不同禁售時(shí)間下燃油車替代策略的減排效果分析

劉慧甜，胡大偉

（長安大學(xué) 運(yùn)輸工程學(xué)院，陜西 西安 710064）

0 引言

近年來，我國對節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展越來越重視，不斷出臺新的政策方針來支持和引導(dǎo)綠色低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。2017 年10 月18 日，習(xí)近平總書記在十九大報(bào)告中指出：“堅(jiān)持人與自然和諧共生，必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅(jiān)持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國策”。2020 年9 月，我國提出“二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)和愿景，這是黨中央經(jīng)過深思熟慮作出的重大戰(zhàn)略決策，意味著我國將更加堅(jiān)定地貫徹新發(fā)展理念，構(gòu)建新發(fā)展格局，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級，走綠色、低碳、循環(huán)的發(fā)展路徑，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。2021 年，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》[1]，明確提出加快推進(jìn)綠色低碳發(fā)展，交通領(lǐng)域二氧化碳排放盡早達(dá)峰，降低污染物及溫室氣體排放強(qiáng)度，并實(shí)現(xiàn)2035年交通綠色化水平居世界前列。交通領(lǐng)域作為第三大碳排放源，理應(yīng)成為我國雙碳戰(zhàn)略的重要發(fā)力點(diǎn)。

2018 年，歐盟交通領(lǐng)域CO2排放量約為9.41億t，占?xì)W盟溫室氣體總排放量的27.34%[2]。2019年，美國交通領(lǐng)域CO2排放量約為18.43 億t，占美國溫室氣體總排放量的34.95%，是美國溫室氣體排放量的最大貢獻(xiàn)者[3]。汽車運(yùn)行階段的CO2排放是歐美國家交通領(lǐng)域最主要的CO2排放來源。2019年，我國交通領(lǐng)域CO2排放量約為9億～11億t，占全國溫室氣體排放量的9%～10%[4-5]。與歐盟、美國等發(fā)達(dá)國家相比，中國的交通碳排放量較低。我國交通運(yùn)輸領(lǐng)域各交通方式的CO2排放量占比情況如圖1 所示[6]，其中公路運(yùn)輸占比最大。由此可見，公路運(yùn)輸是整個交通運(yùn)輸行業(yè)節(jié)能減排的關(guān)鍵，具有巨大的碳減排潛力。

圖1 我國交通運(yùn)輸領(lǐng)域CO2排放量占比情況

針對交通運(yùn)輸領(lǐng)域的碳排放問題，國內(nèi)外學(xué)者開展了大量研究。在模型上，使用LEAP（Longrange Energy Alternatives Planning System）[7],NETTransport（National Energy Technology-Transport）,C3IAM/NET-Transport,TMOTEC,TREMOVE[8],AS?TRA[9]和其他計(jì)量學(xué)經(jīng)濟(jì)模型的居多。Fan 等人[10]使用LEAP 模型，結(jié)合鼓勵公共交通、推廣新能源和清潔能源汽車、緩解交通擁堵等常規(guī)措施對北京客運(yùn)交通進(jìn)行碳減排分析；Li 等人[11]開發(fā)了NET-Transport模型，結(jié)合使用清潔燃料汽車、提高汽車燃油效率的措施對中國客運(yùn)交通CO2排放量進(jìn)行預(yù)測，認(rèn)為2030 年左右將達(dá)到排放峰值；Tang 等人[12]采用C3IAM/NET-Transport 模型，結(jié)合優(yōu)化交通結(jié)構(gòu)、提高能源效率、推廣替代燃料等對策對中國城際客運(yùn)CO2排放量進(jìn)行了預(yù)測，明確了我國城際客運(yùn)車輛技術(shù)和燃料的可持續(xù)發(fā)展路徑；薩和雅等人[13]運(yùn)用STIRPAT 模型對內(nèi)蒙古自治區(qū)碳排放進(jìn)行了預(yù)測研究；Logan等人[14]采用OPEM 模型和TEAM-UK 模型，從運(yùn)營排放和全生命周期兩個角度對英國在2050年是否可以達(dá)到凈零減排的目標(biāo)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示英國必須采取嚴(yán)格的減排措施才有可能達(dá)到這一目標(biāo)。鄒才能等人[15]按照未來車輛保有量高速、中速、低速發(fā)展3 種情景預(yù)測2060 年中國碳排放量將分別降至22 億t,33 億t 和44 億t，并針對中國實(shí)現(xiàn)碳中和提出7項(xiàng)建議，提出構(gòu)建中國新的“三小一大”能源結(jié)構(gòu)，推動實(shí)現(xiàn)中國能源的獨(dú)立自主。胡大偉等人[16]考慮速度和負(fù)載對能源消耗和CO2排放的影響，基于燃油車和電動車的行駛與排放特性，分別建立了燃油車和電動車的兩階段開放式選址路徑問題模型，結(jié)果表明，與燃油車相比，電動車能節(jié)約3.44%的總成本、減少74.03%的CO2排放量。在方法上，學(xué)者們主要采用回歸分析法、時(shí)間序列法、情景分析法、系統(tǒng)動力學(xué)方法、投入產(chǎn)出法和智能算法等，例如：高妍南等人[17]以哈爾濱為例，運(yùn)用系統(tǒng)動力學(xué)方法構(gòu)建城市低碳交通系統(tǒng)模型，并對城市交通碳排放進(jìn)行分析。

