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碳中和研究｜车队碳排放核算及预测模型——产品结构研究篇

2021-03-04 00:41:24·  来源：中汽数据  作者：节能战略研究室  
　
研究背景 碳中和是中国绿色和可持续发展的重大发展战略，当前道路交通实现碳达峰和碳中和面临很大的挑战，汽车行业碳中和路线图的研究是实现碳中和总体目标的重要保障。 中汽数据有限公司（以下简称“中汽数据”）已形成完善的车队碳排放核算及预测模型，可以

研究背景

碳中和是中国绿色和可持续发展的重大发展战略，当前道路交通实现碳达峰和碳中和面临很大的挑战，汽车行业碳中和路线图的研究是实现碳中和总体目标的重要保障。
 
中汽数据有限公司（以下简称“中汽数据”）已形成完善的车队碳排放核算及预测模型，可以测算并回答不同场景下的汽车行业碳排放总量、碳达峰时间、不同技术路径减排潜力等关键问题。我们将分八期介绍车队碳排放核算及预测模型的原理及关键结论。
 
上一期我们介绍了车队碳排放核算及预测模型的整体框架，共包含产品结构预测体系、产品规模预测体系和外部影响评估体系三个体系模块，本次将给大家介绍产品结构预测体系的研究方法和部分结果。

产品结构预测体系简介

传统燃料汽车、新能源汽车的单位里程碳排放量差异较大，因此分燃料类型的产品结构预测是测算车队层面使用环节碳排放的重要输入条件。
 
中长期分燃料类型产品结构预测的核心在于比较不同产品的消费者效用（Utility），即哪种产品的效用越高，则消费者选择该产品的概率就越大。消费者效用则由购置成本、使用成本和使用便利性三部分组成。
 
以私人乘用车产品结构预测为例，我们运用离散选择模型，以分燃料类型经济性分析及预测结果作为底层消费者效用，进行消费者购车决策过程的模拟，测算消费者购买不同燃料类型汽车的概率，形成私人乘用车分燃料类型销量结构趋势预测。
私人乘用车产品结构预测方法
 
由于消费者效用受法规政策、技术成本以及配套环境等多方面因素影响，我们围绕上述影响因素针对2021-2050年的变化趋势分别开展了系统深入的研究。以新能源汽车技术成本分析为例，我们首先对典型新能源产品和关键零部件的成本变化趋势进行调研，在积累了一定样本量数据后，针对新能源汽车的整备质量、能耗、续驶里程等整车性能指标和关键零部件的成本构建量化关系，再基于学习率的单位成本下降趋势曲线推导未来电池、电机等关键零部件的成本变化趋势，以此测算未来不同燃料类型产品的经济性变化趋势。
 
新能源汽车经济性分析和预测模型
基于上述产品结构预测体系，既可以对不同技术经济性的变化趋势进行分析，也可以预测分燃料类型产品在未来整体市场中的比例，还可以对比政策、技术成本等影响因素变化对于产品结构的影响。

部分研究结论展示

（1）纯电动汽车购买+使用成本可能在2025年前后与传统燃油车打平，若进一步考虑便利性心理成本，打平时间将在2030年前后。
在考虑直接购买成本、购置税、技术升级成本变化、燃料成本、电耗成本的情况下，纯电动汽车综合成本可能在2025年前后与传统燃油车打平，成本约16万元；若进一步考虑充电时间、里程焦虑、能源补给便利性等心理成本，预计纯电动汽车综合成本有可能在2030年前后与传统燃油车打平，成本约17万元。
ICEV、BEV综合成本变化趋势对比
 
（2）FCEV由于较高的使用成本，与BEV相比竞争优势不明显
从使用成本看，BEV有较强竞争力。BEV使用成本明显低于FCEV，增程式FCEV制造成本优势被高使用成本抵消。BEV私家车综合成本（含制造成本和使用成本）长期低于增程式FCEV和全功率FCEV。出租车、物流车、公交车作为运营车辆，年行驶里程长，使用成本增加明显。具体来看，基准年2017年，北京FCEV出租车使用成本达26万，到2050年将降至10万元左右。BEV出租车基准年使用成本仅6.6万元，随能耗水平改善，2050年可降至4万元。基准年2017年，FCEV公交车使用成本超过100万，到2050年可降至51万元，而BEV公交车使用成本在基准年仅为19.2万元，到2050年降至约11.5万元。FCEV物流车使用成本超过142万，到2050年仍达62万元，BEV物流车使用成本仅23万元，到2050年降至约16.5万元。
（a）私家车
（b）出租车
（c）公交车
（d）物流车
不同车型BEV与FCEV经济性综合对比
（3）产品结构预测结果
乘用车产品结构中纯电动汽车的占比逐年增加，预计在2030年纯电动销量占比将达到34%左右，2035年纯电动销量占比将达到49%左右。燃料电池与插电式混合动力电池汽车的占比逐渐增加，但增速较慢。
分燃料类型乘用车产品结构预测
从燃料类型角度看，纯电动客车在大中型客车以及轻型客车类型中占比都是逐渐增加的，到2035年占比分别为65%和22%。中重型货车电动化难度较大，到2035年电动化比例约为6%；由于城市物流车等领域电动化的快速发展，轻型、微型货车电动化进程较快，预计2035年占比约34%。
分燃料类型商用车产品结构预测

系列介绍预告

1.车队碳排放核算及预测模型——整体介绍篇
2.车队碳排放核算及预测模型——产品结构研究篇
3.车队碳排放核算及预测模型——市场规模研究篇
4.车队碳排放核算及预测模型——外部影响研究篇
5.碳中和研究阶段性成果——燃料周期碳排放预测
6.碳中和研究阶段性成果——关键资源、能源需求预测
7.碳中和研究阶段性成果——乘用车电动化路线图2035研究
8.碳中和研究阶段性成果——商用车电动化路线图2035研究
中国汽车技术研究中心有限公司已启动“中国汽车低碳发展战略及路线图”研究工作，由中国汽车战略与政策研究中心、中汽数据以及标准化研究所联合围绕标准、政策、发展路线图、实施指南、基础数据与模型工具等开展研究，践行央企社会责任，引领行业实现碳达峰、碳中和目标。
联系人：陈川、禹如杰
电话： 022-84379799-2767
电话： 022-84379753
邮箱： chenchuan@catarc.ac.cn
邮箱： yurujie@catarc.ac.cn
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