新能源汽车对城市节能减排影响的新探索.pdf

2012 年 7 月学 术交流Jul 2012 总第 220 期第 7 期Academic ExchangeSerial No 220No 7 收稿日期 2012 03 15 基金项目 南开大学 百项工程 项目 作者简介 周安 1991 男 山东荷泽人 从事新能源经济研究 刘景林 1944 男 黑龙江庆安人 原主席 研 究员 国家级有突出贡献的中青年专家 从事区域经济和产业经济学研究 新能源汽车对城市节能减排影响的新探索 周安 1 刘 景 林2 1 南开大学 经济学院 天津 300071 2 黑龙江省社会科学界联合会 哈尔滨 150001 摘要 当前我国环境问题 能源问题日趋严重 节能减排刻不容缓 城市中使用新能源汽 车对于节能减排有重要的影响 新能源汽车通过三种途径节省能源 一是发挥电机高工作效率节 能 二是混合动力 可以通过控制技术让电机和发动机工作在高效区节能 三是采用能量回收技术 回收部分制动能量 新能源汽车的广泛应用 可以减少总碳排放的近 1 5 可以减少城市空气污染 的 50 新能源汽车确是一种便捷 经济 环保 健康的交通工具 目前 我国新能源交通工具 新 能源汽车产业的发展还处于初级阶段 面临的主要难点和问题是 技术竞争力和企业竞争力仍然 较弱 产业支撑体系与配套基础设施不完善 新能源汽车市场还不成熟 扶持政策需要进一步细 化 新能源汽车的发展需要相关支持 增强技术竞争力和企业竞争力 完善支撑体系 健全行业发 展环境 搞好试点总结经验 培育新能源汽车消费市场 加大扶持力度 鼓励新能源汽车的发展 关键词 新能源 节能减排 交通工具 中图分类号 F31 文献标志码 A 文章编号 1000 8284 2012 07 0101 05 2011 年 我国在促进节能减排和环境保护等方面作出了非常大的努力 实施了 十二五 节能减排 综合性工作方案 控制温室气体排放工作方案 加强环境保护重点工作意见等 但即便是这样 在六项 节能减排的指标中 单位 GDP 能耗 单位 GDP 二氧化碳排放以及氮氧化物三个指标都没有按照预定的 要求完成任务 作为一个负责任的发展中国家 我国积极参与响应全球低碳排放的号召 温家宝总理在哥本哈根会 议上作出承诺 在2020 年之前中国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005 年下降40 45 这意味 着在如此短的时间内中国要大规模降低碳的排放量 并且在国家的 十二五 规划中要求加快建设资 源节约型 环境友好型社会 提高生态文明水平 面对日益严重的资源束缚与环境压力 我们必需树立 绿色 环保的发展理念 开展节能减排活动 实现可持续发展 这方面现有文献的研究主要集中在节能减排层面上 李晓燕 邓玲 2010 认为随着城市化进程的 不断加快 城市中的能耗以及污染迅速加重 中国城市环境空气质量恶化尤为明显 为此国内许多城市 都提出了发展低碳城市 低碳经济的目标 1 王雪风 马淑珍 2010 认为低碳减排应该通过一系列制 度框架和激励机制促进能源形式 能源来源 运输渠道的多元化来达到保障能源安全和应对气候变化无 常的目标 2 郝文升 2010 认为综合看国外的低碳路径 一般都是政策法规导向型 能源替代型 技术 创新导向型 市场机制导向型 公众参与导向型中的一种或几种向综合模式发展的趋势 3 杨海波 2008 认为立法滞后 立法缺陷以及管理体制不完善与社会力量参与不足等多种原因并存所导致的法 律法规和实践等诸多方面的问题 要通过完善现有的法律法规和加快立法步伐 改革和完善现有道路交 101 通管理体制以及采取恰当的措施引导和鼓励社会力量参与道路交通管理来解决 4 国内学者对于节能减排主要集中在改变能源利用结构以及提倡低碳生活方式等方面的研究上 而 在新能源汽车对于节能减排的影响方面却鲜有研究 本文致力于阐述新能源汽车发展的必要性 存在 的问题 进而来分析新能源汽车的节能减排效用 一 能源 环境问题与新能源汽车及交通工具之间的博弈 1 能源及环境问题与新能源汽车 