綜上所述，關(guān)于交通領(lǐng)域碳排放未來預(yù)測和達(dá)峰年份的研究以情景分析為主，重點(diǎn)關(guān)注2030年、2040年、2050年中長期時(shí)間節(jié)點(diǎn)的碳排放情況，研究對象涉及道路交通、水路交通、鐵路交通等。本文以道路交通中的傳統(tǒng)燃油車和純電動汽車為研究對象，采用OPEM 模型，運(yùn)用行駛里程法，在未來車輛保有量低速發(fā)展和高速發(fā)展兩種模式下，分別設(shè)定相應(yīng)的禁售燃油車情景，并將問題的研究分為兩個階段：第一階段主要研究2020—2050 年純電動汽車相較于傳統(tǒng)燃油車的碳減排程度以及探究禁售燃油車年份區(qū)間；第二階段是在第一階段的基礎(chǔ)上，從獲取的禁售燃油車年份區(qū)間中找出最優(yōu)禁售燃油車年份。根據(jù)研究結(jié)果，得出不同年份禁售燃油車的碳減排程度，以期為禁售燃油車政策的分步實(shí)施提供理論依據(jù)，并為制定符合中國國情的碳達(dá)峰碳中和實(shí)施路線提供參考。

1 方法、模型和數(shù)據(jù)

1.1 研究方法

中國政府嘗試通過鼓勵以純電動汽車取代燃油車從而減少CO2排放。一方面，純電動汽車在運(yùn)營階段實(shí)現(xiàn)了零排放，但在能源消耗階段仍有碳排放。與燃油車相比，純電動汽車減排程度還有待進(jìn)一步論證。另一方面，世界主要國家禁售燃油車政策規(guī)劃的出臺也加速了中國政府在規(guī)劃燃油車禁售政策上的步伐。然而，中國是世界上人口最多的國家，目前經(jīng)濟(jì)正處在高速發(fā)展階段，若采取一刀切的禁售燃油車政策將給產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整帶來巨大挑戰(zhàn)。因此，對于何時(shí)禁售燃油車、禁售燃油車政策的分步實(shí)施仍需要進(jìn)一步研討。本文將該問題的研究分以下兩個階段進(jìn)行。

第一階段，主要研究純電動汽車相較于傳統(tǒng)燃油車的碳減排程度以及探究禁售燃油車年份區(qū)間。由于車輛保有量對于碳排放的影響很大，且未來車輛保有量發(fā)展快慢受多種因素影響，因此，本文考慮了未來車輛保有量低速發(fā)展和高速發(fā)展兩種模式，共設(shè)定12種禁售燃油車情景，如圖2 所示。其中，情景（2）,（4）,（6）,（8）,（10）,（12）設(shè)定的是市場上燃油車占比為100%，即沒有純電動車，這是為探究純電動汽車的減排程度而設(shè)置的參照情景；情景（1）,（3）,（5）,（7）,（9）,（11）是隨機(jī)選擇2030年、2035年、2040年作為年份區(qū)間的分段點(diǎn)，把2020—2050 年年份區(qū)間劃分成2020—2030 年、2031—2035年、2036—2040年、2040—2050年等4 個年份區(qū)間，以探究最優(yōu)禁售燃油車的年份區(qū)間，通過在不同的禁售年份設(shè)置不同的純電動汽車滲透率來體現(xiàn)。這樣設(shè)置是因?yàn)橹苯友芯?020—2050 年時(shí)間跨度太大，會影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，而按年份區(qū)間劃分可以直接篩選掉不滿足道路交通碳達(dá)峰要求的禁售時(shí)間段，并且計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性更高。

