純電動汽車與燃油汽車經濟性比較研究*

廖雨婷 吳亮 侯婷婷

（貴州師范大學經濟與管理學院）

我國于2009年開始推廣應用新能源汽車，科技部、發(fā)改委等部委相繼出臺了一系列政策。2014年7月，國務院辦公廳印發(fā)《關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》，對新能源汽車產業(yè)的培育和發(fā)展做出了整體部署[1]。黨的十九大也提出“推進綠色發(fā)展”的戰(zhàn)略部署，明確指出我國汽車工業(yè)重點發(fā)展對象是新能源汽車。國家支持新能源汽車行業(yè)發(fā)展力度不容置疑，但目前新能源汽車銷售市場不容樂觀，消費者仍舊偏好燃油汽車。文章基于產品生命周期理論，將影響電動汽車生命周期內的重要因素作為權衡目標，從消費者角度出發(fā)，構建汽車的生命周期成本模型，研究純電動汽車與燃油汽車的生命周期成本差異，找出制約電動汽車推廣的主要因素，并給出相關建議。

1 研究設計與模型構建

1.1 研究方法

本研究主要目的是探究純電動汽車與燃油汽車的經濟成本優(yōu)勢，生命周期理論作為一種項目評價的經濟方法，包含了產品從擁有、運行、維護修理和最終處置而發(fā)生的所有成本，利用該理論構建汽車成本模型較為科學合理[2]。

1.2 研究假設

為使計算更準確，做如下假設：1）汽車生命周期壽命均為8年，總行駛里程均為12萬km，即平均每年行駛1.5萬km；2）汽車生命周期內汽油和電能市場價格保持不變，汽油的市場價格為7元/L，電能市場價格慢充為0.58元/kW·h[3]63，快充為1.2元/kW·h，按照慢充與快充7:3的比率計算；3）電動汽車的充電效率約為80%～90%，文章假定電動汽車充電時，電能轉換效率為85%[4]；4）汽車生命里程中均不發(fā)生免費索賠外的質量問題，即汽車發(fā)生的所有故障均可免費維修。

1.3 樣本選擇

選取15款暢銷純電動汽車，再根據汽車級別、底盤轉向、車輪制動、安全裝備以及內部配置的大體一致性，選擇相對照的燃油汽車，構成15款對照車組，如表1所示。

表1 15款新能源暢銷車型與傳統(tǒng)燃油對比車型

1.4 模型構建

假定消費者2019年買車，以2019年為基準年，按照分布、分階段法，在考慮資金時間價值的基礎上，構建未來8年內汽車生命周期成本模型。主要包括購置成本模型、運維成本模型和剩余殘值模型3大模型。

1.4.1 購置成本模型

購置成本（CA）指消費者在購買汽車時所花費的所有費用，代表汽車購買時相關的初始資金流[5]，主要包括購車款、購置稅以及政府補貼。建議零售價（P）是指支付給汽車經銷商的費用，包括汽車的制造成本、設計成本、管理成本等；購置稅（PT）與汽車價格有關，通常是購車款扣除增值稅（13%）的一定比例[6]。購置成本計算公式為：

1.4.2運維成本模型

運維成本（COM）指消費者購買汽車后，汽車為保持正常運行所必須花費的保養(yǎng)、維護、能源等成本費用。汽車運維成本主要包括能源成本、運營成本、稅與保險以及其他費用。其計算公式為：

式中：EC——汽車每年的能源成本，元；

TR——每年的稅費與保險，元；

OC——每年的其他成本，元；

CMi——第i年的維護成本，元；

k——貼現率。

能源成本（EC）計算公式為：

式中：N——電動汽車每100 km電力消耗，kW·h/燃油汽車每100 km燃油消耗，L；

T——單位電力/燃油價格；

D——電動/燃油汽車行駛里程，km/年；

R——電能轉換效率。

稅費與保險（TR）計算公式為：

式中：VUT——汽車的車船使用費，元；

CI——商業(yè)保險費，元；

SR——強險費，元。

車船稅與汽車排量有關，以北京為例，汽車排量在1.0～1.6 L（含）的車船稅為每年420元。2018年7月10日，財政部發(fā)布通知，對節(jié)能汽車減半征收車船稅對新能源車船免征車船稅。家用6座以下交通事故責任強制保險950元/年。

