新能源汽車部署的長期影響及應(yīng)對(duì)

袁清瑞 李安勇 中山大學(xué)馬克思主義學(xué)院

過去10年，主要汽車市場制定了各種支持新能源汽車部署的政策，采用了包括重大財(cái)政激勵(lì)、燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)、二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)及新能源汽車積分標(biāo)準(zhǔn)等政策工具，有力促進(jìn)了新能源汽車的發(fā)展。在2010年進(jìn)入商業(yè)市場之后的10年，新能源汽車銷量激增。2010年全球只有17000輛新能源汽車，而2020年年底全球新能源汽車保有量達(dá)1000萬輛，保有量占比達(dá)1%。2020年全球新能源汽車銷量約300萬輛，比上年增長70%，銷量占比達(dá)4.6%。中國自2016年以來一直保持新能源汽車部署的全球領(lǐng)先地位，2021年5月底新能源汽車保有量為580萬輛，占全球新能源汽車保有量的52%。為充分釋放新能源汽車對(duì)能源多元化和實(shí)現(xiàn)全球氣候目標(biāo)的潛力，2020年代需要推動(dòng)新能源汽車大規(guī)模普及。根據(jù)國際能源署預(yù)測，在既定政策情景下①，2030年新能源汽車全球保有量將增長到1.45億輛，年均增長率近30%，占全球汽車保有量的7%，新能源汽車銷量在2030年將超過2500萬輛，銷量占比達(dá)15%；在可持續(xù)發(fā)展情景下②，2030年全球新能源汽車保有量將達(dá)2.3億輛，占全球汽車保有量的12%。中國2030年新能源汽車銷售占比在既定政策情景下將超過30%，在可持續(xù)發(fā)展情景下將超過40%[1]。新能源汽車迅速大規(guī)模普及將會(huì)對(duì)電池需求、電力系統(tǒng)、溫室氣體排放、政府燃油稅收入產(chǎn)生重大影響。本文將探討如何應(yīng)對(duì)新能源汽車大規(guī)模部署的長期影響和重大挑戰(zhàn)，以充分實(shí)現(xiàn)新能源汽車緩解全球氣候變化的重要作用。

一、新能源汽車部署的長期影響

（一）新能源汽車部署對(duì)電池和電池關(guān)鍵原材料需求的影響

電池是道路交通電氣化的關(guān)鍵技術(shù)，隨著新能源汽車迅速大規(guī)模普及，電池容量不斷增加的趨勢會(huì)繼續(xù)。2020年，全球鋰離子電池生產(chǎn)能力約為每年300GWh，產(chǎn)量約為160GWh。電池需求在未來10年將大幅增長，在既定政策情景下將達(dá)到1.6TWh，在可持續(xù)發(fā)展情景下每年增長20倍，將達(dá)到3.2TWh[2]。目前，新能源汽車電池的最大需求在中國，在既定政策情景和可持續(xù)發(fā)展情景下未來10年中國依然會(huì)是最大的電池需求市場。如果所有電池制造廠都滿負(fù)荷運(yùn)行（目前約50%的產(chǎn)能在運(yùn)行），該產(chǎn)能可以滿足可持續(xù)發(fā)展情景目標(biāo)的電池需求。新電池工廠從動(dòng)工到滿負(fù)荷生產(chǎn)至少需要5年時(shí)間，因此，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展情景目標(biāo)，必須確保所有已宣布的生產(chǎn)能力按時(shí)建成并且工廠可以迅速提高其產(chǎn)能系數(shù)。

新能源汽車大規(guī)模普及將推高對(duì)電池的需求，對(duì)制造電池的關(guān)鍵原材料的需求將呈指數(shù)級(jí)增長，材料需求的性質(zhì)會(huì)隨著電化學(xué)的發(fā)展而變化。鑒于鋰離子技術(shù)不斷發(fā)展的特性，電池的正極材料成分在迅速改變。由于鈷的價(jià)格波動(dòng)和供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)展趨勢是提高能量密度和減少對(duì)鈷的依賴。在負(fù)極材料方面，純石墨占當(dāng)前供應(yīng)的絕大部分，但能實(shí)現(xiàn)更高能量密度的摻硅化工品開始使用，并可能在未來增加市場份額。據(jù)國際能源署估計(jì)，2019年所售新能源汽車的電池關(guān)鍵原材料需求約為19kt鈷、17kt鋰、22kt錳、65kt鎳，而到2030年，既定政策情景下電池關(guān)鍵原材料的需求將擴(kuò)大到180kt鈷、185kt鋰、177kt錳、925kt鎳；可持續(xù)發(fā)展情景下更高的新能源汽車普及率將導(dǎo)致原材料需求比既定政策情景下高1倍以上[3]。