圖2 第一階段12種禁售燃油車情景設(shè)置

第二階段是在第一階段的研究基礎(chǔ)上，從獲取的禁售燃油車年份區(qū)間中選出最優(yōu)禁售燃油車年份。在車輛保有量低速發(fā)展和高速發(fā)展的模式下，將第一階段得到的禁售燃油車年份區(qū)間里（2020—2030年、2031—2035年、2036—2040年、2041—2050 年這4 個年份區(qū)間的某一個）的每一年份進(jìn)一步設(shè)定成不同禁售燃油車情景，其中每一禁售年份通過設(shè)定不同的純電動汽車市場滲透率來體現(xiàn)差異，以探究滿足道路交通2030年碳達(dá)峰目標(biāo)下最佳的禁售燃油車年份。

基于國際能源署、國家統(tǒng)計(jì)局、中國汽車工業(yè)協(xié)會和交通運(yùn)輸部對車輛類型、行駛距離等數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，使用OPEM 模型模擬2020—2050 年傳統(tǒng)燃油車和純電動車在中國的交通碳排放。

1.2 研究模型

OPEM（Operation Emission Model）[14]是由英國能源研究中心開發(fā)的用于計(jì)算電動汽車和化石燃料汽車在道路上混合運(yùn)行階段CO2排放的模型，其基于行駛距離、燃料使用和發(fā)電排放等因素，可以測算車輛每年運(yùn)行過程中的CO2排放量。該模型不包括基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及車輛生產(chǎn)和報(bào)廢處理產(chǎn)生的排放，且研究對象只考慮燃油車和純電動汽車，未考慮混合動力汽車。該模型對數(shù)據(jù)量要求不高，可以在數(shù)據(jù)不完備的情況下實(shí)現(xiàn)有效的碳排放預(yù)測。本文考慮中國國情，在默認(rèn)我國發(fā)電結(jié)構(gòu)更清潔、內(nèi)燃機(jī)減排技術(shù)提升以及公共出行比例有所提高的情況下，以未來車輛保有量低速和高速兩種增長模式為背景，設(shè)定情景假設(shè)，運(yùn)用OPEM 模型，預(yù)測到2050 年道路車輛在運(yùn)行階段的CO2排放量。計(jì)算思路如圖3所示。

圖3 OPEM模型計(jì)算思路

1.2.1 純電動汽車碳排放預(yù)測模型

使用公式（1）[14]估算100%純電動汽車產(chǎn)生的CO2排放水平。

式（1）中：EVs為純電動汽車碳排放量（g），該值由車輛使用過程中充電碳排放和電動汽車電池碳排放兩部分組成；D為每輛車年均行駛距離（km），參考我國生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《中國移動源環(huán)境管理年報(bào)（2021 年）》[18]，D取13000～15000km；Vbev為當(dāng)年估計(jì)的純電動車保有量（輛）；E為能源效率（g/（kW·h）），我國《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035 年）》[19]提出，到2025 年，純電動乘用車新車平均電耗降至12.0kW·h/100km，因此E取0.12kW·h/km；F為能源生產(chǎn)低效的校正因子，為了解釋低效、配電和網(wǎng)絡(luò)損失，F(xiàn)取1.11[20]；B為電動汽車電池單位距離排放量（g/km），B的初始值取53.34g/km[21]；CI 為發(fā)電碳強(qiáng)度（g/（kW·h）），參考《中國汽車低碳行動計(jì)劃研究報(bào)告（2021）》[21]，以2020 年的557.03g/（kW·h）為初始值，設(shè)2020—2030 年每年減少21.4g/（kW·h），2030—2050 年以每年減少11g/(kW·h)。

