目前，国际社会对于节能减排的呼声日益高涨，可再生能源开始被运用到各行各业，尤其是新兴的电动车领域。美国曾被列为碳排放过高的国家之一，虽然从二十世纪初开始，电力部门的碳排放有了显著下降；但是交通运输部门的温室气体排放却持续增长。目前比较有效的措施是促进交通的电气化，然而与传统燃油汽车相比，电池电动有着续航短，成本高的缺点，在这种情况下诞生的混动汽车汽车，可以同时使用电力驱动和燃油驱动模式，可以在控制成本的前提下增加续航。

混动汽车汽车减排的关键在于车主是否主要使用电力驱动行驶，这部分时间占总行驶时间的比例被称为插电混动汽车的使用率指数。影响使用率的主要因素有（1）充电时间（2）共享汽车（3）环境温度。这些因素的影响在未来会更加明显，并取决于充电基础设施、电池性能以及消费者教育。

本文中的研究对加油和充电行为进行建模，估计了全生命周期温室气体排放，并探究对气候的影响。

模型概述：本研究使用了LAVE-Trans模型，预测了从2005到2050年不同情景下交通运输从能源生产到最终使用温室气体的排放。在该模型中，有六种动力系统和两种车型可供选择，考虑不同消费者群体后计算每年的总需求。本文中的模型考虑发电的平均而非边际排放，假设传统汽油与其他替代燃料混合并且所占份额逐年下降，因此混合燃料的碳强度也逐年下降。

情景假设：本研究采用了三个共享社会经济路径，分别为SSP1（可持续性）、SSP2（中间路径）、以及SSP5（化石燃料为主）。这三种模型面临的气候风险从低到高。在研究阶段中，假设PHEV的电力续航在SSP5中保持不变，在SSP1和2中持续增加；到2050年，混合电力的碳强度被假定在SSP1中下降最多，在SSP5中下降最少；相应地，模型还假设了纯电动车与混动汽车电池价格的变化，以及三种路径中碳税的变化。对于每个SSP，插电混动汽车的使用率指数会随电容增大而增长，但在SSP5中保持不变。考虑到共享汽车需求增加、充电设施不足等情况，模型还假设了使用率低于估计值的情景。

（一）模拟销量

在SSP1情景下，纯电动车依靠较低的成本与插电混动汽车占据了主要的市场份额，SSP2的主要销售为混动汽车，而SSP5主要为混动汽车汽车以及逐年增长的混动汽车。但使用率变低会使混动汽车销量减小，因为使用了更多的汽油从而增加了成本。

图1. 不同ssp下的车辆销售，高UFs (a-c)和低UFs (d-f)，以及由于使用率的变化而导致的销售差异(g-i)。SSP =共享的社会经济路径; ICEV=内燃机车;HEV=混合动力汽车;PHEV=插电式混合动力汽车;BEV=电池电动汽车。

（二）减排量

整个车群的温室气体排放在三种情景下都在2016年左右达峰随后开始下降。在SSP1中，由于主要使用低碳电力作为主要燃料，排放量迅速下降，较2005年减少了85%。SSP5的减排量可达到21%。作为中间路径的SSP2减排52%。相应地，每种情景下较低插电混动汽车的使用率指数也会造成减排效果变弱。

图2. 三种SSP下不同燃料使用习惯的全生命周期温室气体排放

（三）使用燃料习惯（使用率）的影响

混动汽车车主使用燃料的行为会对汽车排放产生极高影响。在SSP1中，低使用率车主的驾驶习惯会导致一部分碳减排缺失；而在SSP5中，不同的燃料使用习惯反而造成的减排差异最小。

（四）敏感度分析

为高度不确定，本研究中的模型通过改变关键变量来测试结果的稳定性。与之前LAVE-Trans的假设相反，通过设定更高的碳强度、恒定的电动汽车销量以及之前高低使用率之间差异的一半，可以看到不同SSP下碳排放预测结果变小。影响最大的是使用率之间的差值，减小差值使得三种SSP的潜在减排量缩小最明显（41%-44%）。

图3. 改变模型参数后温室气体排放的敏感度

政策建议

数据显示仅靠增加电动汽车的使用难以将碳排放维持在美国的碳预算之内，因此需要激励消费者主要使用电力燃料。可能的措施有：

1）建设公共充电站，帮助通勤者在上下班途中充电从而提高插电混动汽车的使用率指数。

2）消费者教育。让车主得到足够的信息来比较充电与加油之间的价格差异如研发提供相应大数据的APP；雇主还可以奖励经济驾驶行为从而促进电力驾驶的推广。

3）推动技术创新，改进电动汽车的电池以增加电力续航。

原文信息：

Wolfram, Paul , and E. G. Hertwich . "Potential Climate Impact Variations Due to Fueling Behavior of Plug-in Hybrid Vehicle Owners in the US." Environmental Science & Technology (2020).