考虑环境治理成本的纯电动汽车与传统汽车的生命周期成本评价

●马溢韩

新能源汽车是否真的能够改善环境、节约成本一直受到专家们的关注。对此，专家们广泛采用生命周期评价(LCA)的方法进行比较纯电动汽车(BEV)和以燃油汽车(ICEV)为首的传统汽车。近年来，有一些专家将在进行生命周期评价时，纳入了成本和能耗排放两样因素，即生命周期成本(LCC)和环境生命周期评价(ELCA)。清华大学汽车安全与节能国家重点实验室的刘宏等采用“从井到轮”(WTW)的生命周期评价对BEV与ICEV相比较。于晓英等研究了汽车全生命周期过程产生的污染物情况并提出解决问题的措施。然而，上述研究中，并没有考虑到对于污染排放、污染环境过后的治理费用问题。本文将在LCA的基础上，将环境治理的成本加入LCC当中，结合ELCA，以此来更好地比较BEV和ICEV之间的优劣，以此来为我国汽车产业的发展提出更好的建议。

一、研究方法

（一）研究对象

本文选取比亚迪具有相同车型的BEV和ICEV汽车，分别为秦PRO和秦PROEV450进行比较。在ELCA阶段，因为BEV和ICEV的排放主要差异，是在动力系统以及动力来源上，为降低分析的复杂性，并保证分析结果的正确性，将对LCA分析结果影响不大的零部件略去，所以采用WTW的分析方法，对二者的燃料周期进行分析。

（二）功能单位

根据《机动车强制报废标准规定》中规定，本文分析的车辆的使用寿命为15年。ICEV百公里耗油量为6.9L，BEV百公里电耗为13.8kW·h，电池容量为56.4kW·h。根据文献，本文采用以下参数：（1）功能单位行驶距离为150000km，平均每年行驶里程为1万公里，电动汽车的锂离子电池使用寿命为8年，因此，BEV全生命周期过程需要更换一次锂电池；（2）汽车全生命里程中，汽油和电能的市场价格保持不变，汽油的市场价格为6.63元/升，电能市场价格为0.58元/千瓦时；（3）电动汽车车主使用自安装充电桩充电，安装充电桩费用为8000元；（4）电动汽车充电的电能转换效率为80%。

二、公式和结果

（一）环境生命周期评价（ELCA）

根据中国汽车工程协会2018年的测算和刘宏等的计算得到每辆汽车的燃料周期主要排放总计（见表1）：

表1 每辆汽车的燃料周期排放总计

（二）生命周期成本(LCC)

汽车生命周期成本，采用周谧等的模型（1），分为购置成本、行驶维护成本以及处置成本，再加上汽车排放治理的成本即模型（2），其全生命周期成本模型为：

1.购置成本（IC）。购置成本是指消费者在购买汽车时所花费的所有费用，计算公式为：IC=MSRP+PT+LF-GS+CPC

厂商建议零售价MSRP，包括汽车制造、销售等成本，政府补贴GS，本文选取汽车最基本配置，BEV综合补贴后价格为169900元，ICEV价格为99800元；购置税PT，本文ICEV的排量小于1.6L，扣除增值税后其购置税比例7.5%，即6397.44元；上牌费用LF按通常商家提供服务费用（约为500元）计算。充电桩费用CPC，本文假设电动车车主采用自安装充电桩方式为纯电动汽车充电，即每台8千元。总计得到BEV的购置成本178400元，ICEV的购置成本106697.44元。

2.运营成本总贴现（OCn）。

*年能源成本=单位能耗*能源单位价格*行驶里程/充电效率

*年车船使用税与保险税费=车船使用税+交强险+商业保险

*其他成本主要包括道路通行费、停车费等，无论是燃油汽车还是纯电动汽车，其他成本是相同的，根据文献，通行费与停车费每年约为1800元。

3.报废成本（SV）。本文假设所有汽车将在10年后以年折旧率10%折损后的价值进行转卖，本文采用直线折旧法，汽车使用寿命为15年；根据关于印发《汽车产业中长期发展规划》的通知电池回收价格为8千元。所以，BEV的处置成本为2.7万元，ICEV的处置成本为1.3万元。

4.环境治理成本（CEG）。根据谭亚荣的计算，工业SO2单位治理成本1329（万元 /吨），工业烟尘、粉尘和NOx的单位治理成本35.5（元/吨），BEV治理成本为119120.17元，ICEV治理成本为136798.27元。采用卢志刚⑨的发电厂优化配置方案中的CO2捕捉与封存最低减排成本219.4元·t-1，B EV成本为 3883.05元，ICEV治理成本为7230.2元。所以，根据公式（2），BEV生命周期成本贴现总值为162万元，ICEV生命周期成本贴现总值为595万元，得到BEV的生命周期总成本小于ICEV的生命周期总成本。

5.重点讨论。随着各个国家纷纷出台燃油汽车禁售时间，新能源汽车已经成为大势所趋。但是新能源汽车的报废尤其是电池报废还存在着大量的行业问题，例如电池的违规拆解、电池溶液的随意倾倒以及报废带来的环境污染等。随着新能源汽车购买量的增大，大批量的新能源汽车报废会成为一个重要的问题。结合陶志军等⑩的研究预测，2029年报废成本为约为193亿元，如果能够对这些电池进行回收处理，将得到244亿元的收益。如果不对新能源汽车报废行业进行完善，不仅会损失电池回收的收益，还要因为电池没有妥善回收造成大量的损失和污染。

三、结语

根据计算结果，BEV的包含环境治理的生命周期总成本小于ICEV的生命周期总成本，并且在WTW中BEV的总排放低于ICEV的总排放，所以得到结论，大力发展新能源汽车有利于减少我国的温室气体和污染排放，缓解我国石油能源压力。但是，经本文研究得到，BEV的有不足：由于新能源汽车电池报废行业的增长速度较慢，当BEV的大量报废到来之时，将会带来巨大成本和资源浪费。因此提出意见：以减税等方式鼓励BEV生产企业或是其它企业进入电池回收行业，完善电池回收体系，加强相关物流和信息系统的建设，减少电池回收再利用不善所带来的环境污染和资源浪费。