發布時間：2021-07-31所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 【摘 要】針對城市貨運問題，通過分析新能源汽車推廣使用與城市貨運之間的關系，運用系統動力學理論，構建了新能源汽車推廣使用對城市貨運影響的系統動力學模型。從取消對新能源汽車消費者補貼、實施新能源汽車廢舊電池回收政策、加強充電基礎設施建設三個方
【摘 要】針對城市貨運問題，通過分析新能源汽車推廣使用與城市貨運之間的關系，運用系統動力學理論，構建了新能源汽車推廣使用對城市貨運影響的系統動力學模型。從取消對新能源汽車消費者補貼、實施新能源汽車廢舊電池回收政策、加強充電基礎設施建設三個方面進行研究，比較新能源貨車比重、城市貨運 NO2 排放量的變化。研究結果表明: 目前取消或者降低新能源汽車消費者財政補貼會降低新能源汽車對消費者的吸引力，在目前財政補貼退坡的情況下，政府應該采取其他有效措施來促進新能源汽車的推廣使用，從而減少城市貨運問題; 實施廢舊電池回收政策和加強充電基礎設施建設能夠促進新能源汽車的推廣使用，進而減少城市貨運問題。
【關鍵詞】交通運輸經濟; 道路交通; 系統動力學; 城市貨運; 新能源汽車
1 引言
城市貨運給城市居民帶來便利性的同時，也給居民們帶來了如環境污染、交通擁堵增加等問題。為了解決這些問題，國家和各地政府提出了不同的應對措施，其中推廣新能源汽車是其中的一個措施。新能源汽車是減少二氧化碳等汽車污染物排放、解決環境污染問題和維持交通運輸業可持續發展的關鍵[1]，新能源汽車發展具有重要意義，既可降低對石油的需求，又能達到節能環保以及儲存低谷電的目的[2]。蔣星等分析了在城市配送領域使用新能源貨運車替代柴油車的可行性，認為從市場角度看新能源貨運車的使用具有適用性和經濟性[3]。聶凱等構建了新能源汽車城市物流碳排放模型，通過模型預測分析得出新能源汽車的推廣應用能夠顯著降低城市物流行業碳排放總量[4]。我國中央和地方政府為了鼓勵消費者購買新能源汽車分別制定了相應的推廣政策，主要包括提供購車財政補貼、各城市尤其是限牌城市提供不受限行約束的免費牌照、免征車輛購置稅[5]，還包括加強基礎設施建設、實施新能源汽車電池回收政策等。不同的學者們也從推廣政策方面對新能源汽車進行了研究，龍子泉等基于修正的 Bass 模型研究了政策環境、社會氛圍、采購成本、后期使用成本、使用便利性對新能源汽車的推廣影響[6]; 吳雪斌等采用層次分析法從補貼政策、充電基礎設施建設政策、交通管制政策、政府采購政策共 4 個維度對北上廣新能源汽車推廣政策進行比 較 研 究，并針對存在的問題提出了相關建議[7]; POTOGLOU D 等以加拿大漢密爾頓大都市地區為例進行研究發現，車輛購買成本、購置稅和尾氣排放的降低能夠刺激家庭選擇新能源汽車[8]; XIONG Y 等把新能源推廣政策分為“供給”和“需求”兩大類，通過問卷調查和實驗研究發現消費者對“需求側”的“購買補貼”政策的敏感性和“供給側”的“基礎設施”政策敏感性最高[9]; GUAN X 等構建了汽車市場中消費者與政府之間的隨機進化博弈模型，根據模型研究得出增加政府補貼，降低新能源汽車的生命周期成本和改善新能源汽車的效能會使演化的方向轉向消費者購買新能源汽車[10]。
不同學者從定性、定量方面研究了推廣政策對新能源需求的影響，但是較少有學者從定量方面研究新能源汽車推廣政策對城市貨運的影響。本文運用系統動力學從定量方面研究推廣政策對城市貨運的影響，并以昆明市為例進行仿真分析。
2 新能源汽車推廣使用對城市貨運影響的系統動力學模型
2. 1 模型假設
2. 1. 1 模型假設經濟持續穩定增長。
2. 1. 2 模型不考慮產生電能需要消耗的能源。
