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研究 | 电动车比油车更环保?Production and Operations Management收录陈睿教授新研究
发布时间:2021-02-22浏览次数:230次

基于电动汽车的节能环保,近年来多国纷纷出台政策支持电动汽车技术研发,推动电动汽车全产业链和生态建设。普华永道旗下咨询机构思略特近日发布的报告预计,到2030年,全球三大汽车市场欧盟、美国和中国新电动汽车注册数量将超过1740万辆,占汽车销售总量的份额接近27%。香港中文大学(深圳)经管学院陈睿教授与其团队在最新研究中发现电动车的环保效益需要基于各大条件的综合,并探讨政府应以何种政策来引导电动车在共享汽车中的使用以达到减少环境污染的目的。该篇论文"Adoption of Electric Vehicles in Car Sharing Market"日前获国际期刊Production and Operations Management收录。




陈睿
香港中文大学(深圳)经管学院助理教授
明尼苏达大学工业系统工程博士


研究背景

如何减少使用燃油车所带来的不可再生资源消耗以及尾气排放所带来的环境污染,一直是当今国内外所关注的重要问题。解决这些问题的方法之一是逐步推广电动车的使用并逐渐将现有的燃油车替换为电动车。近几年,国家颁布了各项政策来增加电动车在市场中的占有率。2019年末的全国财政工作会议以及2020年初的中国电动车百人会论坛上,支持新能源汽车发展的各项政策再次被提及。这些政策包含优化新能源汽车补贴结构,完善电动车充电设施建设,鼓励汽车厂商对电动车的研发与生产,加大新能源汽车运营力度等。这些政策对电动车的普及起到了一定的作用。2018年,中国新能源汽车销量占全球的44%,成为全球最大的新能源汽车消费市场。但是,相对于整个汽车产业而言,电动车的保有量渗透率仍不到1.4%,还存在很大的成长空间。消费者在购买电动车时还存在一定的顾虑,包括较短的续航里程(充满电状态下的最远行驶距离)、较慢的充电速度、较高的销售价格以及较少的充电桩数目等。这些都是因为技术原因现阶段电动车所存在问题。

与此同时,共享汽车近几年在国内外得到了迅猛发展。共享汽车是以分钟或小时等为计价单位,利用移动互联网、全球定位等信息技术构建网络服务平台,为顾客提供的自助式车辆预订、车辆取还、费用结算等灵活便捷服务。顾客可以通过共享汽车实行10到30公里的中短距离、路线自由度较高的出行。它一出现便得到了市场的广泛关注,国内外许多公司(例如国内的神州租车,GoFun出行,国外的Car2go,Zipcar等等)开始提供共享汽车服务。据前瞻产业研究院发布的《中国共享汽车商业模式创新与投资机会深度分析报告》统计数据显示,截至2018年6月,国内已注册的共享汽车企业超过400家,投入运营的共享汽车数量已超过10万辆。预测到2023年中国共享汽车市场规模将超450亿元,达到了455.4亿元左右。

电动车与共享汽车的完美互补生态

共享汽车的快速发展为电动车的普及提供了另一个广泛的市场。研究团队发现,电动车与共享汽车服务能够优势互补,形成完美契合:一方面,电价远低于汽油的价格,同样距离驾驶电动车比驾驶燃油车便宜。使用电动车能够降低共享汽车公司的运营成本。另一方面,电动车现阶段的诸多短板也能够通过汽车共享得到弥补。首先,顾客不再需要购买电动车。他们可以租用电动车进行短途驾驶来获得电动车的驾驶体验。其次,共享汽车灵活便捷,可以解决电动车续航里程较短的问题。顾客们可以根据自己的驾驶距离来选择不同类别的车辆。如果行程很远,顾客能够选择燃油车;如果行程短,顾客可以选择电动车。最后,因为公司受益于充电桩的使用,他们愿意去安装更多的充电桩来鼓励更多的顾客在共享经济下使用电动车。

从共享汽车公司的角度来看,他们是否愿意使用电动车?实际操作中不同公司对电动车有着不同的态度。在国内,GoFun出行,EVCard分时租赁在各个城市全部使用电动车为顾客提供共享汽车服务。而其他共享汽车公司,例如神州租车,iGO共享出行等,在共享汽车市场使用的车辆仍然以燃油车为主。在国外,美国Zipcar公司,Enterprise公司在北美许多城市提供的共享汽车服务中加入了电动车。相反,Car2go公司把部分城市共享汽车市场中的电动车全部换回成了燃油车。

这些业界所释放的信号使得研究团队不禁思考,公司到底应不应该在共享汽车服务中使用电动车?在决定是否使用电动车或者使用多少电动车这些问题上,哪些因素会影响公司的决策?这些都是对公司非常重要的问题。回答这些问题的前提在于了解共享市场中需求方的选择行为:当共享市场中加入电动车后,顾客的出行选择行为有什么样的变化?电动车的不同属性如何影响顾客的出行选择?同时,对政府而言,推广电动车的重要原因之一是减少环境污染。那么,如果电动车在共享汽车服务中得到普及,相关的尾气排放和环境污染一定会减少吗?政府又应该用怎样的政策来引导电动车在共享汽车中的使用以达到减少环境污染的目的?

电动车真的比油车更环保?

研究团队论述了在市场上使用电动车(EV)的最佳条件。团队证实:只有在充电速度足够快、充电站数量足够多和电动车的续航里程充足的情况下,共享汽车公司(CSC)采纳电动车才是其最佳选择。出乎意料的是,在这三个条件中,充电速度是最重要的因素。如果不满足充电速度的这一条件,无论充电站的数目和电动车的续航里程是多少,任何电动车的使用都不成其为最优选择。此外,充电站的数量比电动车的续航里程更重要。

团队发现,当不考虑客户的其他交通选择时,在共享市场使用电动车可能会导致更高的总排放量。当电动车的充电速度足够高且充电站的数量足够多和电动车的续航里程足够大时尤为如此。在这种情况下,消费者不会因为充电速度、电动车的续航里程以及快速充电站的数量的限制而选择不使用电动车。但是,因为电动车的运营成本更低,共享汽车公司收费也会更低。这会导致更多的消费者会选择使用共享汽车,从而使得总里程数增加。因此,即使电动车的单位排放量低于油车,但由于总里程数增加,电动车的总排放量也可能更大。

提高充电率等策略以提升社会福利

团队发现,相比增加共享汽车公司的总利润,电动车在增加总体社会福利方面更有效(社会福利的定义是消费者的效用加上共享汽车公司的利润减去对于环境系统的负面影响)。也就是说,在某些情况下,就总利润而言,油车比电动车更受青睐,但就社会福利而言,电动车则更受青睐。此外,团队发现,当环境影响更加重要时,政府应向共享汽车公司征更高的税,来让共享汽车公司在市场中收取更高租金,否则,政府则应补贴共享汽车公司以鼓励其降低租金。团队还发现,提高电动车的充电率或增加充电站数量可以带来更高的社会总福利。然而,单纯增加电动车的续航里程可能会降低社会福利。

研究团队使用Car2go公司的数据对模型的参数进行校准,研究了技术发展的影响,并为政府政策提供启示。团队观察到,快速充电站数目不足可能是圣地亚哥的油车取代电动车的原因之一。团队还发现,用快速充电站代替常规充电站、提供补贴以降低电动车的固定购买成本是减少排放和增加电动车采用率的最有效的举措。


本文共同作者
Hossein Abouee-Mehrizi
Department of Management Sciences, University of Waterloo

Opher Baron, Oded Berman
Rotman School of Management, University of Toronto