关注：全面迈向电动车化，我们要付出多少代价？

到2030年，中国销售的汽车中将有40%为电动汽车；麻省理工学院的研究发现，尽管这会有好处，但同时也将伴随产生巨大的消费和社会成本。

Nancy W. Stauffer | MIT Energy Initiative

2021年4月29日

近几十年来，中国经济的快速增长使越来越多的消费者有能力购买自己的汽车。这虽然提高了人们的流动性并造就了世界上最大的汽车市场，但同时由于大量的温室气体排放也造成了严重的城市空气污染，和越来越依赖的石油进口。

为了应对这些令人不安的趋势，中国政府出台了鼓励采用插电式电动汽车(EVs)的政策。由于购买电动汽车的成本要高于购买传统内燃机(ICE)汽车，中国政府在2009年开始为电动汽车的购买者提供大量的补贴。但是由于价格差和大量的购买者，支付补贴成为了政府非常大的负担。

因此，中国政府计划在2020年底逐步取消补贴，取而代之的是对汽车制造商施加强制性要求。简单地说，该政策要求制造商每年售出的所有车辆中必须有一定比例的电动汽车。为了避免经济处罚，制造商每年必须获得规定数量的积分，每生产一辆电动汽车就会获得积分，这是基于一个复杂的公式，该公式考虑了里程、能源效率、性能等因素。随着时间的推移，这些要求会越来越严格，目标是到2030年让电动汽车占所有汽车销量的40%。

MIT化学工程系的William H. Green教授认为，此举将对全球电动汽车的制造产生巨大影响。他说："这是全球范围内对电动汽车最有力的规定之一，而且是强加给世界上最大的汽车市场的。电动汽车的制造和电池的生产将迎来大幅增长，此举将在全球范围内推动两者成本的下降。"

但是，在中国国内，这将产生什么影响呢？向电动汽车的过渡将带来许多环境和其他方面的好处。但它又会给国家带来多大的损失呢？在2016年，麻省理工学院化学工程系的研究人员Green和当时的研究生I-Yun Lisa Hsieh博士决定去寻找答案。他们的目标是研究该授权对所有受影响因素的混合影响：电池价格、制造成本、汽车价格和销售，以及消费者拥有和维护一辆汽车的成本。根据他们的研究结果，可以估算出在未来十年内遵守该规定的社会总成本。(请注意，由于Covid-19的流行，中国政府最近将对电动车的补贴支持延长了两年，而这一分析是在宣布这一变化之前进行的）。

对电池价格的关注

"电动车成本高的主要原因是它们的电池很贵"， Green说。近年来，电池价格迅速下降，主要是由于 "学习效应"：随着生产量的增加，制造商找到了提高效率的方法，成本就会下降。人们普遍认为，随着电动汽车占据更多的汽车市场，电池价格将继续下降。

通过使用一种新的建模方法，Green和Hsieh确定了“学习效应”将明显降低电池生产的成本，但对于关键电池材料的挖掘和合成来说并不多。他们的结论是，最广泛使用的电动车电池技术--锂离子镍锰钴电池--的价格确实会随着生产的增加而下降。但是，随着价格越来越接近其中的原材料成本，下降的速度会逐渐放缓。

根据由此得出的电池价格估计值，研究人员计算了随着时间推移制造电动车的额外成本，并假设了一个标准的利润加价，确定了这些汽车的可能销售价格。在以前的工作中，他们使用了各种数据来源和分析技术来确定中国人口的 "负担能力"--换句话说，就是他们收入中可用于购买汽车的部分。基于这些发现，他们研究了2018年至2030年间对中国汽车销售的预期影响。

作为比较的基准，研究人员首先假设了一个 "反事实"（不是真实的）情景--没有采用大量电动汽车进行汽车销售的政策，所以也没有新的授权。根据这一假设，到2030年，每年的预计汽车销量将攀升至3400万辆以上。

当在2020年购买电动车的补贴被取消后，汽车总销量预计会缩减。但此后，不断增长的经济和不断提高的收入将会增强消费者的购买力，推动对私人汽车的需求。年销量平均比反事实情况下低20%，但预计到2030年也将达到约3000万辆。

研究人员还预测了在三个时间节点上内燃机汽车和电池电动车之间的销售情况。根据该分析， 2020年电动汽车仅占总数的7%(160万辆)；到2025年，这一比例上升到21%(540万辆)；而到2030年，这一比例将达到37%(1120万辆)--接近政府制定的40%的目标。在2020年和2030年之间，将总共售出6600万辆电动车。

这些结果同时还追踪了两种类型的插电式电动车：纯电池电动车和混合动力电动车（由电池和汽油驱动）。纯电池电动车的销售量约为混合动力车的两倍，尽管前者的价格因其电池成本较高而更加昂贵。"该项授权体现了对具有较长续航能力汽车(即具有大型电池的汽车)的特别偏爱"，格林说。"因此，汽车制造商更加倾向于生产纯电池电动车，并根据授权公式获得额外的分数。"

对于消费者来说，拥有电动车的额外成本包括在汽车的整个使用周期中的任何费用差异。为了计算这种差异，研究人员量化了 "总拥有成本(TCO)"：包括两辆插电式电动车和一辆内燃机汽车到2030年的购买成本、燃料成本、运营和维护成本（包括保险）。