當(dāng)年的純電動車保有量Vbev按式（2）進(jìn)行估算：

式（2）中：Vall為當(dāng)年車輛總保有量（輛）；MP為純電動汽車市場滲透率（%），1.2.2 節(jié)將具體給出。

1.2.2 燃油車碳排放預(yù)測模型

燃油車的碳排放水平使用式（3）估算[14]，該方法考慮了汽油車與柴油車的占比不同。

式（3）中：CFVs為燃油車碳排放量（g），該值由柴油車碳排放量和汽油車碳排放量兩部分組成；Ddiesel為柴油車年均行駛距離（km）；Vdiesel為當(dāng)年的柴油車估計(jì)數(shù)量（輛）；Kdiesel為柴油車每公里行駛的CO2排放估計(jì)值（g/km），該值隨著汽車技術(shù)的改進(jìn)而調(diào)整，本文參考文獻(xiàn)[19]，設(shè)置柴油車每公里的排放值從207.0g/km 降到197.0g/km；Kgasoline為汽油車每公里行駛的CO2排放估計(jì)值（g/km），本文參考文獻(xiàn)[19]，設(shè)置汽油車每公里的排放值從153.3g/km 降到144.0g/km；Dgasoline為汽油車年均行駛距離（km）；Vgasoline為當(dāng)年的汽油車估計(jì)數(shù)量（輛）。

當(dāng)年的柴油車數(shù)量Vdiesel和汽油車數(shù)量Vgasoline分別按式（4）、式（5）估算：

式（4）～式（5）中：m為純電動車在新能源車中的占比（%）；n為柴油車在燃油車中的占比（%）；表示當(dāng)年新能源車數(shù)量。

汽油車與柴油車年均行駛里程、柴油車在燃油車中的占比、純電動車在新能源車中的占比參考我國生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《中國移動源環(huán)境管理年報(bào)（2021 年）》[18]，將Ddiesel和Dgasoline的值設(shè)為13000～15000km，n取8%，m取80%

1.3 數(shù)據(jù)采集

1.3.1 車輛保有量數(shù)據(jù)

從世界各主要國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與車輛保有量的發(fā)展趨勢來看，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，汽車普及率的上升是必然的。對于中國而言，隨著人均GDP 的提高，未來車輛保有量還將有較大的增長空間。清華大學(xué)中國車用能源研究中心開發(fā)了中國汽車保有量預(yù)測模型[22]。該模型的預(yù)測結(jié)果顯示，我國未來車輛保有量將持續(xù)增長，2030 年將達(dá)到4.2 億～4.6 億輛，2050 年將達(dá)到5.4 億～6.4 億輛，如圖4 所示。本文以圖4 中的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將中國未來車輛保有量分為低速（下限）和高速（上限）兩種發(fā)展模式，基于此設(shè)定禁售燃油車情景。

圖4 我國車輛保有量預(yù)測

1.3.2 不同情景下純電動汽車市場滲透率

純電動汽車市場滲透率MP 是用來計(jì)算不同禁售情景下純電動汽車數(shù)量的中間參數(shù)，純電動汽車市場滲透率與當(dāng)年車輛保有量的乘積即為當(dāng)年純電動汽車的數(shù)量。隨著燃油車禁售年份的接近，消費(fèi)者將開始傾向購買純電動汽車，純電動汽車的市場占比逐漸增加，即純電動汽車市場滲透率變大。因此，本文作出如下假設(shè)：在相應(yīng)年份的禁售點(diǎn)前后5 年，純電動汽車的滲透率明顯上升。參考文獻(xiàn)[14]中，純電動汽車的滲透率是由嵌在OPEM 模型內(nèi)部的運(yùn)輸需求模型和車輛庫存模型綜合計(jì)算得出的結(jié)果，其中，根據(jù)每年的運(yùn)輸需求來更新每年的車輛庫存，而新車的價(jià)格反過來又影響下一年的運(yùn)輸需求。本文對其數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)純電動汽車滲透率MP 在禁售年份前后5年服從正態(tài)分布，且隨著禁售年份增長，峰值點(diǎn)逐漸變小。對文獻(xiàn)[14]中的MP 進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)其增量也呈正態(tài)分布。本文按照其正態(tài)分布規(guī)律，基于既有數(shù)據(jù)，參考英國的MP 變化趨勢，采用線性插值的方法，確定出2026 年、2030 年、2035 年、2040 年和2045 年的MP 增量峰值點(diǎn)分別為0.068,0.06,0.05,0.04,0.03，結(jié)合《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035 年）》[19]中提出的到2025 年新能源汽車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷售總量的20%左右，2030年純電動汽車成為主流這一目標(biāo)，確定中國純電動汽車市場滲透率在不同禁售年份的比例，如圖5所示。

