纯电动汽车与燃油汽车经济性比较研究*

廖雨婷 吴亮 侯婷婷

（贵州师范大学经济与管理学院）

我国于2009年开始推广应用新能源汽车，科技部、发改委等部委相继出台了一系列政策。2014年7月，国务院办公厅印发《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》，对新能源汽车产业的培育和发展做出了整体部署[1]。党的十九大也提出“推进绿色发展”的战略部署，明确指出我国汽车工业重点发展对象是新能源汽车。国家支持新能源汽车行业发展力度不容置疑，但目前新能源汽车销售市场不容乐观，消费者仍旧偏好燃油汽车。文章基于产品生命周期理论，将影响电动汽车生命周期内的重要因素作为权衡目标，从消费者角度出发，构建汽车的生命周期成本模型，研究纯电动汽车与燃油汽车的生命周期成本差异，找出制约电动汽车推广的主要因素，并给出相关建议。

1 研究设计与模型构建

1.1 研究方法

本研究主要目的是探究纯电动汽车与燃油汽车的经济成本优势，生命周期理论作为一种项目评价的经济方法，包含了产品从拥有、运行、维护修理和最终处置而发生的所有成本，利用该理论构建汽车成本模型较为科学合理[2]。

1.2 研究假设

为使计算更准确，做如下假设：1）汽车生命周期寿命均为8年，总行驶里程均为12万km，即平均每年行驶1.5万km；2）汽车生命周期内汽油和电能市场价格保持不变，汽油的市场价格为7元/L，电能市场价格慢充为0.58元/kW·h[3]63，快充为1.2元/kW·h，按照慢充与快充7:3的比率计算；3）电动汽车的充电效率约为80%～90%，文章假定电动汽车充电时，电能转换效率为85%[4]；4）汽车生命里程中均不发生免费索赔外的质量问题，即汽车发生的所有故障均可免费维修。

1.3 样本选择

选取15款畅销纯电动汽车，再根据汽车级别、底盘转向、车轮制动、安全装备以及内部配置的大体一致性，选择相对照的燃油汽车，构成15款对照车组，如表1所示。

表1 15款新能源畅销车型与传统燃油对比车型

1.4 模型构建

假定消费者2019年买车，以2019年为基准年，按照分布、分阶段法，在考虑资金时间价值的基础上，构建未来8年内汽车生命周期成本模型。主要包括购置成本模型、运维成本模型和剩余残值模型3大模型。

1.4.1 购置成本模型

购置成本（CA）指消费者在购买汽车时所花费的所有费用，代表汽车购买时相关的初始资金流[5]，主要包括购车款、购置税以及政府补贴。建议零售价（P）是指支付给汽车经销商的费用，包括汽车的制造成本、设计成本、管理成本等；购置税（PT）与汽车价格有关，通常是购车款扣除增值税（13%）的一定比例[6]。购置成本计算公式为：

1.4.2运维成本模型

运维成本（COM）指消费者购买汽车后，汽车为保持正常运行所必须花费的保养、维护、能源等成本费用。汽车运维成本主要包括能源成本、运营成本、税与保险以及其他费用。其计算公式为：

式中：EC——汽车每年的能源成本，元；

TR——每年的税费与保险，元；

OC——每年的其他成本，元；

CMi——第i年的维护成本，元；

k——贴现率。

能源成本（EC）计算公式为：

式中：N——电动汽车每100 km电力消耗，kW·h/燃油汽车每100 km燃油消耗，L；

T——单位电力/燃油价格；

D——电动/燃油汽车行驶里程，km/年；

R——电能转换效率。

税费与保险（TR）计算公式为：

式中：VUT——汽车的车船使用费，元；

CI——商业保险费，元；

SR——强险费，元。

车船税与汽车排量有关，以北京为例，汽车排量在1.0～1.6 L（含）的车船税为每年420元。2018年7月10日，财政部发布通知，对节能汽车减半征收车船税对新能源车船免征车船税。家用6座以下交通事故责任强制保险950元/年。