2. 1. 3 模型假設新能源貨車的比重增長率只與充電基礎設施建設及購買成本有關。
2. 1. 4 模型假設車輛購買費用近幾年內不會發生變化。
2. 2 系統邊界
新能源汽車推廣使用對城市貨運影響系統由新能源汽車推廣政策、道路運輸、經濟、能源成本、環境五個子系統組成。
城市經濟的增長帶來城市貨物運輸需求的增加，運輸需求的增加會使城市貨運車和出行貨運車增加; 出行貨運車的增加導致運輸能源消耗的增加，能源消耗的增加使能源消耗成本增加，同時對環境造成破壞; 新能源汽車推廣政策增加新能源貨車對消費者的吸引力，增加消費者對新能源貨車的購買，道路上出行的新能源貨車的增加能夠減少出行的傳統貨車的數量，進而減少汽車尾氣的排放、降低能源消耗成本。
2. 3 因果關系
圖基于以上假設，同時結合系統結構圖進一步分析各因素之間的關系，得到模型的因果關系圖。如圖 1 所示。
該因果關系圖主要包括以下 6 個因果回路:
①GDP→ + 城市貨運量→ + 城市貨運車數量→ + 城市貨運車出行量→ + 傳統貨車出行量→ + 能源消耗→ + 能源消耗成本→ - 企業效益→ + GDP;
②GDP→ + 城市貨運量→ + 城市貨運車數量→ + 城市貨運車出行量→ + 傳統貨車出行量→ + NO2 排放量→ + 環境污染→ - GDP;
③GDP→ + 城市貨運量→ + 城市貨運車數量→ + 城市貨運車出行量→ + 新能源貨車出行量→ - 傳統貨車出行量→ + 能源消耗→ + 能源消耗成本→ - 企業效益→ + GDP;
④GDP→ + 城市貨運量→ + 城市貨運車數量→ + 城市貨運車出行量→ + 新能源貨車出行量→ - 傳統貨車出行量→ + NO2 排放量→ + 環境污染→ - GDP;
⑤GDP→ + 新能源貨車推廣政策→ + 新能源貨車數量比重→ + 新能源貨車出行量→ - 傳統貨車出行量→ + 能源消耗 → + 能源消耗成本→ - 企業效益→ + GDP;
⑥GDP→ + 新能源貨車推廣政策→ + 新能源貨車數量比重→ + 新能源貨車出行量→ - 傳統貨車出行量→ + NO2 排放量→ + 環境污染→ - GDP;
2. 4 系統動力學模型構建
基于上述假設，運用 vensim 軟件，參考楊揚等[11] 論文中的模型，構建了新能源汽車推廣政策對城市貨運影響的系統動力學模型。模型如圖 2 所示。
3 仿真模擬 - 以昆明市為例
以昆明市的貨運情況為基礎，參考楊揚等的模型[11]，結合我國以及昆明市的新能源推廣政策，以昆明市為例對新能源汽車推廣政策對城市貨運的影響進行仿真分析。
3. 1 主要參數說明
①新能源汽車購買成本，指新能源汽車的購車費用和車輛購置稅費用，通過對昆明市統計年鑒進行分析得知昆明市的載貨大多為輕型貨車，在當前的技術水平下，新能源貨車的平均載重量為 1. 7 噸[4]，結合昆明市的實際情況及國家公布的《關于免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄》( 以下簡稱《目錄》) ，文中選取《目錄》中總質量為 4495kg、載質量為 1100 ～ 1300kg 且符合國家補貼政策的純電動廂式運輸車的平均購車成本作為新能源汽車購買成本。
②傳統貨車購買成本，指傳統燃油貨車的購車費用和車輛購置稅費用，選取總質量和載質量與選取的純電動廂式運輸車相近的傳統廂式貨車的平均購車成本作為傳統貨車購買成本。
