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为缓解交通相关排放,研究人员对亚非城市客运电动汽车应用展开研究,发现其长期更具效益且有多重益处。
研究背景
在全球交通领域,一场能源变革正悄然酝酿。随着汽车的普及,交通带来的问题日益严峻。2019 年,交通领域的二氧化碳(CO2)排放占全球能源相关排放的 23%,其中道路运输排放占比高达 70%,且增长速度远超其他行业。人们对出行的需求持续攀升,国际交通论坛预计到 2050 年,客运需求将增长 79%,若不加以控制,温室气体排放也将随之大幅增加。传统燃油汽车的大量使用,不仅让城市的天空被雾霾笼罩,还使各国对进口燃油的依赖不断加深,能源安全面临挑战。
为了应对这些问题,电动出行成为了关键的解决方案之一。然而,目前电动出行的发展并不顺利。在不同的车辆领域,其发展速度差异巨大。尽管电动两轮车和三轮车的销量有所增长,电动公交车也逐渐受到关注,但在大多数国家,向电动汽车的转型仍困难重重。2020 年,交通运输部门在总终端能源消费中,电力占比仅为 1.4% 。电动汽车面临着诸多阻碍,比如购买成本高昂,在低收入和中等收入国家,这一问题尤为突出;车辆性能有待提升,续航焦虑成为许多消费者的顾虑;基础设施建设不完善,充电桩的缺乏限制了电动汽车的推广。
在此背景下,欧盟资助的 SOLUTIONSplus 项目应运而生,旨在推动向可持续城市交通的转型。该项目在亚洲和非洲的多个城市开展了一系列示范活动,为研究电动汽车在实际应用中的表现提供了宝贵的机会。
研究机构及研究内容
来自联合国环境规划署哥本哈根气候中心、丹麦技术大学等多个机构的研究人员参与了此次研究。他们对 SOLUTIONSplus 项目在亚非城市开展的电动汽车示范活动进行了深入分析,涵盖财务可行性、气候影响、环境影响和关键社会影响等多个方面。
研究人员采用了多种关键技术方法。在财务评估方面,运用经典的财务成本效益分析(CBA),根据项目类型(利润最大化或成本最小化)选择不同指标,如净现值(NPV)、内部收益率(IRR)、投资回收期和成本效益比(CER)等 。在气候评估中,通过计算车辆生命周期内减少或避免的温室气体(GHG)排放来衡量影响,具体计算 CO2排放时采用从 “油井到车轮” 的分析方法。环境评估则聚焦于 NOx和 PM 排放的减少,基于 “油箱到车轮” 的分析进行计算。社会影响评估中,针对可达性,通过计算特定距离内人口到公共交通站点的比例来评估;对于出行时间,对比电动汽车服务和基线情景下的个人出行时间变化 。
研究结果
- 财务可行性:研究发现,轻型电动汽车在替代现有盈利运营车辆时具有财务可行性,但盈利能力对需求敏感。在 Kathmandu 和 Dar es Salaam 的示范活动显示,对于特定类型的车辆(如电动三轮车),收益(以 IRR 表示)与车辆大小呈负相关。在 Kathmandu,改装后的小型巴士预期税前 IRR 为 8.8%,新电动巴士为 13.8%,新柴油巴士为 30.1% 。考虑外部性后,柴油巴士的盈利能力发生逆转。而较小的车辆回报率更高,如 Kathmandu 的改装 Safa Tempo 预期税前 IRR 可达 57.8%。此外,非盈利车辆方面,如 Kathmandu 的电动穿梭面包车,在特定票价和乘客数量下,仅能覆盖运营成本,若免费提供服务,其 CER 与现有车辆相比有显著降低 。Hanoi 的电动助力车因非盈利性质,需较高的每日出行次数才能实现收支平衡。
- 气候影响:电动汽车在不同城市均实现了 CO2排放的减少。在 Kigali 和 Dar es Salaam,电动摩托车和电动三轮车取代旧的内燃机(ICE)车辆,分别使 CO2排放显著降低 73% 和 83% 。由于 Dar es Salaam 使用的三轮车更大,且当地电力的 CO2排放强度更低,其减排效果更明显。在 Hanoi,电动助力车相较于基线技术(穿梭巴士),每乘客公里(PKM)可减少 55.8 gm 的 CO2排放(即减少 87.5%)。在 Kathmandu,新设计的穿梭面包车和公交车改装后,与等效的柴油车相比,CO2排放大幅降低。
- 环境影响:从 “油箱到车轮” 的分析来看,电动汽车由于无尾气排放,在 NOx和 PM2.5 排放方面,相较于基线情况减排 100%。然而,随着 ICE 车辆排放标准的提高,绝对减排量会随时间下降。例如,Kigali 的柴油车每年 NOx排放量从 2023 年的 5.75 kg 降至 2033 年的 3.48 kg 。在不同城市,与等效的 ICE 车辆相比,电动汽车的 NOx和 PM 排放均显著降低。
- 社会影响:在可达性方面,只有 Dar es Salaam 的电动出行举措显著提升了公共交通可达性。当地引入电动三轮车作为快速公交(BRT)系统的支线,使可持续发展目标(SDG)11.2 指标从 15% 提升至 19.5% 。在出行时间方面,除 Hanoi 的电动助力车因避免了穿梭巴士的等待时间而缩短出行时间外,其他示范活动中由于出行路线和票价不变,未产生明显影响。
研究结论与意义
SOLUTIONSplus 项目在亚非城市开展的电动汽车示范活动意义重大。从财务角度看,电动汽车在特定条件下具有经济可行性,但其推广需要综合考虑交通需求、成本控制和政策支持。在气候和环境方面,电动汽车无疑是当下和未来减少排放、改善空气质量的有效选择,尽管长期效益可能因传统燃油车的改进而有所降低,但仍具有重要的减排作用。在社会影响上,电动汽车在提升公共交通可达性和优化出行时间方面具有一定潜力。
这项研究为政策制定者和项目开发者提供了宝贵的参考。政策制定者应详细分析交通需求,制定合理政策,如稳定电价、提供财政激励等,以推动电动汽车的发展。同时,城市规划者可以借鉴 Dar es Salaam 的经验,优化公共交通网络,提升城市交通的整体效率和可持续性。随着全球对可持续发展的关注度不断提高,该研究成果将为未来城市交通的绿色转型提供有力的理论支持和实践指导,助力实现交通领域的低碳发展目标。