對(duì)汽車行業(yè)而言，新能源汽車電池材料的需求規(guī)模要求加大對(duì)原材料供應(yīng)的關(guān)注，預(yù)測和管理潛在挑戰(zhàn)并確保供應(yīng)鏈的可持續(xù)性。除鈷、鋰、錳和鎳之外，其他受影響的材料包括鋁、石墨和銅。原材料供應(yīng)相關(guān)的主要挑戰(zhàn)包括：需求與供給不平衡及開采、精煉的地理集中影響原材料可獲得性及潛在價(jià)格飆升；當(dāng)?shù)匚廴尽⒐?yīng)鏈相關(guān)的二氧化碳排放、景觀破壞及對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)和水資源的影響等環(huán)境影響；受采礦作業(yè)影響的社區(qū)福利因素等社會(huì)問題。

（二）新能源汽車部署對(duì)能源需求的影響

新能源汽車的預(yù)期增長將減少道路交通中的石油需求。通過減少目前在交通部門占最終能源消費(fèi)總量90%的石油的使用，擴(kuò)大新能源汽車保有量可以提高能源安全性。2020年全球新能源汽車每天替代50萬桶石油消費(fèi)，到2030年，在既定政策情景下將每天替代超過200萬桶石油，在可持續(xù)發(fā)展情景下將每天替代超過350萬桶石油。

另一方面，為新能源汽車服務(wù)的電力需求將會(huì)經(jīng)歷大幅增長。2020年，全球新能源汽車消耗了80TWh電力，新能源汽車的電力需求僅占全球最終用電量的1%。2030年，新能源汽車的電力需求在既定政策情景下預(yù)計(jì)將達(dá)525TWh，在可持續(xù)發(fā)展情景下將達(dá)860TWh，在兩種情景下新能源汽車的電力需求都將占全球最終用電量的至少2%。在中國、歐盟和美國等主要新能源汽車市場，如果充電不受管理，2030年在可持續(xù)發(fā)展情景下新能源汽車充電在傍晚高峰期的平均電力需求中所占份額可能會(huì)升至4%-10%，將會(huì)驅(qū)動(dòng)峰值發(fā)電和傳輸容量的增量需求。2030年中國仍將是最大的電力消費(fèi)國，在既定政策情景下將占全球新能源汽車電力需求的35%，在可持續(xù)發(fā)展情景下占30%。兩種情景下預(yù)測的電力需求都表明新能源汽車對(duì)電力系統(tǒng)越來越重要。電力系統(tǒng)可能受到影響的程度取決于新能源汽車的年度總電力需求、日常充電模式對(duì)負(fù)荷曲線的影響及用于充電的位置功率水平。智能充電對(duì)于確保新能源汽車普及不受電網(wǎng)容量限制至關(guān)重要。

（三）新能源汽車部署對(duì)溫室氣體減排的影響

新能源汽車的井-輪溫室氣體排放量③由新能源汽車使用的能源和發(fā)電的碳強(qiáng)度綜合決定。目前，基于全球發(fā)電的平均碳強(qiáng)度（518gCO2/kWh，2018年），全球新能源汽車的平均井-輪溫室氣體排放量比全球傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的平均排放量低20%-30%。新能源汽車能否帶來凈減排效益最終取決于整個(gè)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈的排放量，即新能源汽車的整個(gè)生命周期排放量④。目前，凈減排高的國家是發(fā)電結(jié)構(gòu)碳強(qiáng)度低的國家。如果發(fā)電脫碳進(jìn)展迅速，將使新能源汽車相比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車具有更顯著的減排優(yōu)勢。碳強(qiáng)度在不同電力系統(tǒng)和地區(qū)不同，新能源汽車相對(duì)于競爭性動(dòng)力技術(shù)實(shí)現(xiàn)減排的能力在世界范圍并不一致。在主要依賴煤炭發(fā)電的地區(qū)，向低碳發(fā)電轉(zhuǎn)型對(duì)于通過道路交通電氣化實(shí)現(xiàn)減排至關(guān)重要。

2020年新能源汽車在全球減少了約50MtCO2-eq的溫室氣體排放。未來10年新能源汽車大規(guī)模采用相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)汽車將繼續(xù)減少井-輪溫室氣體排放，隨著發(fā)電脫碳，其凈減排將繼續(xù)增加。根據(jù)新能源汽車的耗電量、發(fā)電的平均碳強(qiáng)度及新能源汽車的井-輪溫室氣體排放量，假設(shè)2030年發(fā)電的平均碳強(qiáng)度在既定政策情景下降低20%，在可持續(xù)發(fā)展情景下降低55%，全球新能源汽車與等量的內(nèi)燃機(jī)汽車相比減少的溫室氣體排放量，在既定政策情景下超過1/3，在可持續(xù)發(fā)展情景下超過2/3。2030年，預(yù)計(jì)在既定政策情景下全球新能源汽車將帶來120MtCO2-eq的凈減排，在可持續(xù)發(fā)展情景下將提供410MtCO2-eq的凈減排。為減少所有動(dòng)力總成系統(tǒng)的生命周期溫室氣體排放，應(yīng)優(yōu)先考慮車輛所消耗燃料的脫碳。