維護成本主要包括每年固定和隨汽車行駛里程的增加而增加的維護成本。其計算公式為：

式中：Ci——第i年的固定維護成本，元；

Mi——第i年的增加維護成本，元。

1.4.3 剩余殘值模型

剩余殘值（RV）是指汽車報廢后的回收設備殘值。由于電動汽車進入市場不久，缺乏相關的折舊數據，故利用Raustad等汽車折舊模型，測算消費者從2019年購買汽車至最終報廢的汽車折舊率為：Yn=6×10-5×n3-0.003 8n2+0.093n+0.138 4，分析15組電動汽車和燃油車3年的折舊率得出，電動汽車的折舊率約是燃油車的0.8倍[7]。綜上汽車的剩余殘值模型為：

2 經濟性比較分析

2.1 生命周期成本分析

依照文章提出的汽車生命周期成本模型，利用在官網中查詢的相關數據計算得出15款對照車組汽車生命周期各階段單位成本貼現測算結果，如圖1所示。

圖1 15款汽車組生命周期各階段成本值

從圖1可以看出，僅有6款純電動汽車的生命周期成本低于與其對照的燃油汽車，具有較明顯成本優(yōu)勢的為領跑、蔚來，其成本優(yōu)勢分別為12 913元、16 772元。成本差異主要形成原因是汽車的廠商指導價、能源成本及保養(yǎng)成本不同。燃油車能源成本約為純電動汽車的3.3倍、保養(yǎng)成本約為純電動汽車的2.6倍，廠商指導價僅為對應純電動車2/3倍。故電動汽車因其購買價格高，致使全生命周期成本略高于燃油汽車，導致政府雖在大力推廣，但銷量卻不理想的局面。主要原因為：1）政府補貼下降，導致純電動汽車的購買成本更顯高昂；2）消費者對純電動汽車安全性的質疑，且動力電池系統(tǒng)的單價較高，使得汽車造車成本高；3）電動汽車充電不便捷，存在充電樁網點少，停車困難、充電耗時長等問題。

2.2 生命周期成本優(yōu)勢分析

汽車使用8年后報廢，8年共行駛12萬km，用15款純電動汽車生命周期成本減去對照燃油汽車的生命周期成本，得出15款對照車組的生命周期（LCC）成本差值為：

式中：t——表1的汽車序號，t∈[1，15]

當ΔLCCt＜0時，表示純電動汽車生命周期成本LCCtEV低于與之對應的燃油汽車的生命周期成本LCCtCV，說明純電動汽車在生命周期內具有經濟優(yōu)勢。15款汽車生命周期成本差值，如圖2所示。

圖2 15款車組使用12萬km的生命周期成本差值

從圖2可以看出，有9組汽車生命周期成本差值大于0，主要為中型汽車，原因為純電動汽車的購置成本約為對應燃油汽車的2倍，拉大了生命周期成本的差距；有6組汽車生命周期成本差值小于0，主要為低端小型純電動汽車和高端大型純電動汽車。原因為低端汽車廠商指導價基數低，純電動汽車的能源成本和保養(yǎng)成本具有較大優(yōu)勢，足以彌補其零售價高于燃油汽車零售價的劣勢，而高端純電動汽車與燃油汽車的廠商指導價差異較小，兩者運維成本差距大于購置成本的差距，故成本優(yōu)勢顯著。但總體來看15組汽車生命周期成本差均值為10 142元，純電動汽車缺乏成本優(yōu)勢。

2.3 汽車行駛里程對汽車生命周期成本的影響

文章假定汽車生命周期行駛里程為12萬km，現分析當汽車命周期行駛里程分別為10、15萬km時，15組汽車的生命周期成本差值，并與使用12萬km的生命周期成本差值做對比，計算結果如圖3所示。

圖3 行駛不同里程的生命周期成本差值

由圖3可以看出，當汽車行駛里程減少2萬km時，15組汽車成本差值增大，此時只有3款純電動汽車具有成本優(yōu)勢，15組汽車成本差均值變?yōu)?6 040元。當行駛里程增加3萬km時，有7組汽車生命周期成本值小于0，汽車的生命周期成本差值變?yōu)?683元，此時純電動汽車已經有較弱成本優(yōu)勢。說明隨著汽車生命周期行駛里程的增加，電動汽車相對成本在減少，逐漸表現出成本優(yōu)勢。主要原因有2方面：1）汽車行駛里程的增加使得汽車購置成本在較長時間里得到利用；2）燃油汽車的能源成本及保養(yǎng)成本高于電動汽車，隨著行駛里程的增加，這兩種成本較電動汽車的累計值增大。