圖5 不同禁售年份下純電動汽車的市場滲透率

2030 年、2035 年和2040 年禁售燃油車情景下，各種柴油車、汽油車以及純電動汽車的數(shù)量如圖6 所示。其中，圖6（a）、6（b）和6（c）分別表示未來低速發(fā)展背景下3 種禁售年份下的車輛保有量；圖6（d）、6（e）和6（f）分別表示未來高速發(fā)展背景下3 種禁售年份下的車輛保有量。

圖6 不同禁售年份下柴油車、汽油車以及純電動汽車的保有量

2 結(jié)果分析

2.1 第一階段結(jié)果分析

2.1.1 純電動汽車相較于傳統(tǒng)燃油車的碳減排程度

根據(jù)圖2 所示12 種禁售燃油車情景處置，經(jīng)過OPEM 模型計(jì)算，各情景下碳排放預(yù)測結(jié)果以及縱向碳減排率（同一年份的不同情景下的減排率）如圖7 所示。其中，“2030-低速”表示未來車輛保有量低速發(fā)展背景下2030年禁售燃油車情景；“2030-低速-燃油”表示未來車輛保有量低速發(fā)展背景下2030年禁售燃油車情景中，引入的純電動汽車數(shù)量當(dāng)作燃油車數(shù)量計(jì)算的情景；其他年份的表示方式同理。

圖7 各情景碳排放量和縱向碳減排程度比較

從圖7 可以看出，在設(shè)置的3 種禁售年份下，碳排放量整體變化趨勢較為相似。其中，傳統(tǒng)燃油車碳排放量逐漸增大，高速及低速背景下的碳排放量差異也逐漸增大。3 種禁售燃油車情景下的碳排放量呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，且高速及低速背景下碳排放量差異量的變化不大，較為均勻。減排率整體較為相似，隨著年份推移而逐漸增大，且有進(jìn)一步增大的趨勢。在縱向比較中，未來車輛保有量無論低速發(fā)展還是高速發(fā)展，減排率曲線基本重合。

圖8 是減排程度的橫向比較（不同年份、同種發(fā)展背景下禁售情景之間的比較）。從圖8可以看出，未來車輛保有量無論是低速發(fā)展還是高速發(fā)展，碳減排程度從大到小依次為：2030 年禁售燃油車情景、2035年禁售燃油車情景、2040年禁售燃油車情景，且變化規(guī)律類似。其中，在未來車輛保有量低速和高速發(fā)展背景下，到2030 年，2030年、2035年、2040年禁售情景下，碳減排率分別為16.97%,11.57%,11.28%；到2050 年，2030年、2035年、2040年禁售情景下，碳減排率分別均為61.8%,56.18%,52.67%。綜合來看，禁售燃油車對于解決中、短期碳減排問題的效果較好。

圖8 碳減排程度橫向比較

圖9 為2030 年、2035 年、2040 年3 種禁售燃油車年份下2020—2050 年累計(jì)碳減排程度比較?？梢钥闯觯?030 年禁售燃油車，低速背景下將減排31.79%，高速背景下將減排32.65%；2035 年禁售燃油車，低速背景下將減排27.53%，高速背景下將減排28.31%；2040年禁售燃油車，低速背景下將減排24.51%，高速背景下將減排25.21%。綜合來看，未來車輛保有量高速發(fā)展背景下，累計(jì)碳減排程度始終高于車輛保有量低速發(fā)展下的情況。