（四）新能源汽車部署對(duì)政府燃油稅收入的影響

通過減少石油產(chǎn)品的消耗，新能源汽車大規(guī)模采用會(huì)減少政府來自化石燃料稅的收入，而這并不能通過增加對(duì)電力使用的征稅得到完全補(bǔ)償。凈稅收損失主要是由于更低的總能源消耗而不是電力與石油產(chǎn)品稅收水平不同。目前這一效應(yīng)對(duì)政府稅收影響有限，但2030年全球新能源汽車的數(shù)量可能意味著政府凈燃料稅損失在既定政策情景下為400億美元，在可持續(xù)發(fā)展情景下為550億美元[4]。政府需要預(yù)測這一趨勢并設(shè)計(jì)機(jī)制以在支持新能源汽車部署的同時(shí)限制收入影響。短期內(nèi)現(xiàn)有稅收體系的靈活調(diào)整可以適應(yīng)燃料市場的變化，而長期稅收收入的穩(wěn)定需要稅收體系更深入的變革。

二、建立可持續(xù)發(fā)展的電池價(jià)值鏈

（一）加大對(duì)電池價(jià)值鏈發(fā)展的政策支持

政府建立減少電池產(chǎn)業(yè)投資風(fēng)險(xiǎn)的政策框架，提供部署充電基礎(chǔ)設(shè)施的明確信號(hào)、燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)、零排放標(biāo)準(zhǔn)，是發(fā)展電池價(jià)值鏈的先決條件。政府還應(yīng)討論電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)先事項(xiàng)，以便與行業(yè)參與者及利益相關(guān)者一起擴(kuò)大產(chǎn)能和投資。政府可以有效配置資金以加速研究和創(chuàng)新，特別是在先進(jìn)的鋰離子和固態(tài)電池技術(shù)方面。政府加強(qiáng)對(duì)電池制造的資金支持可滿足電池制造的可持續(xù)性要求，并進(jìn)一步提高原材料供應(yīng)鏈的透明度。擴(kuò)大電池價(jià)值鏈的發(fā)展還需要投資，以確保學(xué)術(shù)研究機(jī)構(gòu)具備彌補(bǔ)技能差距的良好條件，這對(duì)于及時(shí)形成、發(fā)展和加強(qiáng)整個(gè)電池價(jià)值鏈所需的專業(yè)知識(shí)非常重要。

（二）確保電池原材料供應(yīng)鏈的韌性

新能源汽車電池原材料需求的增長規(guī)模要求政府和產(chǎn)業(yè)關(guān)注原材料供應(yīng)，預(yù)測和管理潛在挑戰(zhàn)，確保供應(yīng)鏈的韌性。促進(jìn)電池價(jià)值鏈發(fā)展的政府可以從資源豐富的國家獲得供應(yīng)或利用這些資源在當(dāng)?shù)氐目色@得性，確保產(chǎn)業(yè)獲得關(guān)鍵原材料。原材料供應(yīng)鏈的可追溯性和透明度是幫助解決供應(yīng)鏈的關(guān)鍵問題和促進(jìn)礦物可持續(xù)采購的重要工具。原材料供應(yīng)的多樣化也需要政府和產(chǎn)業(yè)利益相關(guān)者提供量身定制的解決方案。對(duì)新能源汽車而言，危險(xiǎn)采礦作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致汽車制造公司增加對(duì)原材料采購的關(guān)注，通過制定跨行業(yè)舉措和實(shí)地行動(dòng)來解決相關(guān)問題。制定有約束力的監(jiān)管框架對(duì)確保國際多方利益相關(guān)者合作以有效應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)至關(guān)重要。

（三）開發(fā)有效的電池回收利用管理政策

電池回收利用管理是減少關(guān)鍵原材料需求和限制短缺風(fēng)險(xiǎn)的重要實(shí)踐，尤其重要的是梯次利用和再生利用。政府要確保有關(guān)電池回收利用的法規(guī)使其能夠梯次利用，制定廢舊電池管理標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定整個(gè)電池的回收率，加強(qiáng)這些監(jiān)管框架以確保它們與向新能源汽車轉(zhuǎn)型的預(yù)期相適應(yīng)。重點(diǎn)應(yīng)轉(zhuǎn)向制定電池產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的要求，考慮到在電池回收利用處理期間最大限度回收原材料的需求，同時(shí)最小化成本。鑒于電池技術(shù)進(jìn)步的動(dòng)態(tài)性，利益相關(guān)者的充分協(xié)商非常重要。