维护成本主要包括每年固定和随汽车行驶里程的增加而增加的维护成本。其计算公式为：

式中：Ci——第i年的固定维护成本，元；

Mi——第i年的增加维护成本，元。

1.4.3 剩余残值模型

剩余残值（RV）是指汽车报废后的回收设备残值。由于电动汽车进入市场不久，缺乏相关的折旧数据，故利用Raustad等汽车折旧模型，测算消费者从2019年购买汽车至最终报废的汽车折旧率为：Yn=6×10-5×n3-0.003 8n2+0.093n+0.138 4，分析15组电动汽车和燃油车3年的折旧率得出，电动汽车的折旧率约是燃油车的0.8倍[7]。综上汽车的剩余残值模型为：

2 经济性比较分析

2.1 生命周期成本分析

依照文章提出的汽车生命周期成本模型，利用在官网中查询的相关数据计算得出15款对照车组汽车生命周期各阶段单位成本贴现测算结果，如图1所示。

图1 15款汽车组生命周期各阶段成本值

从图1可以看出，仅有6款纯电动汽车的生命周期成本低于与其对照的燃油汽车，具有较明显成本优势的为领跑、蔚来，其成本优势分别为12 913元、16 772元。成本差异主要形成原因是汽车的厂商指导价、能源成本及保养成本不同。燃油车能源成本约为纯电动汽车的3.3倍、保养成本约为纯电动汽车的2.6倍，厂商指导价仅为对应纯电动车2/3倍。故电动汽车因其购买价格高，致使全生命周期成本略高于燃油汽车，导致政府虽在大力推广，但销量却不理想的局面。主要原因为：1）政府补贴下降，导致纯电动汽车的购买成本更显高昂；2）消费者对纯电动汽车安全性的质疑，且动力电池系统的单价较高，使得汽车造车成本高；3）电动汽车充电不便捷，存在充电桩网点少，停车困难、充电耗时长等问题。

2.2 生命周期成本优势分析

汽车使用8年后报废，8年共行驶12万km，用15款纯电动汽车生命周期成本减去对照燃油汽车的生命周期成本，得出15款对照车组的生命周期（LCC）成本差值为：

式中：t——表1的汽车序号，t∈[1，15]

当ΔLCCt＜0时，表示纯电动汽车生命周期成本LCCtEV低于与之对应的燃油汽车的生命周期成本LCCtCV，说明纯电动汽车在生命周期内具有经济优势。15款汽车生命周期成本差值，如图2所示。

图2 15款车组使用12万km的生命周期成本差值

从图2可以看出，有9组汽车生命周期成本差值大于0，主要为中型汽车，原因为纯电动汽车的购置成本约为对应燃油汽车的2倍，拉大了生命周期成本的差距；有6组汽车生命周期成本差值小于0，主要为低端小型纯电动汽车和高端大型纯电动汽车。原因为低端汽车厂商指导价基数低，纯电动汽车的能源成本和保养成本具有较大优势，足以弥补其零售价高于燃油汽车零售价的劣势，而高端纯电动汽车与燃油汽车的厂商指导价差异较小，两者运维成本差距大于购置成本的差距，故成本优势显著。但总体来看15组汽车生命周期成本差均值为10 142元，纯电动汽车缺乏成本优势。

2.3 汽车行驶里程对汽车生命周期成本的影响

文章假定汽车生命周期行驶里程为12万km，现分析当汽车命周期行驶里程分别为10、15万km时，15组汽车的生命周期成本差值，并与使用12万km的生命周期成本差值做对比，计算结果如图3所示。

图3 行驶不同里程的生命周期成本差值

由图3可以看出，当汽车行驶里程减少2万km时，15组汽车成本差值增大，此时只有3款纯电动汽车具有成本优势，15组汽车成本差均值变为16 040元。当行驶里程增加3万km时，有7组汽车生命周期成本值小于0，汽车的生命周期成本差值变为-683元，此时纯电动汽车已经有较弱成本优势。说明随着汽车生命周期行驶里程的增加，电动汽车相对成本在减少，逐渐表现出成本优势。主要原因有2方面：1）汽车行驶里程的增加使得汽车购置成本在较长时间里得到利用；2）燃油汽车的能源成本及保养成本高于电动汽车，随着行驶里程的增加，这两种成本较电动汽车的累计值增大。

