基于生命周期的
何文韬，郝晓莉，陈凤
（东北财经大学产业组织与企业组织研究中心，辽宁明天油价92汽油下调
唐山汽车
大连116025）〔摘要〕发展新能源汽车是实现碳达峰与碳中和目标的重要途径，而在现有技术和能源结构下，探讨新能源汽车的节能减排效果已成为研究热点。本文在梳理新能源汽车发展趋势的基础上，汇总了碳达峰与碳中和目标对新能源汽车提出的新要求，总结了生命周期评价法的定义、分类与特点，指出了该方法在追踪新能源汽车碳足迹中的重要作用，进而从新能源汽车和燃油汽车对比、典型国家新能源汽车环境影响评价两个角度，综述了生命周期评价法在新能源汽车领域中的运用及评价结果。最后，
本文对新能源汽车生命周期评价的研究方向进行了展望，并提出了若干政策启示。
〔关键词〕碳达峰与碳中和目标；新能源汽车；碳足迹；生命周期评价法
中图分类号：F426.471；X322文献标识码：A 文章编号：1008-4096（2022）02-0029-13
一、引言
随着气候变化加剧、城市污染严重及化石燃料短缺等环境资源问题日益严峻，各国都在急切寻一条替代传统燃油汽车的技术路径来减少使用化石资源，降低碳排放量。在此背景下，新能源汽车迎来发展机遇，一些国家已经为新能源汽车设定了未来目标，启动了一系列市场推广计划。欧盟计划到2030年将内燃机汽车数量减半，到2050年逐步从城市中淘汰。美国在《新能源汽车战略规划蓝图》中提出，计划到2040年电动车数量达到2.5亿辆，进而摆脱对进口石油的依赖。日本提出到2030年实现混动、纯电动和插电式混合动力汽车销售市场占比70%的目标。在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中，新能源汽车产业被
奥迪a7l报价收稿日期：2021-08-09
基金项目：国家社会科学基金重大项目“供给侧结构性改革下东北地区创新要素结构分析与优化对策研究”（18ZDA042）；红旗轿车图片
国家自然科学基金面上项目“中国新兴产业震荡的识别、影响与干预研究”（71873025）；国家自然科学基金青
年项目“基于产业政策视角的中国新兴产业震荡触发机制及其影响效应研究”（71703015）；辽宁省教育厅新型
智库项目“高质量发展视阈下辽宁省新兴产业发展模式优化与政策创新研究”（LN2019X04）
作者简介：何文韬（1985-），男，河南遂平人，副研究员，博士，主要从事产业经济、产业政策与新兴产业等方面的研究。E -mail ：郝晓莉（1995-），女，山西忻州人，硕士研究生，主要从事新能源汽车产业研究。E -mail ：
陈凤（1996-），女，四川绵阳人，硕士研究生，主要从事新兴产业研究。E -mail ：1039192459@qq
〔DOI 〕10.19653/jki.dbcjdxxb.2022.02.003
〔引用格式〕何文韬，郝晓莉，陈凤.基于生命周期的新能源汽车碳足迹评价［J ］.东北财经大学学报，2022，（2）：
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列为“构筑产业体系新支柱”的战略性新兴产业之一，并在《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》中提出，到2025年实现新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量20%左右的发展愿景。
虽然各国都普遍认为推广新能源汽车是减少石油依赖、减少碳排放及实现城市中心零排放的可行途径，但新能源汽车真的低碳环保吗？纯电动、插混、混动等不同类型的新能源汽车的环境表现如何？不同发展阶段应当选择哪种类型的新能源汽车？对此，需要以新能源汽车整个生命周期作为研究对象，追踪新能源汽车碳足迹，对直接的和潜在的环境影响进行全面评价，避免出现环境负担转移的问题［1］。目前碳足迹的计算大多采用生命周期评价法（Life Cycle Assessment，LCA）［2］。该方
法是一种针对产品或服务进行标准化、科学化环境影响评价的方法，考虑了产品系统在其整个生命周期中的投入和产出。现有研究广泛采用该方法追踪新能源汽车碳足迹，评价新能源汽车的环境影响。
本文以各国为实现碳达峰与碳中和目标为背景，分析了新能源汽车在这一目标中所起的作用，详细梳理基于生命周期评价法的新能源汽车碳足迹研究进展，总结针对不同类型汽车、不同国家发展新能源汽车的生命周期评价结论，分析相关研究的未来发展方向和趋势，为中国研究新能源汽车、推动实现碳达峰与碳中和目标提供理论参考。