鋰離子電池設(shè)計(jì)和新能源汽車電池化學(xué)的快速發(fā)展及電池的多樣性，使設(shè)計(jì)及規(guī)?；厥展に嚭图夹g(shù)變得困難。隨著新能源汽車進(jìn)入大眾市場，專注于電池價(jià)值鏈，包括回收利用，將變得日益重要。隨著電力系統(tǒng)脫碳，車輛和電池制造對(duì)新能源汽車生命周期溫室氣體排放的影響增加。通過將低碳能源投入生產(chǎn)、回收利用原材料及電池組裝過程，及通過提高電池制造的吞吐量，可降低電池生命周期的碳強(qiáng)度。在回收之前，鋰離子電池可作為固定能量存儲(chǔ)系統(tǒng)使用，梯次利用將取決于經(jīng)濟(jì)性和電池回收利用政策，延長使用壽命可減少電池的生命周期溫室氣體排放、環(huán)境影響和成本，但梯次利用也要權(quán)衡回收效益與循環(huán)利用有價(jià)值的關(guān)鍵原材料可重新進(jìn)入新能源汽車電池供應(yīng)。電池再生利用可降低關(guān)鍵原材料供應(yīng)鏈的環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)：目前主流回收工藝對(duì)新能源汽車電池溫室氣體排放的影響有限，通過擴(kuò)大回收設(shè)施規(guī)模、采用節(jié)能措施、使用低碳能源及為回收而設(shè)計(jì)可減少排放；再生利用還可確保有價(jià)值的戰(zhàn)略性材料的國內(nèi)供應(yīng)。

對(duì)于鋰離子電池的再利用和再循環(huán)，規(guī)定回收利用的政策可緩解環(huán)境、社會(huì)和安全問題，并為市場提供確定性以穩(wěn)定關(guān)鍵原材料的供應(yīng)鏈。許多國家的電池回收利用管理政策是在新能源汽車出現(xiàn)之前制定的，因此不適用于鋰離子電池的報(bào)廢管理。中國最近為鋰離子電池回收利用制定了廣泛的新法規(guī)和指南，回收行業(yè)也在不斷發(fā)展。隨著生產(chǎn)的鋰離子電池?cái)?shù)量及關(guān)鍵原材料的質(zhì)量增加，電池供應(yīng)鏈對(duì)確保新能源汽車充分發(fā)揮其可持續(xù)潛能的作用日益重要。政府要制定能夠量化電池制造中碳含量的指標(biāo)和可追溯性機(jī)制，并實(shí)施有利于低碳電池的激勵(lì)措施或法規(guī)。根據(jù)新能源汽車市場的發(fā)展，評(píng)估和修訂現(xiàn)有的電池回收利用管理機(jī)制，特別是針對(duì)關(guān)鍵原材料的回收、再利用和再循環(huán)率的明確指導(dǎo)方針，消費(fèi)電子產(chǎn)品和汽車零部件回收立法的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)應(yīng)納入鋰離子電池回收利用政策制定實(shí)施中。明確要求為回收而設(shè)計(jì)的法規(guī)可能抑制鋰離子電池創(chuàng)新，但明確生產(chǎn)者責(zé)任延伸的法規(guī)可確保為回收而設(shè)計(jì)的理念融入汽車設(shè)計(jì)。政府應(yīng)鼓勵(lì)在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行的情況下鋰離子電池的梯次利用，讓電池價(jià)值鏈所涉及的利益相關(guān)者參與開發(fā)可供訪問的設(shè)備，這些設(shè)備可追蹤、報(bào)告電池的健康狀態(tài)，以便重新利用。政府鼓勵(lì)或規(guī)定透明的價(jià)值鏈責(zé)任制，如全球電池聯(lián)盟的報(bào)告《2030年可持續(xù)發(fā)展電池價(jià)值鏈愿景》強(qiáng)調(diào)向更可持續(xù)的電池價(jià)值鏈轉(zhuǎn)型可能帶來經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和能源獲取機(jī)會(huì)及其探索的電池通行證（GBA，2019）[5]，并讓電池價(jià)值鏈所涉及的利益相關(guān)者參與，以確保電池從報(bào)廢到再利用和回收的可追溯性，特別是使回收者和再利用者獲得有關(guān)電池的技術(shù)信息。政府實(shí)施供應(yīng)和處置措施，可減輕原材料和電池生產(chǎn)、回收地區(qū)的環(huán)境及社會(huì)負(fù)擔(dān)。