结果显示，在2020年之前，由于购买电动车补贴的存在，拥有任何一种插电式电动车都比拥有内燃机汽车的成本要低。在2020年取消补贴和强制执行后，拥有混合动力电动车与拥有内燃机汽车所需的费用相当。受高成本电池的影响，拥有一辆纯电池电动车所需的费用更加高。电池价格的下降降低了两类电动车的总拥有成本，但纯电池电动车在2030年之前仍将更昂贵。

社会成本

研究人员的下一步是计算强制采用电动车所需的总成本。基本方法很简单。他们将每年售出的每辆电动车的额外TCO，折算成现值，并将所得数字乘以该年售出的汽车数量。（他们不包括车辆、电力和汽油等购买价格中的税款，因为社会将不得不支付其他税款来替代这些损失的收入）。

使用这种方法，计算出了每年售出的每辆电动车的社会增量成本，以及每公里行驶的额外成本，假设车辆的使用寿命为12年，每年行驶12,500公里。结果显示，从2021年到2030年，拥有和驾驶电动汽车的增量成本将会下降。纯电池电动车的成本下降幅度大于混合动力电动车，但前者的成本仍然更高。

通过将每辆车的社会成本与售出的汽车数量相结合，研究人员计算出所产生的额外总成本。在他们得出的结果中，一年内售出的电动车总数超过了每辆车成本的减少，因此社会的增量成本增加了，而且这个成本是相当大的。平均来说，从2021年到2030年，强制要求向电动车过渡每年将花费1000亿元，这大约是每年全国交通部门支出的2%。

在2021-2030年的10年间，过渡到接近40%的电动车配额需要的年度社会成本相当于中国不断增长的国内生产总值的约0.1%。"因此，强制销售电动汽车以取代内燃机汽车的社会成本是相当高的"，人们口袋里可用于其他消费的钱将大大减少。"

其他考量

Green和Hsieh强调，强制采用电动车的高社会成本必须将到可能获得的利益纳入考虑。例如，从内燃机汽车转向电动车将降低空气污染和相关的健康成本；减少二氧化碳排放，以帮助缓解气候变化；并减少对进口石油的依赖，提高国家的能源安全和国际收支平衡。

Hsieh正在努力量化这些效益，以便其团队能够对中国向电动汽车的转型进行适当的成本效益分析。她的初步结果表明，货币化的收益和成本一样，都是巨大的。她说："效益似乎与成本是同一数量级的。如此接近，以至于我们需要谨慎地获得正确的数字。"

研究人员考虑了另外两个可能影响成本方面的因素。2018年初，中国六个空气污染严重的大城市开始限制发放给内燃机车的车牌数量，并对其收取高额费用。有了成本更低、数量更多的 "绿色车牌"，电动车变得具有成本竞争力，销量飙升。为了保护中国的汽车制造商，国家政府最近宣布，它计划终止这些限制，但其结果及其对电动车销售的影响仍不确定。(同时，由于Covid-19的流行，限制汽车所有权的政策目前大多已经放宽）。

第二个注意事项涉及到汽车制造商如何为其车辆定价。这里报告的结果假定价格是按照现在的方式计算的：制造汽车的成本加上一定比例的加价作为利润。随着新政策的实施，汽车制造商将需要改变他们的定价策略，以便说服足够多的买家购买其生产的电动汽车，以达到所需的分数。"我们不知道他们的具体实施方案，但一种可能性是，他们将降低电池汽车的价格，提高汽油汽车的价格，"格林说。"这样一来，他们仍然可以在法律范围内运作，赚取他们的利润。" 作为一个例子，他引用了美国汽车制造商如何通过调整其低效和高效车辆的相对价格来应对企业平均燃料经济性标准。

虽然中国汽车制造商定价策略的这种变化会降低电动车的价格，但也会推高整个汽车的平均价格，因为总的汽车销售份额是以内燃机汽车为主。"Hsieh说："在中国，有些人本来可以买得起便宜的汽油车，现在却买不起了，他们会被挤出市场。"

Green强调了这项任务对全球所有汽车制造商的影响。"其重要性我怎么说都不为过，"他说，"这项命令一出台，汽车制造商就意识到，电动汽车已经成为一个主要市场，而不是一个小众市场。" 而且他相信，即使没有补贴，购买电动车的额外费用也不会让许多汽车买家望而却步--特别是考虑到它们所提供的好处。

然而，他提到了他对电动车转型最后的担忧。随着越来越多的电动汽车被制造出来，全球关键电池材料的供应将变得越来越有限。与此同时，废旧电池的产出将增加，这就创造了一个机会，可以回收关键材料用于新电池，并同时防止处理废旧电池带来的环境威胁。研究人员建议政策制定者 "帮助整合汽车制造商、电池生产商、二手车经销商和废品公司在电池回收系统中的整个产业链，以实现一个更可持续的社会"。

这项研究是通过麻省理工学院能源倡议的未来移动性研究支持的。

这篇文章刊登在麻省理工学院能源倡议的杂志《能源未来》2020年秋季刊上。