③新能源汽車消費者補貼，指政府給予購買新能源汽車消費者的補貼，包括中央財政補貼和地方財政補貼。由于補貼政策會有更新變化，每一年的新能源汽車補貼額度通過對比最新補貼政策及當年的補貼政策得出，政策包括《關于 2016 - 2020 年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》、《關于新能源汽車推廣應用審批責任有關事項的通知》、《關于調整新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》、《關于調整完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》、《關于進一步完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》、《關于完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》、《昆明市人民政府關于印發昆明市新能源汽車產業發展及推廣應用三年行動計劃( 2016 - 2018 年) 的通知》、《云南省加快新能源汽車推廣應用工作方案》等。
④稅收政策，指車輛購置稅政策，對純電動汽車免征車輛購置稅的時間延長至 2022 年 12 月 31 日[12]。
⑤廢舊電池回收政策: 指電池制造商對廢舊電池進行回收用于再生產并給予消費者一定的廢舊電池回收費用。
⑥充電樁覆蓋率: 指充電基礎設施建設情況，充電基礎設施建設越完善，則覆蓋率越高; 反之，則覆蓋率越低。
⑦新能源貨車比重增長率: 指新能源貨車比重增長速度，當新能源貨車的推廣政策對消費者的吸引力增加時，消費者更傾向于購買新能源貨車，新能源貨車的比重就會增加; 當吸引力下降時，比重就會降低。新能源貨車的比重增長率與新能源貨車購車成本、傳統貨車購車成本、新能源汽車消費者補貼、車輛購置稅、廢舊電池回收政策和充電樁覆蓋率有關。其中新能源汽車消費者補貼、車輛購置稅以及廢舊電池回收政策都與新能源貨車購車費用有關，文中將它們都納入了新能源貨車購車成本里。
⑧新能源貨車比重，指新能源貨車在所有貨車中所占的比重，新能源貨車比重初始值取 2018 年上半年昆明市新能源汽車保有量占比值作為初始值，該值為 0. 75%[13]。
⑨城市貨車實際出行量，指白天在城市道路出行的貨車量，包括新能源貨車出行量及傳統貨車出行量。其中目前昆明市對貨車實行限行，新能源貨車不受限行政策的影響，而傳統貨車受到限行政策的影響，就導致大量的“客改貨”車出現。限行后，昆明市有 1% 的貨車在白天出行，40% ～ 50% 的貨車所運輸的貨物在白天通過“客改貨”車輛將貨物運輸到市區，每輛貨車所運輸的貨物大約需要 5 輛“客改貨”車進行分擔運輸[11]。所以傳統貨車出行量中包括傳統貨車和“客改貨”車出行量。
⑩能源消耗成本，包括傳統貨車的柴油消耗成本和新能源汽車的電能消耗成本。其中電費包括充電費用和服務費，根據《昆明市發展和改革委員會關于昆明市電動汽車充電服務費標準的通知》，昆明市規定非公交車輛的充電服務費不超過 0. 72 元/kw·h，文中將充電服務費設置為 0. 5 元。
3. 2 模型部分參數或初始值( 2018 年)
3. 4 模擬分析
3. 4. 1 新能源貨車發展情況
圖 3 是根據目前已經發布的政府財政補貼及車輛購置稅政策，仿真分析得出的 2018 - 2022 年昆明市新能源貨車的比重增長率。從圖中我們可以看出，新能源貨車比重增長率在逐年降低從 2018 年到 2022 年，新能源貨車的比重增長率從 97% 降低到 54. 7% ，比重降低了 43. 6% 。主要原因是因為政府對新能源汽車財政補貼的退坡，購買者購買新能源汽車所能獲得的補貼逐漸在降低，新能源汽車對消費者的吸引力也就在逐漸降低。