在我国的经济社会发展中 面临着能源和环境的双重压力 在 能源和环境的双重约束下 发展采用新能源动力源 提高燃烧率 减少污染排放的新能源汽车成为汽车 工业的必然趋势和城市交通的必然选择 能源问题与新能源汽车 我国能源消耗量的 17 9 来自石油 随着不可再生资源的不断消耗 我 国的石油进口量正在大幅上升 而石油产量的上升却遇到了瓶颈 超过 50 的石油需要进口 使我国的 能源安全受到威胁 我国的汽车保有量节节攀升 15 年间 汽车的保有量增长了近六倍 其能源消耗量 也随之相应地增长 燃油汽车的使用已经带来了十分严峻的问题 大量的进口将会使我国经济命脉受到 国外市场控制 因此寻求传统能源的替代品刻不容缓 传统能源汽车的能量转换率很低 最终用于移动 有效载荷的能源不过 30 50 大部分的燃料被浪费掉了 并且转化为热量和尾气排放 新能源汽 车可带来能源的节约 例如电动汽车可通过三种途径实现节能 一是发挥电机的高工作效率实现节能 其中 永磁同步电机驱动系统的最高效率可达 95 平均效率也可达 90 以上 二是对混合动力汽车 通过控制技术让电机和发动机都工作在高效区 从而减少能源消耗 并且停车时发动机不工作 避免了 怠速能量损耗 三是能量回收技术可回收部分制动能量 环境问题与新能源交通工具 中国目前是世界上第一大二氧化碳 CO2 排放国 面临着越来越多 的碳排放及减排压力 汽车尾气排放已占据 CO2排放总量的 16 一辆汽车一年排放出的二氧化碳的 质量是其车本身质量的三倍 据统计 汽车的碳排放占总碳排放的 20 汽车尾气对城市空气污染的 比重超过 50 这表明 如果广泛应用新能源汽车 最多可以减少总碳放的 1 5 可以减少城市空气污 染的50 近年来随着 PM2 5 检测方法的引入 城市中交通工具排放的可吸入颗粒能够被全方位地检 测到 随着检测技术的提升 城市空气质量问题不断凸显 汽车排放的尾气中主要是可吸入的固体悬浮 颗粒 当固体悬浮颗粒积累到一定浓度时 就可能造成细胞基因突变 从而形成恶性肿瘤 尤其是汽油 中还有铅化合物 燃烧后排放的固体颗粒可以悬浮在空气中 其高度在一米左右 尤其对于儿童的健康 生长发育危害较大 2 交通工具之间的博弈分析 我们假设一个博弈论推广的模型 该市场由两部分组成 当双方都 考虑公共利益使用新能源汽车的时候 环境问题得到改善 双方的利益最大化 均为 a 当双方都不考 虑公共利益的时候 社会总收益最小 双方各为 b 但是在一方使用传统燃料交通工具 另一方使用新 能源交通工具时 假设这种新能源交通工具给个人带来的效用小于传统燃料交通工具 为 b c 当一方 考虑公共利益 另一方不考虑公共利益的时候 环境问题并不能得到改善 考虑公共利益的一方获取的 收益为 b c 不考虑公共利益驾驶传统燃料交通工具的一方 由于另一方让出了部分公共利益 例如让 出道路空间或快速道等资源 本方收益增为 b c 因此 作为理性经济人 在不知道对方的选择的前 提下 双方进行交通工具选择的博弈 双方都会优先考虑自己利益 就必然选择使用传统燃料交通工具 于是公共利益受到破坏 环境得不到改善 如表 1 表 1博弈论分析 个体 B 个体 A 考虑公共利益不考虑公共利益 考虑公共利益 a a b c b c 不考虑公共利益 b c b c b b a b b c a 201 通过以上博弈论分析 可以得出纳什均衡在双方都不考虑公共利益这一点上 没有足够的激励可以 使得纳什均衡转变到双方都考虑公共利益上来 推广开来就是 每一个社会群体都会首先考虑自身的 利益所在 因此 纳什均衡就是大众都不考虑公共利益 除非替代传统燃料交通工具的新能源汽车 相 对于传统燃料交通工具而言在性能上并没有明显的劣势 可以从根本上改变这个利益分配模式 如表 2 所示 当替代传统燃料交通工具的新能源汽车性能上不差于汽车时 双方都考虑公共利益 使用清洁能源交通工具的时候 环境问题得到改善 双方的利益最大化 均为 a c 当双方都不考虑公 共利益的时候 社会总收益最小 双方各为 b 但是在一方使用传统燃料交通工具 