圖9 3種禁售年份下2020—2050年累計(jì)碳減排程度

2.1.2 禁售燃油車年份區(qū)間分析

經(jīng)過OPEM 模型計(jì)算，12 種情景下碳排放量如圖10 所示?？梢钥闯觯?020—2050 年區(qū)間內(nèi)，6種100%燃油車情景在低速和高速發(fā)展模式下都未出現(xiàn)峰值點(diǎn)，且高速發(fā)展模式下的碳排放量始終高于低速發(fā)展模式下的碳排放量。其原因是，在高速發(fā)展模式下，車輛數(shù)量增加速度快，使得同一時(shí)期內(nèi)車輛保有量大，碳排放量增多。在其他6 種情景下，碳排放量在2020—2050 年區(qū)間內(nèi)均出現(xiàn)了峰值點(diǎn)。其中，2030 年禁售燃油車情景下，在低速發(fā)展模式和高速發(fā)展模式下2026—2030 年為峰值平臺期，分別在2027 年和2028年出現(xiàn)峰值點(diǎn)；2035 年禁售燃油車情景下，在低速發(fā)展模式和高速發(fā)展模式下峰值年份均為2030年；2040 年禁售燃油車情景下，低速發(fā)展模式下峰值年份為2030年，而高速發(fā)展模式下峰值年份為2033年。總體碳排放的峰值為5.97億～7.37億t，考慮到道路交通碳排放與國家2030年前碳達(dá)峰的戰(zhàn)略目標(biāo)同步，在2030 年、2035 年、2040 年禁售情景中，只有2030年禁售情景可以達(dá)到目標(biāo)要求，2035年及以后禁售燃油車均未在2030年前出現(xiàn)峰值。為此，將禁售燃油車年份區(qū)間設(shè)定為2026—2034年。

圖10 12種情景下的碳排放預(yù)測結(jié)果

2.2 第二階段結(jié)果分析

從第一階段獲取的禁售燃油車年份區(qū)間中研究選出最優(yōu)禁售燃油車年份。本文第一階段研究得到的最優(yōu)禁售區(qū)間為2035年之前，2035年及以后禁售都未能在2030年出現(xiàn)峰值點(diǎn)。因此，第二階段是在車輛保有量低速和高速發(fā)展的背景下，將2026—2034 年區(qū)間內(nèi)的每個年份設(shè)定成18 種禁售燃油車情景，如圖11所示。

圖11 第二階段18種禁售燃油車情景設(shè)置

用OPEM 模型計(jì)算出的2020—2050 年碳排放量如圖12所示。可以看出，2026—2034年間各年份禁售燃油車情景在2020—2050年區(qū)間碳排放量均出現(xiàn)峰值，峰值年份區(qū)間為2023—2030年，峰值為5.91 億～7.31 億t，比第一階段2030 年、2035年、2040 年這3 個禁售年份情景的碳排放量低。對于同一禁售燃油車年份，即縱向比較來看，除2027年、2028年、2032年、2033年、2034年這5個禁售年份外，高速發(fā)展模式下峰值年份要比低速發(fā)展模式下峰值年份滯后1 年。從橫向比較來看，除2027 年與2028 年外，其他相鄰年份的峰值年份無論在高速發(fā)展模式下還是在低速發(fā)展模式下相差都不超過1年。

圖12 2026—2034年禁售燃油車碳排放預(yù)測結(jié)果

圖13 是2026—2034 年各禁售燃油車情景下的峰值情況，實(shí)心圓的大小表示相應(yīng)峰值年份的碳排放量，實(shí)心圓半徑越大，表明碳排放量越高。可以看出，2033年和2034年禁售燃油車情景下的峰值年份均為2030年之后，未能與國家碳達(dá)峰目標(biāo)同步。綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素以及國家碳達(dá)峰戰(zhàn)略目標(biāo)，禁售燃油車年份應(yīng)不晚于2032年。