二、碳达峰与碳中和目标下的新能源汽车
（一）新能源汽车发展趋势
在政策推动下，中国新能源汽车不但取得了突飞猛进的发展，而且呈现出向着智能化发展的趋势。据统计，2019年中国新能源汽车产销分别达到124.2万辆和120.6万辆。2020年，尽管受到新冠肺炎疫情的影响，但新能源汽车产销仍然同比实现了7.5%和10.9%的增长，分别达到136.6万辆和136.7万辆。2021年新能源汽车产销两旺，分别达到354.5万辆和52.1万辆。新能源汽车的渗透率也一路攀升，2021年接近14.8%，达到了历史最高水平。与此同时，汽车产业整体对智能化配置的重视程度在逐步提高。其中，新能源汽车是重要的参与者和推动者。国内互联网企业，如华为、百度、阿里等纷纷入局新能源汽车车载系统，为车辆提供智能化软件服务和支持，满足消费者对汽车安全、舒适、互联等
新需求。
从全球来看，新能源汽车在经历了十年的快速增长后，在2020年突破1000万辆大关，比2019年增加43.0%，占车辆总数的1.0%，其中纯电动汽车占新增电动汽车登记数量的2/3。2020年上半年受新冠肺炎疫情影响，新车登记数量同比下降了约1/3，但这部分被下半年强劲的需求抵消，使得整年同比仅下降16.0%。而电动汽车销售额却上升了70.0%，达到新车销售的4.6%。2020年全球约有300万辆新增电动汽车登记注册，欧洲新增电动汽车注册量翻了一番，达到140万辆，首次超过中国成为年增长量最大的地区。其他国家，如美国汽车市场在2020年下降了23.0%，电动汽车注册量降幅略小于整个市场。日本自2017年电动汽车注册量达到峰值以来，电动汽车市场的绝对值和相对值都在下降，2020年日本电动汽车注册量下降了25.0%。
与新能源汽车产销量变化相对应，2020年全球消费者购买新能源电动汽车的消费支出为1200亿美元，相较2019年增长了近一半，拉动销售额增长41.0%。而这背后离不开各国政府对新能源汽车消费的补贴和激励措施。2020年各国政府在对购买新能源汽车的补贴和税收减免上花费了约140亿美元。在中国不断“退坡”新能源汽车政府补贴的情形下，欧洲加大了对新能源汽车的补贴力度，从而使得2020年欧洲新能源汽车销量增长超过了中国。
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以上数据表明，新冠肺炎疫情虽然中断了新能源汽车持续十年的强劲增长，但在减排压力和政策激励的双重作用下，新能源汽车无论是产销量还是市场份额都在上升，全球新能源汽车仍处在快速发展阶段。
（二）碳达峰与碳中和目标对新能源汽车发展的新要求
由于温室效应威胁着人类生存，节能减排和实现“零排放”成为国际社会的一致诉求。为此，联合国相继出台了《气候变化框架公约》《京都议定书》和《巴黎协定》三个具有里程碑意义的国际文件，呼吁各国从2021年开始至2050年努力实现全球二氧化碳“零排放”目标。为了落实这一目标，全球各国纷纷加快了减排和控碳的步伐。中国提出了2030年实现碳达峰与2060年实现碳中和的目标。美国推出“绿新政”，计划在2050年之前达到零排放。欧盟做出最新承诺，计划在
2030年之前将温室气体排放量较20世纪90年代至少降低55.0%，并努力在2050年实现碳中和。日本、韩国、加拿大等国家均提出了2050年实现碳中和的减排目标。
碳排放的主要来源是燃烧化石燃料，而交通运输是主要来源之一。为了减少对化石燃料的依赖，各国政府及相关企业正努力对交通运输部门进行去碳化。其中，新能源汽车的快速部署既可以实现大规模的减排，还能减少对化石燃料的依赖，加上公众对环部性效应的认识及新技术的迅速出现，以新能源汽车为核心的环境可持续交通运输系统的概念得到广泛认可。以上因素促使传统汽车制造企业加大了对新能源汽车的研发力度。宝马宣布到2030年，单车全生命周期平均二氧化碳排放量较2019年至少降低1/3，并将碳减排范围拓展到全产业链。沃尔沃计划到2025年，从制造到物流总体运营的碳排放量降低25.0%，并在2018—2025年间，将每辆车全生命周期中的碳排放降低40.0%，将全球供应链相关的二氧化碳排放量减少25.0%。日产汽车提出，到2050年整个集团的企业运营和产品生命周期实现碳中和，计划在2030年实现核心市场新车型100%电动化。大众和奔驰等也纷纷宣布碳中和目标和低碳战略。中国汽车企业中，比亚迪提出构建“绿供应商、绿原材料”的绿采购体系，研究探索新能源汽车及动力电池等核心零部件碳足迹，力争成为新能源汽车领域碳减排的标杆企业。北汽提出打造绿工厂，建立了产品全生命周期的绿管理体系，提高能源利用效率，推动汽车产业绿低碳转型。