3. 4. 2 財政補貼取消前后新能源貨車發展及城市貨運情況文中以城市貨車 NO2 排放量代表城市貨運情況，圖 4 和圖 5 分別是取消財政補貼前后的新能源貨車比重及城市貨運情況。從圖 4 和圖 5 可知，到了 2022 年，如未取消財政補貼政策，則新能源貨車的比重為 2. 8% ，NO2 排放量為 117. 47 萬 kg; 如取消財政補貼政策，則新能源貨車的比重為 2. 1% ，NO2 排放量為 118. 31 萬 kg。新能源貨車比重差值為 0. 7% ，NO2 排放量差值為 0. 84 萬 kg。因此取消財政補貼會降低新能源汽車對消費者的吸引力，進而影響 NO2 的排放，因為完全取消補貼會降低消費者對新能源汽車的購買欲望，純電動汽車是未來的發展趨勢，國家為了促進純電動汽車的推廣使用，在現行財政補貼退坡的現狀下，應采取其他措施大力提倡純電動汽車的使用。
3. 4. 3 廢舊電池回收政策對城市貨運的影響
圖 6 和圖 7 分別是廢舊電池回收政策實施前后的新能源汽車比重及城市貨運情況，文中假設實施廢舊電池回收政策可以給每輛貨車 3 萬元的回收費用。從圖 6 和圖 7 可知，到了 2022 年，如不實施廢舊電池回收政策，則新能源貨車比重為 2. 8% ，NO2 排放量為 117. 47 萬 kg; 如實施廢舊電池回收政策，則新能源貨車比重為 3. 3% ，NO2 排放量為 116. 85 萬 kg。新能源貨車比重差值為 0. 5% ，NO2 排放量差值為 0. 62 萬 kg。因此實施廢舊電池回收政策能夠增加新能源貨車的比重，進而增降低 NO2 的排放，減少城市貨運問題。我國出臺了一些關于廢舊電池回收的政策，如《關于組織開展新能源汽車動力蓄電池回收利用試點工作的通知》等，但是由于回收條件較為嚴格，目前對廢舊電池的回收力度還太小，廢舊電池回收能夠降低購買者對新能源汽車的使用成本，增加新能源汽車的吸引力，同時也能降低電池污染對環境造成的影響。推廣使用新能源汽車，我們需要加大對廢舊電池的回收力度。
3. 4. 4 充電樁覆蓋率對城市貨運的影響
圖 8 和圖 9 分別是充電樁覆蓋率為 20% 和 60% 情況下的新能源汽車比重及城市貨運情況，從圖 8 和圖 9 可知，到了 2022 年，如充電樁覆蓋率為 20% ，則新能源貨車比重為 2. 8% ，NO2 排放量為 117. 48kg; 如充電樁覆蓋率為 60% ，則新能源貨車比重為 3. 4% ，NO2 排放量為 116. 75 萬 kg。新能源貨車比重差值為 0. 6% ，NO2 排放量差值為 0. 73 萬 kg。因此加強充電基礎設施建設能夠增加新能源貨車的比重，降低 NO2 的排放量。讓新能源汽車購買者猶豫購買新能源汽車的原因中，充電基礎設施的不完善是一個很重要的原因，如充電不方便、充電慢等。加強充電基礎設施的建設能夠加大新能源汽車的吸引力，讓新能源汽車的使用者享受到更便捷的充電及停車服務，因此為了能加快推廣使用新能源汽車，國家應該加快對新能源汽車充電基礎設施及相關配套設施的建設。
4 結論
本文通過分析新能源汽車推廣政策、道路運輸、經濟、能源成本、環境五個系統之間的相互聯系與制約關系，應用系統動力學方法，建立了新能源汽車推廣使用對城市貨運影響的系統動力學模型。從取消對新能源汽車消費者補貼、實施新能源廢舊電池回收政策、加強基礎設施建設三個方面進行模擬，比較新能源貨車比重、城市貨運 NO2 排放量的變化。結果表明:
①降低新能源汽車消費者補貼會影響新能源汽車的推廣使用，降低新能源汽車對消費者的吸引力。由于目前新能源汽車在城市車輛中所占的比例還較低，為了促進新能源汽車的推廣使用，在目前財政補貼退坡的情況下，政府應該采取其他措施來提高新能源汽車購買吸引力、減少城市貨運問題;
②對新能源汽車廢舊電池進行回收、加強基礎設施建設有利于新能源汽車的推廣使用，增加新能源汽車對消費者的吸引力，從而減少城市貨運問題。——論文作者：楊小佳
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