bevictor伟德官网2019年9月24日電(通訊員 何曉旖)日前,bevictor伟德官网吳烨教授課題組與美國福特汽車公司、康奈爾大學和哈佛大學的研究人員合作,在環境領域權威期刊《環境科學與技術》(Environmental Science & Technology)上發表題為《中國、美國和德國的電動汽車經濟和氣候效益》(Economic and Climate Benefits of Electric Vehicles in China, U.S., and Germany)的研究論文。
以往電動車能源環境影響研究主要基于車隊平均的活動水平數據,無法反映不同車主在使用電動車時對經濟成本和減排效益帶來的顯著個體差異。針對這一問題,研究收集了主要電動車市場國家的近1700輛乘用車的出行數據,構建了基于車輛技術和充電情景的個體出行鍊随機模型,建立了基于個體出行鍊模拟的車輛總持有成本和全生命周期排放模型。與傳統研究相比,本研究系統刻畫不同車輛個體在經濟成本和減排效益的差異性,識别未來電動化進程中具有較高經濟效益和氣候效益的車主個體特征,為電動汽車發展的技術選擇和政策制定提供重要參考依據。
研究發現,盡管不同車主間電動化經濟效益與減排效益存在顯著差異,但兩者總體呈現協同關系。2015年,北京經濟效益排在該地前25%“優先車主”所能獲得的減排效益是其他車主的3.9倍。同樣,在本研究設計的美國和德國城市中“優先車主”減排效益是其他車主的1.8~2.1倍。本研究也指出,仍有部分車主減排潛力較大(圖1中黑色散點),但其較為頻繁的長裡程出行将導緻電動車接受度明顯受限。
圖1:2015年BEV300車主經濟效益與減排效益總體呈現協同關系,具有較高經濟效益的“優先車主”通常具有更大減排效益,但是部分減排潛力大的車主則受長裡程出行特征的制約
研究進一步對個體層面未來(2030-2035年)電動車總持有成本和全生命周期溫室氣體排放進行了預測。随着電池制造成本的大幅下降(100美元/kWh以下),即使取消購置補貼,有相當比例的車主仍将逐漸獲得經濟效益。電力碳排放強度的持續下降使得北京電動汽車 “優先車主”相比傳統燃油車的全生命周期溫室氣體減排效益持續放大,減排比例将達到32%-63%。研究指出,未來多樣化電動車技術發展策略能更好滿足更多車主的差異化出行需求。綜合電動化情景不僅能實現較高的汽油替代程度,而且具有更高的經濟、能源和氣候綜合效益。例如,對年均1萬公裡以下的車輛更适合投放短裡程純電動車(如BEV150),對于更高出行裡程的車輛投放高裡程純電動車(如BEV450)或插電式混合動力車(PHEV)。
圖2:未來電池制造成本持續下降将使得更多BEV300車主獲得總持有成本降低的經濟效益(左);不同城市和不同個體間全生命周期溫室氣體排放分布差異顯著(右)
該工作得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金重點項目和福特汽車公司大學研究項目支持。bevictor伟德官网吳烨教授為論文通訊作者,bevictor伟德官网博士研究生何曉旖(已畢業,現為密歇根大學和福特汽車公司博士後)和張少君助理教授(原為康奈爾大學博士後)為共同第一作者,bevictor伟德官网郝吉明院士和魯玺長聘副教授,福特汽車公司Timothy J. Wallington博士和Michael Tamor博士,康奈爾大學K. Max Zhang教授、哈佛大學的Michael B. McElroy教授和Chris Nielsen為論文合作作者,在數據采集、建模分析和政策讨論等過程中提供了重要幫助。
論文鍊接:https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.est.9b00531