三、新能源汽车碳足迹评价研究进展
汽车企业在制定碳中和战略目标时，都将汽车产品全生命周期考虑在内。近期发展起来的生命周期评价法适用于对新能源汽车进行全面、综合的碳足迹评价，从根源上到新能源汽车碳排放的来源，真正实现新能源汽车在生产、使用、报废全生命周期中的绿低碳。
（一）生命周期评价法及其运用
⒈生命周期评价法的界定及实施步骤
兰博基尼概念车为了对新能源汽车的环境影响有一个清晰的认识，需要对其从原材料提取和加工，到产品生产、运输、分销、使用、维护和回收，再到最终储存或重新融入环境的全生命周期进行分析。而生命周期评价法作为一种用于评价特定流程或产品造成潜在环境影响的分析工具，适用于对新能源汽车进行完整环境评价的工作。生命周期评价法已经形成国际通用的标准程序，包括国际标准化组织14000环境管理标准系列中的ISO14040和ISO14044。
作为一个基于多准则的方法，生命周期评价法有四个步骤的迭代过程，包括目标和范围界定、盘查分析、影响评价和结果解释。目标和范围界定是生命周期评价法的第一个阶段，描述生命周期评价的目标和范围，涉及系统边界、详细程度及潜在的间接影响。第二阶段生命周期盘查分析
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March，2022是对界定系统范围内的所有投入资料如原材料、能源、设备等，产出资料如主要产品、副产品、污染物、废弃物等，以及间接影响资料如生态、社会影响和土地使用等进行盘查。在收集了所有投入产出资料后，将不同阶段的环境影响可能性分为三大类：人类健康、自然环境和资源损耗。第三阶段通过选择合适的评价模型及方法，将环境影响分类并进行量化分析。第四阶段依据评价目标与范围界定、归纳并提炼出评价结论及建议事项，以评价整个项目取得的所有环境绩效成果。
⒉生命周期评价法的分类与特点
（1）归因生命周期评价法和间接生命周期评价法
随着生命周期评价法的发展，学者们认识到需要通过参数化建模来反映技术场景和参数变化，但也发现生命周期评价法建模的发展方向并不能识别所有可能的变化后果，某些决策可能产生系统之外的影
响，却没有包含在评价目标和范围之中。由此，学者们提出，将涵盖行动或决定可能外部后果的评价方法称为间接生命周期评价法（Consequential LCA），将侧重于描述生命周期及其子系统中与环境相关影响的方法称为归因生命周期评价法（Attributional LCA）［3］。
两种方法有不同的适用范围。有研究认为，间接生命周期评价法适用于决策，但当间接生命周期评价法和归因生命周期评价法的结果差异很小时，或间接生命周期评价法在建模中的不确定性超过从中获得的结果时，不应使用间接生命周期评价法。此外，如果无需依据评价进行决策时，考虑到应用的广泛性，应当使用归因生命周期评价法［4］。另一些研究认为，归因法和间接法既可以用于决策，也可以用于学习。不但间接生命周期评价法能有效评价个体决策或规则的环境影响，归因生命周期评价法也可以，只是需要避免与具有较大环境影响的系统相联系［5］。此外，现有研究也指出，不要将归因生命周期评价法视为是回溯历史的方法，而将间接生命周期评价法视为更具前瞻性的方法。这些方法只定义边界条件，而不限制建模或场景构建［6］。因此，归因生命周期评价法可以同时回顾性和前瞻性地使用。两个方法之间是互补关系，不存在“非此即彼”的选择。
（2）生命周期评价法的三种变体：PLCA、EIO-LCA和HLCA
生命周期评价法作为一种强有力的量化分析技术，有三种主要的方法变体：基于过程的生命周期评价法（PLCA）、基于经济投入产出的生命周期评价法（EIO-LCA）和混合生命周期评价法（HLCA）。
PLCA是一种自下而上的方法，它量化了产品或流程的直接环境影响，但不考虑供应链的构成［7］。PLCA需要大量高精度的数据，但数据获取较有难度。EIO-LCA是一种自上而下的方法，考虑了部门间的相互作用，具有非常广阔的分析边界。在生命周期评价法中，基于经济投入产出的模型通常会增加特定产品、服务和组织的影响数据，而不仅仅是使用平均经济部门数据［8］。HLCA结合了前两种方法，并利用EIO-LCA的完整性和PLCA的独特性优势［9］。
不同的方法在分析产品或流程的碳足迹方面具有各自的优劣势。碳足迹中包含的信息因计算方法和被评价对象愿意承担的责任不同而产生差异。这就需要在全面性和参与性之间进行权衡［10］。由于消费者可以通过购买决策来影响商品或服务的碳足迹，因而对碳足迹采用不同的方法进行广泛的评价是合适的。同样，由于企业可以影响其供应商，更广泛的评价也可以有效激励更多的企业在决策时考虑对气候变化的影响。