2.4 电池技术发展对汽车生命周期成本的影响

目前，对电池制造成本已有不少的研究，由于缺乏数据使得研究结果具有较大的不确定性。但总体上电池制造成本在逐年下降，自2009年已下降85%，据工信部数据，动力电池系统成本已低于1元/Wh，磷酸铁锂电池已降至0.6元/Wh。以宁德时代为例，从2014年至2019年动力电池系统均价变化，如图4所示。据中国储能网数据，纯电动汽车和燃油汽车的零部件成本构成，如图5所示。

图4 2014—2019年宁德时代动力电池系统均价

图5 燃油汽车与纯电动汽车零部件成本构成

从图5可以看出，电动汽车的动力电池系统成本占总造车成本的40%，且电池是纯电动汽车提供动力的唯一来源，随着电池成本的下降，电动汽车整体造车成本会下降[8]。2020年国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》明确指出，到2025年纯电动乘用车新车平均电耗降至12 kW·h/100 km，整车电耗降低将使消费者能耗成本逐渐降低，并降低消费者能源使用成本且纯电动汽车的动力源主要是锂离子电池具有优异的电性能、无环境污染等优点,是公认的最具发展潜力的电动汽车用动力电池[9]。

2.5 油价对汽车生命周期成本的影响

关于未来10年汽油价格，文章依据国际油价走势和我国近10年每年的平均汽油价格数据进行计算整理，如图6所示。

图6 未来10年油价预测图

从图6可以看出，近10年油价波动较大，利用三指数平滑算法，由过去10年的油价预测未来几年的油价可看出，油价最高可涨至8.77元/L，最低跌至4.9元/L。成品油的价格主要取决于国际原油价格的变化。而国际油价主要取决于对原油需求的变化、美元指数的涨跌、债务危机等多种原因，直到近12个月油价都是迂回曲折。油价直接影响燃油汽车的能源成本，所以油价的暴涨暴跌会增加消费者的心理焦虑。且能源属于不可再生能源，随着不断的消耗，其总体保有量降低，所以未来油价总体趋势是上升的，届时纯电动汽车的经济优势会逐渐显著。

3 结论

通过研究15款不同品牌的纯电动汽车与对应燃油汽车的生命周期成本净现值，得出：1）纯电动汽车的能源成本显著低于燃油汽车，约占燃油汽车的33%，且因为能源资源的稀缺，这个优势将长期存在。另一方面，纯电动汽车的保养成本也显著低于燃油汽车，约占燃油汽车的26%，随着造车技术的发展，新能源汽车保养成本会持续低于燃油汽车。2）现阶段纯电动汽车总体不具有经济优势，其原因是纯电动汽车整车成本较高，约为对应燃油汽车的1.5倍，其中大型高端纯电动汽车与小型低端纯电动汽车比较更具有经济性。3）随着汽车生命周期行驶里程的增加，纯电动汽车相对成本减少，逐渐表现出成本优势[3]67。根据上述分析，提出以下建议：

1）纯电动汽车的发展需要扬长避短，即充分利用节能减排、运营成本低的优势吸引消费者。同时汽车制造商应着力改善汽车制造技术，降低汽车使用成本，丰富产品线，扩大产品链、业务链和价值链，加快技术升级。

2）政府部门要顺应汽车产业格局的趋势性发展，管理上放宽行业和市场准入，产业政策上鼓励和支持创新，通过新能源汽车零部件和主要模块的标准化、通用化，降低新能源汽车全行业的设计成本、采购成本、生产制造成本以及后续的维修养护成本。

3）政府应该进一步完善、设计新的政策激励体系。改善如对某些技术路线规定过细、部分领域存在过度补贴，使得企业过分依赖补贴等问题。改变政策，可以按照新能源汽车行驶里程进行补贴,持续推动新能源汽车产业的快速发展。