圖13 2026—2034年各禁售燃油車情景下的碳排放峰值年份

本文引入不同禁售年份下的純電動汽車滲透率MP，設(shè)置的多種禁售年份情景包含了文獻(xiàn)[23]設(shè)置的強(qiáng)化措施和常規(guī)措施情景。文獻(xiàn)[23]在高增長強(qiáng)化措施情景下得到的碳排放峰值年份與本研究中未來車輛保有量高速發(fā)展背景下2029年禁售燃油車情景得出的峰值年份都為2027年；高增長常規(guī)措施情景下峰值年份與本研究中未來車輛保有量高速發(fā)展背景下2031 年和2032 年禁售燃油車情景得出的峰值年份都為2029年；低增長強(qiáng)化措施情景下得出的峰值年份與本研究中未來車輛保有量低速發(fā)展背景下2030年禁售燃油車情景得出的峰值年份都為2027年；低增長常規(guī)措施情景下得出的峰值年份與本研究中未來車輛保有量低速發(fā)展背景下2032年禁售燃油車情景得出的峰值年份都為2029年。峰值點(diǎn)在禁售年份之前就出現(xiàn)的原因是：政策的發(fā)布往往會短期刺激人們消費(fèi)，本文假設(shè)在禁售年份前后5 年，純電動車的滲透率明顯增加。此外，本文設(shè)定的其他情景得到了文獻(xiàn)[23]未獲得的結(jié)果：2026—2034年間每一年禁售燃油車的峰值年份與峰值點(diǎn)。文獻(xiàn)[23]的研究達(dá)峰值與本文有差異的原因是采用的車輛保有量數(shù)據(jù)不同，而車輛保有量數(shù)據(jù)會顯著影響碳排放量。

3 討論

《中共中央國務(wù)院關(guān)于深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的意見》[24]中指出，“‘十四五’時(shí)期，我國生態(tài)文明建設(shè)進(jìn)入了以降碳為重點(diǎn)的戰(zhàn)略方向、推動減污降碳協(xié)同增效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善由量變到質(zhì)變的關(guān)鍵時(shí)期”。

為解決交通領(lǐng)域道路運(yùn)輸車輛碳排放量多的問題，自2016年起，英國、德國、法國等國家陸續(xù)提出了燃油車禁售規(guī)劃[25]。各國禁售燃油車政策規(guī)劃的提出，旨在增大新能源汽車的滲透率，制定新能源汽車發(fā)展目標(biāo)和戰(zhàn)略，加快新能源汽車發(fā)展進(jìn)程，完全實(shí)現(xiàn)汽車電動化。在此形勢下，各國的大型汽車生產(chǎn)企業(yè)紛紛發(fā)布停產(chǎn)燃油車時(shí)間表（如圖14 所示）。2019 年3 月，海南省出臺《清潔能源汽車發(fā)展規(guī)劃》[26]，成為全國首個提出所有細(xì)分領(lǐng)域車輛清潔能源化目標(biāo)和路線圖的地區(qū)。國內(nèi)很多汽車生產(chǎn)企業(yè)也先后主動制定了自有品牌燃油車生產(chǎn)的退出時(shí)間表和路線圖。

圖14 部分汽車品牌發(fā)布停產(chǎn)燃油車時(shí)間表

對于傳統(tǒng)燃油車的禁售年份，本文研究得出的結(jié)果是：在沒有其他碳減排舉措下，應(yīng)不晚于2032 年。這比大多數(shù)發(fā)達(dá)國家的禁售燃油車時(shí)間要早，主要原因是中國是發(fā)展中國家，碳排放量尚未達(dá)峰，中國的戰(zhàn)略目標(biāo)是2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，禁售燃油車時(shí)間早有利于碳達(dá)峰目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。此外，與發(fā)達(dá)國家不同，中國是世界上人口最多的國家，目前仍正處在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展階段，考慮到中國國情，若采取一刀切的禁售燃油車政策將對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整帶來巨大挑戰(zhàn)。工信部發(fā)布的《對十三屆全國人大二次會議第7936號建議的答復(fù)》[27]明確表示，將支持有條件的地方和區(qū)域開展城市公交出租先行替代、設(shè)立燃油汽車禁行區(qū)等試點(diǎn)，在取得成功的基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌研究制定燃油汽車退出時(shí)間表。此外，中國從2030 年碳達(dá)峰到2060 年碳中和只有30 年時(shí)間，即碳達(dá)峰后需要快速走向碳中和。歐盟承諾的碳達(dá)峰至碳中和的時(shí)間為60～70 年，緩沖時(shí)間是中國的2 倍[15]，美國承諾的碳達(dá)峰至碳中和時(shí)間為45年，是中國的1.5 倍。因此，中國不能復(fù)制國外的碳中和模式，何時(shí)禁售燃油車、禁售燃油車政策的分步實(shí)施需要根據(jù)中國國情來進(jìn)一步研究分析，制定符合中國國情的碳達(dá)峰碳中和實(shí)施路線。