中國是鋰離子電池回收利用的最大參與者，因?yàn)橹袊阡囯x子電池生產(chǎn)方面具有全球性，占全球新能源汽車電池生產(chǎn)能力的50%，占全球電池產(chǎn)量的50%，而且國內(nèi)對(duì)新能源汽車的需求不斷增長。2018年，政府通過《新能源汽車動(dòng)力蓄電池回收利用管理暫行辦法》的臨時(shí)框架，實(shí)行鋰離子電池的生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度，鼓勵(lì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化，并實(shí)施溯源信息系統(tǒng)。電池生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)標(biāo)記電池技術(shù)信息，汽車生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)創(chuàng)建新能源汽車廢舊電池回收渠道[6]?；厥胀ǔＪ峭獍?，刺激了新能源汽車鋰離子電池回收企業(yè)的收購。2019年，工業(yè)和信息化部發(fā)布回收和儲(chǔ)存鋰離子電池的指南，及進(jìn)行梯次利用和再生利用的電池測試規(guī)定草案[7]。自2019年起，中國要求汽車生產(chǎn)企業(yè)承擔(dān)鋰離子電池回收責(zé)任的法規(guī)開始生效，要求生產(chǎn)企業(yè)負(fù)責(zé)回收及回收鋰離子電池所涉及的逆向物流。

三、新能源汽車與電力系統(tǒng)的整合可使二者都獲益

（一）實(shí)行智能充電模式以減輕新能源汽車對(duì)電力系統(tǒng)潛在的負(fù)面影響

平衡電力需求與供給正成為日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，以確保波動(dòng)性可再生能源順利整合和終端使用部門電氣化。目前新能源汽車占全球電力需求的0.3%，2030年在可持續(xù)發(fā)展情景下將占約4%，新能源汽車大規(guī)模采用將對(duì)電力系統(tǒng)帶來挑戰(zhàn)和機(jī)遇。未來10年，新能源汽車智能充電模式將是鼓勵(lì)在電力系統(tǒng)中電力需求低或可再生能源發(fā)電量高的時(shí)期進(jìn)行充電的關(guān)鍵?？衫靡幌盗鞋F(xiàn)成方案改變新能源汽車充電模式，以減少系統(tǒng)高峰期的需求，從而緩解對(duì)發(fā)電、輸電、配電資產(chǎn)升級(jí)的壓力（Manriquez，2020）[8]。電力公司和政府可采用多種技術(shù)、市場激勵(lì)和監(jiān)管框架以避免多數(shù)新能源汽車在電力需求高峰期充電，大規(guī)模將充電需求從高峰期轉(zhuǎn)移到非高峰期。推廣白天非高峰時(shí)段在工作場所充電可把高峰需求從電網(wǎng)阻塞期轉(zhuǎn)移到工作時(shí)間，這可能與太陽能光伏或風(fēng)能的高發(fā)電量相吻合。通過終端用戶編程或夜間低電價(jià)將充電轉(zhuǎn)移到非高峰期的夜間，將使新能源汽車對(duì)電力高峰需求的貢獻(xiàn)降低，而且在終端用戶需要用車時(shí)不會(huì)對(duì)電池的充電狀態(tài)產(chǎn)生影響。電力公司利用實(shí)時(shí)電價(jià)信號(hào)對(duì)充電進(jìn)行動(dòng)態(tài)控制，可進(jìn)一步利用與波動(dòng)性可再生能源發(fā)電的協(xié)同效應(yīng)，擴(kuò)大新能源汽車向電網(wǎng)提供服務(wù)的范圍。在可持續(xù)發(fā)展情景下，到2030年，實(shí)行智能充電模式以避開高峰時(shí)段，會(huì)使新能源汽車對(duì)峰值需求的貢獻(xiàn)降至4%以下。

在各種可用的定價(jià)機(jī)制中，電力公司可利用使用時(shí)間費(fèi)率機(jī)制（Myers，2019）[9]。分時(shí)定價(jià)激勵(lì)用戶在非高峰時(shí)段對(duì)新能源汽車充電，并抑制高峰時(shí)段充電。甚至可根據(jù)季節(jié)、月份、日期類型（如周末或工作日）及其他影響小時(shí)電力需求的因素實(shí)行差別化定價(jià)，盡管階梯定價(jià)可能不適用于所有終端用戶。通過聚合商對(duì)新能源汽車的直接控制、不同子網(wǎng)之間差別化電價(jià)或終端用戶的其他靈活性工具，提供緩解電價(jià)導(dǎo)致新峰值的方法。實(shí)時(shí)電價(jià)是更先進(jìn)的動(dòng)態(tài)定價(jià)機(jī)制，根據(jù)需求量與發(fā)電量的實(shí)時(shí)平衡來調(diào)整電價(jià)。實(shí)時(shí)電價(jià)通常用于一級(jí)批發(fā)市場，目的是在系統(tǒng)層面平衡電力市場，不包括配電層面的考慮，對(duì)個(gè)人消費(fèi)者的調(diào)節(jié)作用不明顯。因此，政府和行業(yè)需要管理配電層面的擁堵和設(shè)計(jì)相關(guān)商業(yè)模式?？紤]到配電網(wǎng)效應(yīng)，不僅需要適當(dāng)?shù)纳虡I(yè)模式和價(jià)格信號(hào)，而且需要在多個(gè)相關(guān)通信和分布式控制的客戶間進(jìn)行協(xié)調(diào)。按需收費(fèi)是限制商業(yè)和工業(yè)用戶利用公共充電基礎(chǔ)設(shè)施最大峰值功率需求的常見市場工具，可通過調(diào)節(jié)新能源汽車的充電功率來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于新能源汽車直流電快速充電站而言，固定式電池儲(chǔ)能可降低與按需充電相關(guān)成本，特別是對(duì)于低利用率的新能源汽車充電負(fù)荷（Muratori et al.，2019）[10]，或與現(xiàn)場太陽能光伏相結(jié)合，具有成本效益。

