《Energy Conversion and Management-X》：How vehicle electrification contributes to carbon neutrality? A case study for a region in southern China with rapid electric vehicle growth
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本文聚焦车辆电气化在实现碳中和目标中的作用，针对当前缺乏针对不同电动动力系统及区域特性的全面温室气体（GHG）排放评估问题，以中国广西壮族自治区（GZAR）为案例，通过构建本地化数据集和生命周期评估（LCA）框架，系统比较了五种电动车辆（HEV、PHEV、EREV、BEV）与传统汽油车（GICEV）的能耗与碳排放。研究发现，纯电动汽车（BEV）能显著降低49.8%的能耗和25%–63%的GHG排放，且区域电网清洁化是减排关键。该研究为发展中国家省份制定交通低碳转型策略提供了数据支撑和政策启示。
随着全球气候变化问题日益严峻，交通运输行业作为石油消耗主力与温室气体排放的重要来源，其低碳转型已成为实现碳中和目标的关键战场。特别是在中国，快速城镇化与机动车保有量激增使交通领域碳排放持续攀升，其中道路运输占比高达85%。为应对这一挑战，中国在“碳达峰、碳中和”战略中明确提出2030年新能源汽车销售占比达到40%的目标。电动汽车（EV）因其尾气零排放特性被寄予厚望，包括混合动力车（HEV）、插电式混合动力车（PHEV）、增程式电动车（EREV）和纯电动车（BEV）等类型纷纷涌现。2023年中国新能源汽车销量突破949万辆，电动化浪潮势不可挡。
然而，电动汽车是否真的“零碳”？若从全生命周期视角审视，其制造、电力来源及报废处理等环节可能产生隐性排放。已有研究指出，在煤电主导的电网结构下，电动汽车的碳减排效益可能大打折扣。此外，当前研究多聚焦BEV与传统内燃机汽车（GICEV）的对比，缺乏对EREV等车型的系统分析，且省级层面的电网结构、燃油效率等地域性因素对排放的影响尚未明确。针对广西这类经济欠发达但电动汽车增速迅猛的地区，如何科学评估其车辆电气化的碳减排潜力，成为政策制定亟需解答的问题。
为此，浙江树人学院徐浩团队在《Energy Conversion and Management-X》发表研究，首次构建融合经济投入产出生命周期评估（EIOLCA）与过程生命周期评估（PLCA）的混合模型，以广西为案例，深入剖析五类车辆的全生命周期能耗与温室气体排放。研究通过建立本地化参数库（如电网结构、燃料运输距离等），并结合2030–2050年情景预测，揭示了电动汽车电气化对区域碳中和的真实贡献。
关键技术方法方面，作者采用混合生命周期评估（HLCA）整合EIOLCA与PLCA优势，以车辆行驶每公里为功能单位，核算从原材料开采、制造、运营到报废全过程的能耗与CO2、CH4、N2O排放。基于广西能源统计与车辆实测数据，设定燃油效率为NEDC值的135%，并引入敏感性与情景分析（BAU与LC场景），验证结论稳健性。
3.1. 单车能耗与温室气体排放
研究发现所有电动汽车均优于GICEV，其中BEV表现最佳：其能耗仅2.1 MJ/km，较GICEV（4.2 MJ/km）降低49.8%；GHG排放为127.5 g/km，减排幅度达63%。值得注意的是，GICEV与HEV的排放主要来自使用阶段（PTW占比近90%），而BEV的排放集中于上游发电环节（WTP占比75%）。尽管EREV因配备大容量电池与增程系统，其全周期碳排放高于其他电动车型，凸显了能效优化与轻量化设计的重要性。
3.2. 敏感性分析
通过单因素控制分析发现，电网热力发电比例对碳排放影响最为显著：当煤电占比变化时，BEV的GHG排放敏感系数高达2.8，远高于其他因素（如车辆寿命、整备质量、钢材回收率）。若电网完全清洁化，BEV相较GICEV的减排潜力可提升至86.9%。这表明，推动电网脱碳是放大电动汽车环境效益的关键杠杆。
3.3. 情景分析
在BAU与LC情景下，随着电网清洁化与燃油效率提升，2030–2050年所有车型的单位距离碳排放均呈下降趋势。至2050年，广西轻型乘用车车队在LC情景下可实现减排2240万吨GHG，其中BEV的减排贡献最为突出，其长期潜力显著优于混合动力车型。
3.4. 政策建议
研究建议政策制定需从全生命周期视角出发，建立电动汽车碳核算标准体系，重点推动电网清洁化与产业链协同减排。例如，通过提升再生材料使用率、优化电池生产技术，可进一步降低车辆制造环节的碳足迹。
该研究首次系统评估了欠发达省份多类型电动汽车的全周期碳足迹，明确了电网结构优化的核心作用。尽管未考虑未来经济部门关联变化等限制，但其构建的本地化评估框架为区域交通低碳转型提供了科学依据，对全球相似地区具有借鉴意义。
