1 引言 当前环境污染与能源短缺问题日益凸显,在我国提出“双碳”目标的发展背景下,电动汽车作为交通运输行业中碳排放占比超过60%的道路货运方式,以低排放、低消耗等优势成为解决环境污染与能源短缺问题的有效途径之一[1]。推广电动货车有利于我国实现“双碳”目标。近年来,国家部委先后发布了一系列政策以推动电动汽车在物流运输领域的渗透率。在2020年印发的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》中明确提出,自2021年起,国家生态文明试验区、大气污染防治重点区域公共领域新增或更新公交、出租、物流配送等车辆中新能源比例不低于80%[2]。宏观数量上提出了目标的同时,国家与各级政府在电动货车购车财政补贴与路权倾斜政策方面也做出了一系列扶持与推动[3]。电动货车相较于传统燃油货车,对环境的污染可忽略不计。传统燃油货车需要依靠能源开发使用,在尾气排放中会产生温室气体二氧化碳,甚至产生有害的一氧化碳等物质,对环境造成破坏;电动货车生产程序简单,使用电能这种清洁能源,无污染物质排放。我国也在积极推进发电方式转变,充分利用风力、水力、太阳能发电,推动电动货车进一步节能减排。 然而,2019至2020年我国电动货车销量低迷,一方面是因为购车补贴政策力度较前期大幅下滑,另一方面充电桩布局的不合理、续航能力、产品质量等因素也影响了电动货车的推广。作为电动货车的动力支持,充电桩的完善是电动货车行业发展进一步腾飞的基础。在我国“双碳”目标的提出、“国六”排放标准的实施、国家与政府持续推进加快公共交通领域车辆电动化进程、电动汽车车企持续投入研发获得技术创新等背景下,电动货车2021年销量再次突破13万辆,达到13.12万辆。但目前电动货车渗透率仍处于较低水平,仅占4%左右,远没有达到预期,发展机遇与空间巨大[4]。在当前严峻的能源危机和环境污染下,由物流配送引起的尾气污染、交通堵塞等问题不仅会阻碍城市经济的发展,还使得居民生活质量降低,因此物流企业有必要采取更为绿色环保的运输方式,在政府路权倾斜、购车补贴等政策加持下可以有效降低运输成本。从长远利益来看,使用电动货车进行运输带来的经济效益和环境效益都十分可观,有利于我国经济的可持续发展。 基于上述问题,本文从电动货车发展规模对区域碳排放的影响进行研究。首先,分析了城市人口经济、货车保有量、充电站覆盖率、政策调控与碳排放之间的关系;其次,根据系统动力学原理构建了包含社会经济、电动货车发展规模与碳排放三个子系统的系统动力学模型;最后,利用Vensim PLE软件模拟仿真,分析了不同场景下电动货车行业发展对碳减排的影响,进而提出了电动货车发展的对策和建议。 2 文献综述 随着环境污染与能源短缺问题日益严峻,国际社会对减碳问题日趋达成共识。各国减碳力度持续增强,减碳的大趋势掀起了电动汽车碳减排的研究浪潮,国内外学者纷纷对电动汽车碳减排问题进行了深入研究。 2.1 电动货车碳减排研究现状 赵子贤等[5]为了更准确地衡量电动汽车的碳减排效果,运用生命周期评价方法构建了基于碳减排量与碳减排率的电动汽车碳减排核算技术方法,并根据不同省份的不同情景分析模拟电动汽车碳减排潜力与关键影响因素。刘琦铀等[6]通过定量研究个人碳交易实施对节能车型选择的内部动力,从而为政府推广节能车型解决目前我国运输领域碳减排治理难题提出新思路。高涵等[7]着眼于电动汽车创新技术对碳排放的影响,基于创新技术应用对电动汽车提升行驶里程、能量转化效率等定量分析,研究了电动汽车创新技术应用的碳减排潜力,最后从充电桩建设、新技术运用、优化电力结构和政策调控等方面提出了发挥电动汽车碳减排潜力的对策与建议。苏涛永等[8]在城市经济人口规模、汽车保有量等指标的基础上引入货运周转量等指标,根据具体数据对城市交通碳排放影响因素进行了实证研究。LI等[9]运用基于松弛数据包络分析和生产力指数评估了中国30个省份电动汽车充电基础设施的气候变化减缓效率,结果显示减缓效率存在很大的地区差异,资源利用与能源结构也是显著影响因素。因此,循环经济和能源转型相结合有利于加速碳减排发展。ZHENG等[10]通过分析中国电动汽车市场趋势与政府激励政策,阐述了中国市场电动汽车碳减排的潜力巨大。LI和YANG[11]就中国电能结构主要依赖化石燃料发电,发电过程碳排放的问题,通过分析31个省的电能结构、气候差异及动力经济性,以修正后的电动汽车排放指数模型为基础的案例研究,为31个省份推广电动汽车和减少碳排放提供了参考。 2.2 电动货车碳减排系统建模研究现状 周椿奇等[12]为了研究电动汽车对碳排放的影响,分析了电动汽车发展规模、充放电响应、能源结构与碳排放之间的关系,基于系统动力学原理建立了电动汽车入网对碳排放影响的动力学反馈模型,最后以某案例进行动力学演化仿真并通过灵敏性实验验证了电动汽车的碳减排效益。魏贤鹏等[13]利用系统动力学原理建立了城市交通污染气体排放模型,综合考虑了城市交通污染气体排放的影响因素以及相关关系,通过数据仿真显示出电动汽车使用、限购政策等对污染气体排放具有明显的影响,并提出对策与建议。高妍南和郝晴[14]认为新时期交通运输系统向低能耗、绿色循环方向发展,在大力发展低碳经济的背景下,减少碳排放至关重要,深入考虑政府政策、人口、车辆、经济等因素,利用系统动力学理论构建了受政策影响的城市低碳交通系统模型并进行仿真,通过结果分析应对策略。杨岩等[15]构建了一个基于系统动力学的城市交通能源消耗模拟模型,多种场景分析,并根据模拟结果提出了关于绿色低碳交通的相关建议。KIM等[16]旨在研究考虑国家电力结构变化的情况下,补贴政策对电动汽车市场方法的区域差异和环境效益的影响,建立系统动力学模型对四种不同的补贴政策情景进行了分析,结果显示,补贴预算的增长对电动汽车市场销量以及环境的影响均起到积极作用。GUO等[17]针对一些通过评估个别电动汽车生产阶段相关的环境污染提出的质疑,利用一个动态可计算的一般均衡模型来模拟电动汽车销量增长对生产阶段造成环境污染的影响,结果显示电动汽车销量增长可忽略不计。