另一方使用新能源汽 车时 环境问题并不能得到改善 使用传统燃料交通工具的一方由于另一方让出了部分公共利益 本方 收益增为 b c 考虑公共利益的一方获取的收益为 b 表 2博弈论分析 个体 B 个体 A 考虑公共利益不考虑公共利益 考虑公共利益 a c a c b b c 不考虑公共利益 b c b b b a b b c a 通过以上博弈论分析 可以得出 纳什均衡在双方都考虑公共利益这一点上是一致的 因此 技术 进步是使得大众自觉选择新能源汽车的一个重要前提 二 新能源汽车与相关问题研究 1 新能源汽车作为传统燃油汽车替代者的社会福利分析 以电动汽车作为传统的燃油汽车替代者 的社会福利分析如下 表 3以电动汽车作为传统燃油汽车替代者的社会福利分析表 亿公里 替代率汽车行驶里程 万公里 电动汽车替代里程 万公里 节油数量 万升 二氧化碳减排量 万千克 010 000000 10 9 0001 0008024 20 8 0002 00016048 30 7 0003 00024072 40 6 0004 00032096 50 5 0005 000400120 通过分析 发现每一项都是一个巨大的数量 每亿公里行驶路程如果使用 50 的替代率 就可以减 少 120 万千克的二氧化碳排放 因此 社会福利的提升与环境质量的提高都需要使用新能源汽车逐步替代传统燃油交通工具 2 新能源汽车产品生命周期与节能减排 根据生命周期理论 产品从研发到投入使用分为引入期 成长期 成熟期与衰退期 在产品的引入期 由于产品的技术不够成熟 产品的种类较少 几乎没有人选择购买 新能源交通工 具正处于技术研发的攻坚阶段 市场上投入产品除电动自行车已经成熟外 其他的还不成熟 因此 人们 对于它的接受度还不高 在这一时期 交通工具所作的节能减排工作还处于理论阶段 并不能够带来实 质性的改变 城市空气质量的提升还不能够实现 但是在这一阶段 正是树立人们的正确消费理念和环 保意识的阶段 只有在这一阶段奠定良好的思想基础 才能使新能源汽车的大量推广变为可行 新能源汽车进入成长期还需要一个过程 在产品的成长期 产品的销量大幅上升 市场认可度逐步 提高 人们逐渐开始接受产品 并使用产品 在这一时期 新能源汽车的节能减排工作出现大幅度的提 301 升 由于处于新能源汽车替代传统燃油交通工具的过渡期 节能减排效果最为明显 城市空气质量检测 结果大幅好转 在这一时期 人们的绿色生活理念基本形成 随后进入产品的成熟期 在这一时期 新能源汽车在交通市场占据了主导地位 国家的能源消耗也 已经以新能源为主 新能源技术的发展取得了根本性的进步 节能减排取得了阶段性的成果 新能源汽 车已经替代了传统的燃油交通工具 城市空气质量得到大幅提升 随着新能源汽车的技术不断成熟 市场上对于它的研发投入不再大幅增加 便进入了衰退期 在这 一时期 技术进步已经较难 但是作为一个日常的产业生产发展是较为现实的 节能减排工作 在这一 阶段主要是依靠新能源的上下游产业作出贡献 通过以上分析 明确了节能减排 控制汽车尾气污染是关乎我国社会 经济 环境能否可持续发展的 迫在眉睫要务 新能源汽车作为一种便捷 经济 环保 健康的交通工具 以其性能及颇具国际竞争力的 产业而为大众所认可 在现有的经济水平和条件下 加强扶持和引导 完善新能源汽车产业并推广使用 使之尽快替代传统燃油汽车 从而实现节能减排 提高城市居民生活环境质量 三 问题分析与对策建议 目前 我国新能源汽车产业的发展还处于初级阶段 面临着一些主要难点和问题 1 技术竞争力和企业竞争力仍然较弱 目前 我国电动汽车技术源自给能力仍然较弱 在动力电 池 电机及电控系统等新能源汽车的关键部件方面还未取得核心技术和建立自主知识产权 5 如蓄电 池系统仍是制约电动汽车产业发展的瓶颈 因此 有的文献指出 中国还不具备全新设计混合动力汽车 的能力 国内电动汽车技术的水平不高 仍然受国外制约 6 同时由于国内相关行业的企业规模小 制 约能力弱 一直是困扰新能源汽车产业健康发展的关键问题 电动汽车的发展存在企业规模小 市场竞 