右，將有力推進《意見》中2020年新能源汽車推廣應(yīng)用達到25萬輛的計劃目標實現(xiàn)。

運用LEAP模型分析新能源汽車帶來的環(huán)境影響

（一）模型方法介紹

本文運用LEAP模型采取自底而上的方式分析能源需求及環(huán)境影響，基于LEAP模型的框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。以公交車為例，公交車能源需求及環(huán)境分析基于對各類動力能源公交車的占比分析、能效分析進行，如知曉柴油公交車的一般能效水平，進一步掌握柴油公交車數(shù)量及一般運營里程情況下的能耗，即可計算柴油公交車的能源需求及各類污染物的排放情況，如公式（1）、（2）所示：

EY=e×LY （1）

E=EY×N×α （2）

其中，EY表示柴油公交車每年的柴油消耗量，e表示柴油公交車一般運營情況下單位距離柴油消耗量，LY表示公交車一般運營情況下的年行駛里程，E表示柴油消費量，N表示公交車保有量，α表示柴油公交車占公交車比重。下文將分別對城市公交、出租車及私人小型載客汽車數(shù)量及能效水平展開分析。

（二）汽車保有量及一般能耗分析

汽車數(shù)量增長分析。公交車方面，因公交車屬城市公共交通運輸體系，相比較地區(qū)人口及經(jīng)濟發(fā)展，具備一定的超前規(guī)劃特性，其增長主要受區(qū)域城市交通運輸規(guī)劃影響。廣東省公交車數(shù)量增長較為穩(wěn)定，2012年以來保持3%左右的增長水平，在廣東省常住人口穩(wěn)定增長及城鎮(zhèn)化建設(shè)穩(wěn)步推進的預(yù)期下，預(yù)測未來公交車數(shù)量仍將以3%的增速持續(xù)增長。

出租車方面，數(shù)量增長參考其2012年以來的年均增速進行估計，預(yù)計中期內(nèi)出租車數(shù)量將保持2%左右的增速增長。

私人小型載客汽車主要是居民家庭用載客汽車，其數(shù)量增長與居民收入、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平密切相關(guān)，考慮到人口增長將在一定程度上影響總量增長，因此，在分析相關(guān)經(jīng)濟指標與私人小型載客汽車關(guān)系時均統(tǒng)一成人均口徑。2006年以來人均GDP增長與人均私人小型載客汽車增長近乎同步。

人均GDP與人均私人小型載客汽車數(shù)量之間存在較為穩(wěn)定的關(guān)系，介于對數(shù)與線性之間。

汽車屬于居民家庭耐用消費品，長期人均汽車擁有量將趨于飽和，通過與其它省份如浙江省的對比來看，2014年浙江省人均私人小型載客汽車已經(jīng)達到0.14輛，并仍然保有快速增長趨勢，因此預(yù)計廣東省私人小型載客汽車也將保持快速增長，即以人均GDP對人均小型載客汽車數(shù)量進行線性解釋在一定時間區(qū)間內(nèi)是可行的。

人均GDP的預(yù)測基于對區(qū)域GDP及常住人口增長形勢分析進行。區(qū)域經(jīng)濟走勢受全國宏觀經(jīng)濟形勢影響，目前全國范圍經(jīng)濟增速換擋，進入結(jié)構(gòu)的深入調(diào)整期，廣東省經(jīng)濟結(jié)構(gòu)顯著優(yōu)于全國水平，相較于全國經(jīng)濟增速的放緩，廣東省經(jīng)濟發(fā)展仍有企穩(wěn)的潛力，預(yù)計經(jīng)濟增長放緩幅度將小于全國；常住人口方面，基于對廣東省常住人口增長規(guī)律分析，認為其增長較為穩(wěn)定，可采用一般趨勢分析法預(yù)測其增長。