（二）利用車聯(lián)網(wǎng)解決方案為電力系統(tǒng)提供靈活性服務(wù)

管理新能源汽車充電模式可緩和其對(duì)電力系統(tǒng)的潛在負(fù)面影響，而車聯(lián)網(wǎng)解決方案可在適當(dāng)時(shí)機(jī)積極向電網(wǎng)提供能源，促進(jìn)波動(dòng)性可再生能源整合，為電力系統(tǒng)提供靈活性服務(wù)。車聯(lián)網(wǎng)解決方案的潛力取決于車輛在適當(dāng)時(shí)間參與的可用性、消費(fèi)者接受度、對(duì)參與者產(chǎn)生收入的能力及與電池壽命影響相關(guān)的其他技術(shù)限制。新能源汽車可在高峰期為電網(wǎng)提供電力，高峰期新能源汽車電池總?cè)萘康?%若用于車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，將為主要新能源汽車市場提供相當(dāng)可觀的靈活發(fā)電能力，有助于抵消高峰期波動(dòng)性可再生能源發(fā)電量的下降，滿足高峰期發(fā)電能力增加的需要。為實(shí)現(xiàn)這一潛力，政府和相關(guān)產(chǎn)業(yè)要努力解決潛在的技術(shù)和可接受性挑戰(zhàn)：按時(shí)段（高峰/非高峰時(shí)段）制定靜態(tài)電價(jià)以鼓勵(lì)非高峰期充電，或?qū)嵭袆?dòng)態(tài)電價(jià)以獲得更大收益，加強(qiáng)波動(dòng)性可再生電力的整合；投資于動(dòng)態(tài)控制充電和車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)調(diào)整有效的監(jiān)管框架和推廣聚合商；開發(fā)軟件，允許分布式負(fù)荷參與電力市場、單向和雙向電力流及用戶友好控制，以促進(jìn)終端用戶參與；新能源汽車充電會(huì)由于充電聚集而導(dǎo)致局部擁堵，特別是新能源汽車數(shù)量眾多、集中在特定區(qū)域或需要高功率充電時(shí)，要著眼于解決新能源汽車對(duì)本地配電網(wǎng)的影響。

新能源汽車智能充電具有較高的電力系統(tǒng)價(jià)值。可持續(xù)發(fā)展情景下新能源汽車智能充電的靈活性選項(xiàng)的模擬研究[11]表明，中國新能源汽車參與電網(wǎng)優(yōu)化智能充電方案能使電力系統(tǒng)成本降低，電力系統(tǒng)運(yùn)行成本的節(jié)約主要來自低成本波動(dòng)性可再生能源的使用增加，增加的可再生能源將替代燃煤發(fā)電，從而大大節(jié)省燃料成本和碳排放成本。新能源汽車智能充電可顯著降低峰值負(fù)荷，從而節(jié)省大量對(duì)發(fā)電容量和電網(wǎng)設(shè)施的額外投資需求。新能源汽車智能充電和輸電基礎(chǔ)設(shè)施之間的協(xié)同有利于將智能充電資源與波動(dòng)性可再生能源相關(guān)聯(lián)，可大幅提高系統(tǒng)整體的靈活性并緩解棄電，有助于維持可再生能源行業(yè)的可投資性，確保持續(xù)提供融資，并減少政府補(bǔ)貼的需要。隨著波動(dòng)性可再生能源滲透率增加，大幅爬坡的頻率和強(qiáng)度會(huì)增加，主要是由于傍晚電力負(fù)荷增加而同時(shí)段太陽能發(fā)電下降。新能源汽車智能充電可實(shí)現(xiàn)更具成本效益的峰值系統(tǒng)負(fù)荷管理，并降低用電高峰期的波動(dòng)性可再生能源棄電率。通過智能充電和車聯(lián)網(wǎng)充分發(fā)揮新能源汽車的靈活性潛力，實(shí)現(xiàn)與波動(dòng)性可再生能源發(fā)電的協(xié)同效應(yīng)，減少發(fā)電能力的需要，需要調(diào)整監(jiān)管政策和市場框架。新能源汽車還需要特定的利益相關(guān)者及利用新監(jiān)管框架激勵(lì)車主提供靈活性服務(wù)的商業(yè)模式，以提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。監(jiān)管政策和市場框架要確保新能源汽車在提高電力系統(tǒng)靈活性上發(fā)揮積極作用。通過提供靈活性服務(wù)，新能源汽車可增加將可再生能源整合進(jìn)發(fā)電結(jié)構(gòu)中的機(jī)會(huì)，并降低電力系統(tǒng)適應(yīng)新能源汽車日益普及相關(guān)的成本。