取消公务用车（3）生命周期评价法的特点
相较其他环境评价工具，生命周期评价法关注产品系统，并对产品系统在时间和空间上进行了扩展，这对环境影响的评价具有重要意义。具体体现在以下三点：
第一，生命周期评价法的一个独特之处在于设定与目标相关的功能单元。功能单元恰当地描述了所研究的产品或过程，反映了系统在产品单元级别提供的功能。生命周期评价法的功能单元相对较小，评
价清单中对空气、水或土壤的碳排放量按照功能单元在每个过程中的全部碳排放量32
占比来确定。在此类边界条件下计算的环境影响代表了多年前碳排放量、当前碳排放量和未来某个时间碳排放量影响的总和［11-12］。
第二，生命周期评价法涵盖了环境影响的多样性，并包含跨影响类别的比较。理想情况下，对环境影响进行建模应当以相同的实现程度进行，以避免在类别之间的比较中产生偏见。生命周期评价法的目标是采用一种可比较的方法来评价影响，这可以与其他环境评价工具进行对比，以便在对所有环境影响进行建模时寻到最佳评价法。
第三，生命周期评价法可以针对各种范围进行环境影响评价，包括从“摇篮”到“门”（原材料到工厂门口）、“门”到“门”（仅关注制造过程）或从“摇篮”到“坟墓”（原材料直到废物处置）。此外，与其他环
境评价工具不同，生命周期评价法是由数据驱动的方法论。这就使得它在循环经济研究中可作为一种基于科学的强大分析工具，通过定量方法来衡量产品、服务或商业模式对环境的影响。
⒊生命周期评价法在新能源汽车碳足迹研究中的运用
碳足迹的起源可以追溯到Wackernagel和Rees［13］提出的生态足迹概念。近年来，碳足迹的定义逐渐清晰，并一直被用作全球变暖潜能（GWP）的生命周期影响类别指标。根据Wiedmann和Minx［14］的研究，碳足迹定义为一项活动直接或间接造成的，或是在产品生命周期内累积的二氧化碳排放总量的衡量指标。碳足迹是某活动或产品导致的温室气体排放量的定量表达，有助于进行碳排放管理和对环节措施进行评价。碳足迹研究的总体目标是通过计算产品生命周期内所有重要温室气体排放，或基于系统边界定义的选定过程，以二氧化碳当量计算产品的潜在全球变暖效应。
有关汽车系统的生命周期评价研究始于20世纪70年代，目的在于降低交通运输部门对原油产品的依赖。此后，学界逐渐兴起的对生态效率和可持续发展的研究兴趣推动了生命周期评价法的发展和应用。相较成本收益分析是为了评价环境的经济影响，生命周期评价是为了评价产品和服务在整个使用寿命期间的环境影响。生命周期评价法提供了一个总体标准，为解决交通运输部门的碳排放问题提供了新的见解，这将有助于交通运输部门的绿可持续发展，从而降低温室气体排放对气候变化的影响，产生巨大的社会效益。减少交通运输部门的碳排放不仅涉及提高发动机效率、降低行驶阻力、加
强污染物控制等对现有技术的优化，还涉及引入替代燃料或新的动力系统技术。使用生命周期评价法评价现有燃料使用和最新电力驱动的主要目的在于评价替代燃料在减少石油和不可再生燃料消耗方面的潜力，以减少空气污染和碳排放。在评价时，应将车辆的生命周期划分为两个循环：第一个循环是车辆生命周期，包括车辆总成、维护、拆卸和再循环等；第二个循环是燃料生命周期，包括燃油抽取、处理、分配、存储和使用［15］。
（二）碳达峰与碳中和目标下新能源汽车的环境影响评价
交通运输服务会造成重大的负面环境影响。例如，气候变化、光化学烟雾、酸雨、车辆与基础设施报废等，都与交通运输活动有关［16］。对此，各国政府加大了对新能源汽车的推广力度，以期减少传统燃油汽车对环境的影响。然而，在目前的技术条件和能源结构下，新能源汽车是否真正环保、低碳，也是政府部门和学界关注的热点问题。为此，学者们开发了不同的环境指标，来量化分析新能源汽车在生命周期各阶段的碳足迹及其可能产生的环境影响。
⒈新能源汽车与传统燃油汽车环境影响的生命周期评价比较
在全球，交通运输部门的碳排放量约占能源相关碳排放量的1/4，如果不减排，预计到2050年将增长到60.0%［17］。根据工信部公布的数据，截至2020年底，中国汽车保有量达到2.8亿辆，是全球第一大汽车生产国和消费市场，中国汽车产业已进入从高速增长向高质量发展转型的关键时期，汽车产
业的碳减排对于中国能否顺利实现碳达峰至关重要。在此背景下，可持续性已经成为
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