电动出租车车队电气化的环境、能源与经济综合评估：以土耳其代尼兹利市为例

《Sustainability》：Integrated Environmental, Energy, and Economic Assessment of Electric Taxi Fleet Electrification: A Case Study of Denizli, Türkiye

　　

出租车车队运营强度大，年行驶里程高，对城市温室气体排放的贡献不成比例地显著，使其成为交通电气化的理想候选对象。尽管人们对电动出行的兴趣日益增长，但针对出租车车队电气化的环境、能源和经济影响的综合评估仍然有限，尤其是在土耳其的中等城市。本研究通过一个整合运营排放估算、电力需求、充电基础设施和生命周期成本分析（LCCA）的框架，考察了代尼兹利中心城区运营的商业出租车车队替换为纯电动汽车（BEV）的可行性。运营排放采用IPCC Tier 1基于燃料的方法进行量化，并结合基于距离的一致性检验。在所采用的假设条件下，电气化使年运营CO₂排放减少4217.48 tCO₂（57.9%）。电气化车队每日需电力18.36 MWh（年需求6.70 GWh），而估算的峰值充电需求在1.22 MW至5.57 MW之间，具体取决于充电策略。经济评估显示，每辆车净现值（NPV）为132万土耳其里拉的正值，内部收益率（IRR）为80.86%，折现投资回收期（DPP）为1.37年。尽管盈利水平随能源价格、车辆成本和年行驶里程而变化，但在所考虑的所有情景下，车队电气化在经济上仍然可行。这些结果表明，在配备适当充电基础设施和协调交通规划的情况下，商业出租车车队电气化可以在保持财务吸引力的同时支持城市脱碳。

**研究背景**

城市交通系统是能源消耗、温室气体排放和本地空气污染的主要贡献者，交通去碳化已成为可持续交通政策的核心目标。出租车作为公共交通的补充，提供按需响应、门到门的灵活出行服务，在第一/最后一公里连接、夜间出行、机场及城际枢纽接驳和旅游业中发挥重要作用。然而，出租车车队运营强度大、年行驶里程显著高于私家车，导致其能源消耗和温室气体排放不成比例地偏高，因此被视为交通电气化最具潜力的优先目标。目前，现有研究大多将环境绩效、充电基础设施规划和经济可行性分开考察，缺乏整合框架；且多数证据来自大都市区，对中等城市的关注不足。土耳其中等城市的车队特征、出行需求和充电基础设施需求与大城市存在显著差异，相关综合研究尤为有限。为此，研究人员以土耳其西部中等城市代尼兹利（Denizli）为案例，开展了一项整合环境、能源基础设施和经济维度的电动出租车车队电气化综合评估。

**研究内容与意义**

本研究针对代尼兹利中心城区Merkezefendi和Pamukkale两个区域运营的371辆商业出租车，评估将其全部替换为纯电动汽车（BEV）的可行性。研究整合了运营CO₂排放分析、电力需求与充电基础设施评估以及生命周期成本分析（LCCA），论文发表于《Sustainability》期刊。研究结论表明，车队电气化在中等城市运营条件下可实现显著的环境减排效果和经济可行性，为土耳其中等城市制定出租车电气化政策提供了实证依据。

**关键技术方法**

研究采用以下关键技术方法：（1）IPCC Tier 1基于燃料的排放计算方法，结合基于距离的一致性检验，用于量化现有内燃机出租车车队的运营CO₂排放；车队数据来源于Denizli中心城区出租车停靠站的实地调查，车队燃料构成为32%柴油、40%液化石油气和28%汽油，单车年行驶里程约10万km。（2）基于0.18 kWh/km的电力消耗系数和0.46 kgCO₂/kWh的土耳其电网排放因子，估算电气化车队的间接排放。（3）充电基础设施分析采用同时性系数法，评估不同充电功率和策略下的峰值充电需求。（4）生命周期成本分析（LCCA）比较内燃机汽车（ICEV）与BEV在10年分析期内的折现成本差异，采用10%实际折现率，并设定第8年更换动力电池。

**研究结果**

**4.1 使用阶段排放分析**

通过IPCC Tier 1基于燃料的方法和基于距离的一致性检验两种程序分别计算，现有内燃机出租车车队年运营CO₂排放为7289.36 tCO₂/年；全面电气化后，与电力生产相关的间接排放为3071.88 tCO₂/年。两种计算方法结果一致，确认了计算程序的内一致性。全面电气化可实现年减排4217.48 tCO₂，即相对减排57.9%。

**4.2 能源与充电基础设施结果**

电气化车队总日电力需求为18.36 MWh/日，对应年电力消耗约6.70 GWh/年。在不同充电方案下，估算的峰值充电需求差异显著：AC 11 kW充电为1.22 MW，AC 22 kW充电为2.45 MW，DC 50 kW充电为5.57 MW，混合充电方案约为2.53 MW。结果表明，充电策略对峰值功率需求影响重大，混合充电策略可在充电时间与电网容量需求之间取得平衡。

**4.3 生命周期成本分析结果**

LCCA结果显示，内燃机出租车情景的现值生命周期成本为412.48万里拉/辆，BEV情景为280.67万里拉/辆，BEV情景每辆车获得131.81万里拉的NPV优势。内部收益率（IRR）为80.86%，远高于采用的10%折现率；折现投资回收期（DPP）仅为1.37年。使用阶段CO₂减排成本约为-11,595 TL/tCO₂，负值表明电气化在减少排放的同时产生净生命周期成本节约。

**4.4 敏感性分析**

敏感性分析表明，模型对化石燃料价格、电动汽车购置成本和内燃机汽车维护成本最为敏感。情景分析中，基准、乐观和悲观情景的NPV分别为131.81万里拉/辆、241.22万里拉/辆和22.41万里拉/辆。即使在悲观情景下，NPV仍保持正值，表明电气化投资在经济上具有稳健性。

**讨论与结论**

讨论部分指出，出租车车队电气化的环境效益与电网碳强度密切相关。随着土耳其可再生能源比例提高，充电相关间接排放有望进一步下降。充电基础设施规划应以同时充电行为导致的峰值功率需求为核心，而非仅关注总能耗。研究局限性包括未涵盖车辆制造、电池生产、充电基础设施建设和寿命终止处理等全生命周期环节。

结论部分（经翻译浓缩）：在Denizli将商业出租车车队电气化，从环境、能源基础设施和经济三个角度进行了评估。用BEV替换现有车队后，运营CO₂排放显著降低，两种计算方法均得出年减排4217.48 tCO₂（57.9%）的一致结果。电气化虽增加了电力需求，但在所研究运营条件下不太可能构成主要技术制约，基础设施规划主要受同时充电行为和峰值功率需求驱动。基于夜间AC充电与有限日间DC快充相结合的充电策略可在运营灵活性和电网容量需求间实现实际平衡。在整个分析期内，出租车车队电气化在经济上始终保持有利，高年行驶里程使电力和维护成本节约快速累积，获得正的NPV、高IRR和短DPP。敏感性分析显示所有情景下投资均保持经济可行性。估算的使用阶段CO₂减排成本约为-11,595 TL/tCO₂，表明可在减少排放的同时实现生命周期成本节约。研究建议土耳其优先对高里程商业出租车车队实施分阶段更新计划，配套财政激励、电池租赁等创新融资模式，并由市政府、电力分销公司和出租车合作社协调推进充电基础设施建设。