2.4 電池技術發(fā)展對汽車生命周期成本的影響

目前，對電池制造成本已有不少的研究，由于缺乏數據使得研究結果具有較大的不確定性。但總體上電池制造成本在逐年下降，自2009年已下降85%，據工信部數據，動力電池系統(tǒng)成本已低于1元/Wh，磷酸鐵鋰電池已降至0.6元/Wh。以寧德時代為例，從2014年至2019年動力電池系統(tǒng)均價變化，如圖4所示。據中國儲能網數據，純電動汽車和燃油汽車的零部件成本構成，如圖5所示。

圖4 2014—2019年寧德時代動力電池系統(tǒng)均價

圖5 燃油汽車與純電動汽車零部件成本構成

從圖5可以看出，電動汽車的動力電池系統(tǒng)成本占總造車成本的40%，且電池是純電動汽車提供動力的唯一來源，隨著電池成本的下降，電動汽車整體造車成本會下降[8]。2020年國務院辦公廳印發(fā)的《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021—2035年）》明確指出，到2025年純電動乘用車新車平均電耗降至12 kW·h/100 km，整車電耗降低將使消費者能耗成本逐漸降低，并降低消費者能源使用成本且純電動汽車的動力源主要是鋰離子電池具有優(yōu)異的電性能、無環(huán)境污染等優(yōu)點,是公認的最具發(fā)展?jié)摿Φ碾妱悠囉脛恿﹄姵豙9]。

2.5 油價對汽車生命周期成本的影響

關于未來10年汽油價格，文章依據國際油價走勢和我國近10年每年的平均汽油價格數據進行計算整理，如圖6所示。

圖6 未來10年油價預測圖

從圖6可以看出，近10年油價波動較大，利用三指數平滑算法，由過去10年的油價預測未來幾年的油價可看出，油價最高可漲至8.77元/L，最低跌至4.9元/L。成品油的價格主要取決于國際原油價格的變化。而國際油價主要取決于對原油需求的變化、美元指數的漲跌、債務危機等多種原因，直到近12個月油價都是迂回曲折。油價直接影響燃油汽車的能源成本，所以油價的暴漲暴跌會增加消費者的心理焦慮。且能源屬于不可再生能源，隨著不斷的消耗，其總體保有量降低，所以未來油價總體趨勢是上升的，屆時純電動汽車的經濟優(yōu)勢會逐漸顯著。

3 結論

通過研究15款不同品牌的純電動汽車與對應燃油汽車的生命周期成本凈現值，得出：1）純電動汽車的能源成本顯著低于燃油汽車，約占燃油汽車的33%，且因為能源資源的稀缺，這個優(yōu)勢將長期存在。另一方面，純電動汽車的保養(yǎng)成本也顯著低于燃油汽車，約占燃油汽車的26%，隨著造車技術的發(fā)展，新能源汽車保養(yǎng)成本會持續(xù)低于燃油汽車。2）現階段純電動汽車總體不具有經濟優(yōu)勢，其原因是純電動汽車整車成本較高，約為對應燃油汽車的1.5倍，其中大型高端純電動汽車與小型低端純電動汽車比較更具有經濟性。3）隨著汽車生命周期行駛里程的增加，純電動汽車相對成本減少，逐漸表現出成本優(yōu)勢[3]67。根據上述分析，提出以下建議：

1）純電動汽車的發(fā)展需要揚長避短，即充分利用節(jié)能減排、運營成本低的優(yōu)勢吸引消費者。同時汽車制造商應著力改善汽車制造技術，降低汽車使用成本，豐富產品線，擴大產品鏈、業(yè)務鏈和價值鏈，加快技術升級。

2）政府部門要順應汽車產業(yè)格局的趨勢性發(fā)展，管理上放寬行業(yè)和市場準入，產業(yè)政策上鼓勵和支持創(chuàng)新，通過新能源汽車零部件和主要模塊的標準化、通用化，降低新能源汽車全行業(yè)的設計成本、采購成本、生產制造成本以及后續(xù)的維修養(yǎng)護成本。

3）政府應該進一步完善、設計新的政策激勵體系。改善如對某些技術路線規(guī)定過細、部分領域存在過度補貼，使得企業(yè)過分依賴補貼等問題。改變政策，可以按照新能源汽車行駛里程進行補貼,持續(xù)推動新能源汽車產業(yè)的快速發(fā)展。