汽車一般能耗分析。公交車、出租車方面，單位距離能耗按照其一般情況分析，結(jié)合其一般營運情況分析其年度能耗量。此種方法主要考慮公交車、出租車屬于城市公共交通運輸系統(tǒng)，其運營存在一定規(guī)律性。

私人用車方面，根據(jù)居民汽車保有量、居民汽油能源的消費量及汽車一般能效水平估算家用汽車年行駛里程，另參考私人用車相關(guān)統(tǒng)計調(diào)研，認為私人用車年行駛里程應(yīng)在1-2萬公里左右，再結(jié)合私人用車一般能效水平估算每輛車每年的能源需求量。

（三）新能源汽車對能源需求及城市環(huán)境影響分析

新能源汽車對能源需求影響分析。根據(jù)LEAP模型的計算結(jié)果，分能源品種看，汽油能源需求不斷增長，其增長與私人小型載客汽車的快速增長密切相關(guān)，可喜的是其增長將明顯放緩，預(yù)計2016-2020年公交車、出租車及私人用車領(lǐng)域?qū)ζ偷男枨髮⒎啪徶林兴僭鲩L水平；柴油需求下降，受公交車能源消費結(jié)構(gòu)的調(diào)整影響，電力、天然氣將在一定程度上替代柴油成為公交車的動力能源；天然氣、電力能源需求快速增長，其中，電力能源需求將以近20%的增速增長，天然氣能源需求也將保持10%以上的增長率。

新能源汽車推廣應(yīng)用重點為純電動汽車，因此其對電力能源需求有顯著影響。結(jié)合LEAP能源模型估算，2020年公交車、出租車及私人小型載客汽車領(lǐng)域，新能源汽車的應(yīng)用將消費電力能源40億千瓦時，帶動全社會用電量增長，如果再考慮環(huán)衛(wèi)、公務(wù)用車等領(lǐng)域，新能源用車對全社會用電量的增長促進作用將更為明顯。

新能源汽車對城市環(huán)境影響分析。根據(jù)LEAP模型計算結(jié)果，并參考公路交通運輸工具燃料排放系數(shù)，分析新能源汽車對城市交通運輸系統(tǒng)碳排放、氮氧化物（以NO2計算）及煙塵排放的影響。

在考慮新能源汽車于公交車、出租車及私人小型載客汽車領(lǐng)域的應(yīng)用情況下，碳排放、氮氧化物及煙塵排放均將由高速增長逐步放緩至中速增長。雖然家用汽車年行駛里程遠低于公交車、出租車等公共交通運輸工具，但由于其數(shù)量龐大，廢氣排放量不容忽視。在僅考慮公交車、出租車及私人小型載客汽車的情況下，預(yù)計私人小型載客汽車碳排放占50%以上，并且由于私人汽車保有量仍在高速增長，未來該占比仍將持續(xù)擴大，然而在新能源汽車實際應(yīng)用推廣中，私人用車領(lǐng)域較難控制。

結(jié)論

綜合研究內(nèi)容與分析結(jié)果，由私人載客汽車的不斷增長所引起的城市空氣環(huán)境影響將不斷加大，城市空氣環(huán)境改善的工作壓力持續(xù)增加；按照目前新能源汽車推廣應(yīng)用相關(guān)計劃來看，其對城市空氣環(huán)境的改善將起到一定促進作用，但整體上看，城市空氣環(huán)境改善仍然任重而道遠。

新能源汽車的推廣應(yīng)用既要求生產(chǎn)技術(shù)上的改進，也要求能源供應(yīng)設(shè)施的同步建設(shè)與完善，我國相對起步較晚的現(xiàn)實情況決定了新能源汽車在我國的推廣應(yīng)用仍然需要時間與相關(guān)政策的有力支持。中期內(nèi)，新能源汽車的應(yīng)用能夠減緩不斷膨脹的交通運輸給城市帶來的環(huán)境壓力，以新能源汽車影響城市環(huán)境的直觀改善仍然需要相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與政策支持。

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