4 結(jié)論

本文運(yùn)用OPEM 模型，結(jié)合相關(guān)政策和研究現(xiàn)狀，采用行駛里程法，以燃油車和純電動車為研究對象，以2020—2050年為研究年份，計(jì)算并分析純電動汽車的碳減排程度以及最晚禁售燃油車年份?？紤]到直接研究2020—2050年時(shí)間跨度太大，會影響計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此本文將該問題的研究分為兩個階段，逐漸縮小研究范圍。第一階段，在未來車輛保有量低速發(fā)展和高速發(fā)展兩種模式下，隨機(jī)選擇2030年、2035年、2040年作為年份區(qū)間的分段點(diǎn)，設(shè)定12種燃油車禁售情景來研究2020—2050年純電動汽車相較于傳統(tǒng)燃油車的碳減排程度，初步得出禁售燃油車年份區(qū)間為2026—2034年；第二階段，在未來車輛保有量低速發(fā)展和高速發(fā)展兩種模式下，將第一階段得出的禁售燃油車年份區(qū)間，按各年份重新設(shè)定禁售情景，研究不同年份禁售燃油車對于碳中和的影響和對應(yīng)的峰值年份。通過兩階段研究，得出以下結(jié)論：

（1）2030 年、2035 年、2040 年禁售燃油車在很大程度上可以減少碳排放量，到2050年，減排率分別達(dá)到61.8%,56.18%和52.67%。從累計(jì)碳減排程度來看，2030 年禁售燃油車，車輛保有量低速發(fā)展背景下將減排31.79%，車輛保有量高速發(fā)展背景下將減排32.65%；2035 年禁售燃油車，車輛保有量低速發(fā)展背景下將減排27.53%，車輛保有量高速發(fā)展背景下將減排28.31%；2040年禁售燃油車，車輛保有量低速發(fā)展背景下將減排24.51%，車輛保有量高速發(fā)展背景下將減排25.21%。

（2）以2030 年、2035 年、2040 年作為年份區(qū)間分段點(diǎn)，將2020—2050年劃分成2020—2030年、2031—2035 年、2036—2040 年、2041—2050年等4 個年份區(qū)間，在保證道路交通碳達(dá)峰目標(biāo)與國家碳達(dá)峰目標(biāo)同步的前提下，得出最優(yōu)禁售燃油車的年份區(qū)間在2035年之前。

（3）對最優(yōu)禁售燃油車年份區(qū)間進(jìn)一步分析，得出禁售燃油車的年份應(yīng)不晚于2032年。且除2027 年與2028 年外，其他相鄰年份無論在車輛保有量高速發(fā)展模式下還是低速發(fā)展模式下，峰值年份相差均不超過1年。

今后將從以下方面進(jìn)一步開展研究：

（1）本研究未考慮混合動力汽車，未來的研究將從燃油車、純電動汽車以及混合動力汽車3個角度來完善OPEM 模型，這樣將更符合現(xiàn)實(shí)情況；

（2）雖然OPEM模型可以根據(jù)數(shù)據(jù)預(yù)測結(jié)果，但隨著中國碳達(dá)峰目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，政策可能會發(fā)生改變，未來將就數(shù)據(jù)的動態(tài)變化對碳排放量的影響展開研究；

（3）未來將分領(lǐng)域（公交車、出租車、私家車等）、分區(qū)域（城市、鄉(xiāng)村等）對交通碳排放展開研究并進(jìn)行燃油車禁售政策分析；

（4）本研究基于現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采用OPEM 模型求得的預(yù)測值只是車輛的運(yùn)營排放，若從道路運(yùn)輸綜合碳排放量的角度看，還需要從全生命周期進(jìn)行分析，即考慮車輛的生產(chǎn)制造、維修、報(bào)廢以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等全生命周期的碳排放測算。