四、新能源汽車與發(fā)電脫碳相結(jié)合以使溫室氣體減排效益最大化

（一）推動(dòng)新能源汽車普及的政策與發(fā)電脫碳的措施相協(xié)調(diào)

新能源汽車在多大程度上支持氣候目標(biāo)的決定因素是其生命周期溫室氣體排放量。新能源汽車相對(duì)于其他動(dòng)力系統(tǒng)的生命周期溫室氣體排放量，受車輛行駛里程、尺寸、功率等因素及電力系統(tǒng)碳強(qiáng)度的影響。目前，使用階段是所有動(dòng)力系統(tǒng)生命周期溫室氣體排放的最大貢獻(xiàn)者。在發(fā)電的溫室氣體排放強(qiáng)度等于全球平均水平的情況下，電池電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池電動(dòng)汽車的生命周期溫室氣體排放量相似，均低于內(nèi)燃機(jī)汽車的平均排放量。隨著電力供應(yīng)脫碳和服務(wù)于電池生產(chǎn)設(shè)施及充電，新能源汽車較低生命周期溫室氣體排放的好處相對(duì)于其他動(dòng)力系統(tǒng)會(huì)進(jìn)一步放大。為最大化新能源汽車生命周期的減排效益，政府要確保推動(dòng)新能源汽車普及的政策與發(fā)電脫碳的措施協(xié)調(diào)一致。為優(yōu)先考慮新能源汽車增加電力系統(tǒng)靈活性的機(jī)會(huì)，以便將波動(dòng)性可再生能源整合到發(fā)電結(jié)構(gòu)中，并使電力系統(tǒng)改造成本最小化，政府還需確保電力市場改革以容納適合新能源汽車參與的服務(wù)，這就要求小負(fù)荷電力通過電力市場聚合商有效參與需求側(cè)響應(yīng)。為實(shí)現(xiàn)有效參與，政府應(yīng)確保聚合商的交易成本降低，以便匯集大量的小負(fù)荷。

（二）減少電池的生命周期排放

鋰離子電池生產(chǎn)和處置相關(guān)的排放量與內(nèi)燃機(jī)汽車的總排放量相比較小，與其他生命周期階段和新能源汽車的組成部分相比，其重要性將會(huì)增加。影響新能源汽車電池生命周期溫室氣體排放量的關(guān)鍵因素包括材料、電池制造和電池回收。采礦和精煉過程，尤其是鋁及鎳、鈷、石墨等活性材料的合成會(huì)排放溫室氣體。電池制造過程中的氣候控制，在保持超低濕度（低于1%的相對(duì)濕度）和其他嚴(yán)格控制條件的干燥室進(jìn)行，以盡量減少污染風(fēng)險(xiǎn)并確保安全，會(huì)產(chǎn)生溫室氣體。在報(bào)廢后，電池回收過程需要能源，會(huì)產(chǎn)生溫室氣體排放?；厥蘸驮倮檬乖牧系靡灾匦吕茫傻窒牧祥_采和加工的溫室氣體排放影響。在每個(gè)生命周期階段，都有機(jī)會(huì)通過使用低碳能源和實(shí)現(xiàn)工廠的規(guī)模經(jīng)濟(jì)而進(jìn)一步降低電池的溫室氣體排放。通過提高電池的能量密度，擴(kuò)大生產(chǎn)設(shè)施以提高生產(chǎn)能力而提高能源效率；在原材料開采和精煉過程及在鎳、鈷和石墨等活性材料的合成過程中使用低碳能源而提高能源效率；在電池制造和組裝中使用低碳能源，確保適當(dāng)?shù)膱?bào)廢電池管理，都可減少電池制造的排放和生命周期影響。

