不确定性下无遗憾电动道路投资的市场失灵校正：欧洲重型货运脱碳的关键策略

本研究针对欧洲重型货运脱碳难题，通过开发基于代理的仿真工具MOSTACHI，系统评估了电动道路系统(ERS)在不同政策支持下的经济与环境效益。研究发现，结合动态定价政策，ERS可降低系统成本0-17%、累计温室气体排放7-63%(2030-2050)，并减少电池矿产需求20-40%，证实其为实现2050年前化石燃料淘汰的"无遗憾"投资策略。该研究为欧洲交通能源转型提供了关键决策依据。

　　

在全球气候危机加剧的背景下，欧洲重型货运(HDV)的碳排放问题日益突出。尽管欧盟设定了2050年净零排放目标，但该领域排放量仍比1990年水平高出30%，成为实现气候目标的"绊脚石"。更棘手的是，现有技术路径下，重型货运到205年仅能实现64%的减排，远未达到要求。与此同时，电动道路系统(ERS)等动态充电技术虽已接近商业化，却面临"搁浅资产"风险——随着电池成本下降，基础设施可能因利用率不足而被市场淘汰。这一矛盾局面使得政策制定者陷入两难：是冒险投资可能被淘汰的技术，还是错失加速脱碳的良机？

针对这一重大决策难题，瑞典RISE Research Institutes的研究团队Jakob Rogstadius和Hampus Alfredsson等人开发了创新性的代理模型MOSTACHI(Model for Optimization and Simulation of Traffic And CHarging Infrastructure)。通过模拟20万条运输路线在2020-2050年间的发展轨迹，研究首次量化证明了：在适当政策干预下，ERS不仅能规避搁浅风险，更能成为推动欧洲货运全面电气化的"无遗憾"选择。这项突破性成果发表于《Nature Communications》，为交通能源转型提供了关键科学依据。

研究团队采用多尺度建模方法，主要技术路线包括：1)构建基于瑞典路网(按欧洲平均交通密度2.5倍校准)的代理模型；2)设置5种全球参数条件(中性/ERS不利/静态优先/静态受限/高里程)和3种ERS部署方案(0/2000/6000公里)；3)引入政策支持机制(动态价格上限)；4)通过513种情景的析因设计分析边际效应；5)蒙特卡洛敏感性分析验证鲁棒性。

实验结果

运输电气化、系统成本与温室气体排放

模拟显示ERS能确保85%以上的货运电气化率，而仅依赖静态充电在"静态受限"和"高里程"条件下仍有20-40%柴油车留存。ERS使2030-2050年累计排放减少7-63%，其中6000公里网络可使电气化进程提前10年。系统成本降低0-17%，最大效益出现在早期部署场景。

电池与燃料需求

ERS使车辆最优电池容量降低70%(从450-1500kWh降至150-700kWh)，尽管BET普及率提高，但年电池需求反降25-40%。同时ERS推动生物燃料占比提升至95%，实现化石燃料完全淘汰。

充电基础设施需求

政策支持下ERS可贡献70%的总充电量，但无政策时会出现"搁浅"现象。ERS对静态充电的替代效应显著：休息站快充需求降50-60%，目的地充电降35-50%，夜间充电站降20-30%。

敏感性分析

蒙特卡洛模拟证实ERS价值随车辆利用率、交通密度和网络规模增加而提升。在静态充电无法实现完全电气化的情境中(占38%模拟案例)，ERS可降低系统成本达17%。

结论与展望

该研究突破性地解决了ERS投资决策的核心矛盾：通过动态价格上限政策校正市场失灵，将基础设施风险转化为确定性收益。ERS被证明是实现"无遗憾"转型的关键杠杆——既能加速脱碳进程，又能降低系统总成本，还能缓解电池矿产压力。研究建议优先在欧洲TEN-T核心走廊(如巴黎-安特卫普-伦敦线)启动部署，到2030年覆盖1.7万公里高密度路线。

这一成果不仅为欧洲AFIR(替代燃料基础设施法规)修订提供了科学依据，更开创了交通能源系统转型研究的新范式。未来研究可进一步整合轻型车辆充电需求，优化网络扩展时序算法，并探索差异化定价策略以最大化社会效益。随着全球多国加速ERS测试，该研究建立的评估框架将成为指导战略投资的重要工具。