争力弱等问题 2 产业支撑体系与配套基础设施不完善 主要体现在 一是产业标准不健全 标准的制定和管理存 在不足 二是检验及试验体系尚未建立 三是配套法规近乎空白 导致有的电动车无法上路 无法购买保 险 四是充电站 充气站等配套设施缺乏 目前 只有少数城市开始建设充电站等配套基础设施 还只适 用于出租车 公共汽车等 这对大规模推广新能源汽车有很大制约 3 新能源汽车市场还不成熟 由于人们的消费习惯和惯性 对新能源汽车还有个认知和熟悉的过 程 消费者出于对新产品的价格 质量 适用性 安全性 售后服务等多因素的考虑 对新能源汽车的接 受还要在实践中考验 经过时间的考验 必然有一个消费习惯培养的过程 4 扶持政策需要进一步细化 新能源汽车的发展需要相关政策的支持 虽然我国高度重视产业发 展 也已出台相关扶持政策 但是由于刚刚起步不久 相关政策指导性的较多 可操作性的较少 因此 需 要进一步细化 完善 调整相关政策 针对上述难点和问题 提出如下对策建议 1 增强技术竞争力和企业竞争力 增强技术竞争力 首先要搞好企业技术路线选择和技术发展模 式选择 技术路线选择是关系技术远景及其路径的选择 它直接影响产业的研究方向和市场 技术发 展模式选择也是影响相关产业能否快速成长的主要因素 其次要以产业链 价值链 技术链为纽带 建 立产业技术创新联盟 实现高难度高技术突破 尽可能地掌握关键核心技术 再次是深化国际技术系统 与合作 积极开展与发达国家和相关国际组织在新能源汽车的前沿基础研究等多方面的合作交流 这 些既有企业的角色 也有政府的角色 需要区分层次 明确职责 增强企业竞争力 企业要积极参与新能 源汽车产业创新技术联盟 参与研发 吸收和应用新技术 逐渐使我国企业掌握关键核心技术 企业既 要参与技术研发也要全面加强生产的能力和竞争力 鼓励出口 更多地出口本国的新能源汽车 可以带 动更多的特定要素部门收入上升 为我国出口创汇作出贡献 同时也使得我国新能源汽车相关产业大量 的劳动力资本的收入上升 为了带动新能源产业链条中劳动力的就业 可以考虑对新能源汽车进行出 口退税 提高在国际市场的竞争力 鼓励出口 让我国成为世界上生产新能源交通工具的集散地 从而更 好地带动我国的劳动密集型产业的发展 401 2 完善支撑体系 健全行业发展环境 首先要制定行业标准 约定行业规范 积极开展 三包 服 务 确保售后服务质量 提升行业协会的功能与作用 加大集约化生产 成立专门的第三方测评机构 通 过对企业的监督来对新能源汽车进行评级 进而形成行业内的自我规范 通过舆论与消费者的口碑来达 到监督的作用 行业内拥有了统一的规范才能够标准化生产 使用与管理 售后服务质量的保证才能 够使消费者打消顾虑 增强对新能源汽车的安全性的信任 从而接受新能源汽车 其次要建立和完善充 电站 充气站等配套基础设施 再次要建立健全相关法规 3 搞好试点总结经验 培育新能源汽车消费市场 由于人们习惯运用以汽油 柴油为燃料的交通工 具 因此 对新能源汽车尚不认知 人们首先要在价格 质量 安全性 实用性 售后服务各方面进行思考 和选择 再加之充电站 充气站等基础设施缺乏 感到不方便 对新能源汽车产生种种不理解 难以接受 面对这种情况 试点示范非常重要 2009 年国家在 13 个城市启动了新能源汽车示范应用 2010 年试 点城市从 13 个扩大到 20 个 规划到 2015 年示范试点城市达到 30 个以上 相关新能源技术标准正在 制定和评审中 目前 非常有必要总结新能源汽车示范推广试点城市的经验 教训 有利于今后再发展 并且 新能源汽车的推广应从公共交通工具开始 只有城市公共服务率先树立了良好的环保观念 才能 够为以后新能源汽车的推广奠定良好的基础 同时 有学者建议 政府部门作出表率 加强推广新能源 汽车作为公务用车 部分城市中已经出现了不少的公务用车使用电动汽车 如警务巡逻车等 随着政 府部门率先使用新能源汽车 人们的环保意识和环保理念不断得到潜移默化的影响 并将最终为新能源 汽车的推广起到推动作用 也有学者建议 通过政府采购也可以推动此项工作