五、以道路定價(jià)和基于車輛活動(dòng)的稅收彌補(bǔ)政府燃油稅收入的減少

新能源汽車的效率優(yōu)勢再加上能源從石油產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為電力，意味著即使單位能源的稅收水平相似，新能源汽車每公里的稅收也更低。如果能源的單位燃料稅對(duì)石油產(chǎn)品與電力的水平不同，這一效應(yīng)將更強(qiáng)烈。如果基于燃料的碳含量征稅和發(fā)電脫碳，這將會(huì)更加普遍。政府對(duì)車輛購買征稅，基于每公里的溫室氣體排放量而不同。政府對(duì)環(huán)保性能好的車輛提供購買激勵(lì)，而由環(huán)保性能差的車輛支付成本。在不調(diào)整現(xiàn)行稅收計(jì)劃的情況下，新能源汽車大規(guī)模普及可能影響車輛和燃料稅的稅收收入基礎(chǔ)，減少可用于發(fā)展和維護(hù)交通基礎(chǔ)設(shè)施的資金。

在近期，道路使用政策及交通運(yùn)輸中的車輛稅和能源稅要做好準(zhǔn)備，以適應(yīng)交通轉(zhuǎn)向新能源汽車對(duì)車輛和市場帶來的變化。潛在解決方案包括：調(diào)整排放閾值，以確定車輛登記稅在多大程度上受差別化費(fèi)用的限制；調(diào)整適用于石油燃料的稅收；修訂適用于不同環(huán)保性能車輛的道路使用費(fèi)。

運(yùn)輸費(fèi)和稅收收入對(duì)確保發(fā)展和維護(hù)交通基礎(chǔ)設(shè)施及其他目標(biāo)的資金可持續(xù)性非常重要，但也是家庭預(yù)算的負(fù)擔(dān)，許多家庭的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)依賴汽車使用。運(yùn)輸業(yè)財(cái)政收入的長期穩(wěn)定不能簡單建立在車輛和燃料稅的邊際調(diào)整基礎(chǔ)上，因?yàn)檫@些調(diào)整將對(duì)適用于運(yùn)輸部門的財(cái)政框架產(chǎn)生日益嚴(yán)重的扭曲，實(shí)施也面臨重大挑戰(zhàn)。政府可以逐步增加對(duì)碳密集型燃料的稅收，結(jié)合利用特定位置基于距離的收費(fèi)，以回收道路基礎(chǔ)設(shè)施成本并反映污染及擁堵的成本，在保持運(yùn)輸稅收入的同時(shí)支持長期向零排放交通的轉(zhuǎn)型。特定位置基于距離的收費(fèi)也適合運(yùn)輸部門管理顛覆性技術(shù)的影響，包括與電氣化、自動(dòng)化和共享移動(dòng)服務(wù)有關(guān)的技術(shù)。在所有情況下，政府都要認(rèn)真考慮所采取的任何稅收措施的社會(huì)影響，以確保公眾可以接受，并充分滿足人口中低收入人群的出行需求。即使技術(shù)變革需要時(shí)間才能滲透到整個(gè)車隊(duì)，盡早考慮對(duì)稅收收入的影響也很重要。政府需要與利益相關(guān)者充分合作，在適當(dāng)程度和深度上改革稅收制度，以應(yīng)對(duì)向新能源汽車轉(zhuǎn)型帶來的長期挑戰(zhàn)。

注釋

① 既定政策情景是國際能源署的《世界能源展望》和《能源技術(shù)展望》報(bào)告的基準(zhǔn)情景，反映各國政府已立法或宣布的所有現(xiàn)有政策、抱負(fù)和目標(biāo)，包括當(dāng)前與新能源汽車相關(guān)的政策、法規(guī)及行業(yè)利益相關(guān)者宣布的部署和計(jì)劃的預(yù)期效果。

② 可持續(xù)發(fā)展情景是基于三個(gè)支柱：確保到2030年人人都可以獲得能源；大幅減少大氣污染物排放；實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》的全球氣候目標(biāo)?？沙掷m(xù)發(fā)展情景假設(shè)所有與新能源汽車相關(guān)的抱負(fù)和目標(biāo)都實(shí)現(xiàn)，即使當(dāng)前的政策措施不足以刺激足夠高的采用率。

③ 井-輪溫室氣體排放（WTW），包括從油井到油箱（WTT）和從油箱到車輪（TTW）的排放。對(duì)于石油，WTT排放包括石油開采、精煉和分銷產(chǎn)生的排放；對(duì)于電力，WTT排放指發(fā)電過程中產(chǎn)生的排放，包括線路損耗及車輛充電過程中產(chǎn)生的排放。TTW排放源于車輛油箱中的碳?xì)浠衔锏男孤┖腿加腿紵虼穗姵仉妱?dòng)汽車和燃料電池電動(dòng)汽車的TTW排放是零。

④ 生命周期溫室氣體排放的范圍比WTW更廣泛，包括與車輛制造、使用和報(bào)廢相關(guān)的排放，來自材料、改變、合并材料到最終產(chǎn)品（即汽車、發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力系統(tǒng)，或電池和燃料電池）及來自報(bào)廢（即處置、再利用或循環(huán)利用）的排放。