汽车技术政策学科理论创新与实践*

方海峰 丁振森 周怡博 刘金周

（中国汽车技术研究中心有限公司，天津300300）

主题词：汽车技术政策 发展现状 生命周期评价 创新实践

1 引言

汽车技术政策是指国家制定的用以引导和促进汽车产业技术进步的政策总和，也是经济政策和产业政策的重要依据，随着汽车产业的转型升级，节能与新能源汽车在打破传统汽车动力系统架构束缚后衍生出多条技术路线，汽车技术政策的作用愈发重要。在此背景下，以节能与新能源汽车为重点研究对象，与技术经济学、产业经济学理论相关的汽车技术政策研究逐渐成为一门新兴的综合性交叉学科。

随着新能源汽车产业的发展，“汽车技术政策”学科的作用凸显，已支撑了多项技术政策的出台。2007年，国家发展和改革委员会组织行业力量，启动了《节能与新能源汽车技术政策研究》课题，对节能与新能源汽车技术的应用效果及发展前景开展专题研究，为制定汽车工业节能与新能源技术政策提供依据[1]。2012年，为落实国务院关于发展战略性新兴产业和加强节能减排工作的决策部署，加快培育和发展节能与新能源汽车产业，国务院制定《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》（国发〔2012〕22号）[2]。2016年，为了聚焦新一轮科技和产业变革对汽车产业的深远影响，识别未来发展方向，明晰发展路径，工信部委托行业机构组织编制了《节能与新能源汽车技术路线图》[3]，并于2020年发布了《节能与新能源汽车技术路线图2.0》[4]。2020年，为推动新能源汽车产业高质量发展，加快建设汽车强国，工信部会同有关部门起草了《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》，并由国务院办公厅印发[5]。

近年来，燃料电池汽车快速发展、车网融合加快试点、新能源汽车加快向智能化、网联化推进，叠加双碳目标的提出，汽车产业对资源、能源、环境影响的量化评估迫在眉睫。因此，当前的“汽车技术政策”学科以定性为主的方法已不能适应产业发展的需要。生命周期评价理论属于环境科学与工程科学领域，将其应用于汽车领域的研究使其成为了汽车工程、管理科学、环境工程交叉学科研究理论，能够客观、定量的评估汽车产业对资源、能源和环境的影响。国内外学者利用生命周期评价（Life Cycle Assessment，LCA）理论对新能源汽车进行的研究已屡见不鲜。比如，Alberto Moro等将WTW的方法与LCA的方法混合使用评估电动汽车的GHG排放[6]；唐葆君等基于生命周期评价的方法，对北京市推广的电动出租车、公交车、环卫车和租赁电动车的节能减排效应进行量化分析[7]。Ahmad Mayyas等运用生命周期的方法综合评价了轻量化和电驱动化的能源消耗和环境影响[8]；陈轶嵩等利用LCA方法，对丰田普锐斯插电式混合动力汽车的资源、能源消耗和环境排放进行了分析[9]。Sara Evange⁃listi等提出了一种注重生产过程的燃料电池汽车综合评价方法[10]；长安大学陈轶嵩等采用生命周期评价方法，对2020年质子交换膜燃料电池汽车的资源、能源消耗与环境排放情况进行了预测[11]。

综上所述，现有“汽车技术政策”研究方法已不能适应汽车产业快速可持续发展的需要，亟需通过理论创新强化学科能力。生命周期评价理论是国际公认的“21世纪”最有效的环境管理工具，但目前仍处于学术研究阶段，虽已在部分前瞻领域进行了较为深入的学术分析，但在汽车这一复杂领域，以支撑政策制定为导向的应用尚未发现。

本文将分析“汽车技术政策”学科的发展现状，提取并总结适合我国“汽车技术政策”学科发展的有益经验，研究将生命周期评价理论创新应用于“汽车技术政策”学科的可行性。研究结论一方面可为我国“汽车技术政策”学科的发展提供参考，另一方面为科学理论创新探索提供了借鉴。

2 “汽车技术政策”学科发展现状

汽车技术政策是产业技术政策在汽车产业的具体化，主要包括指导类政策（节能与新能源汽车产业发展规划、技术路线图、科技发展战略、重点专项实施方案指南、技术创新工程技术准则等）、组织类政策（汽车投资管理政策、汽车准入管理政策、动力电池管理政策、产业结构调整指导目录、外商投资产业指导目录等）和奖惩类政策（新能源汽车购置补贴政策、新能源汽车运营补贴政策、新能源汽车税收优惠政策、充电基础设施奖励政策、双积分政策等）。

2.1 研究领域不断扩展

为满足各种类型技术政策的制定需求，汽车技术政策学科的研究领域不断扩展。比如，研究边界由节能汽车、纯电动汽车、插电式混合动力汽车、逐渐向增程式电动汽车、燃料电池汽车扩展，并逐渐将与之相关联的电子、通信、能源、交通、材料领域纳入研究边界。如图1所示。

图1 重点研究领域

“汽车技术政策”学科通过对以上领域的深入研究，支撑完成了多项国家部委、地方政府和企业委托研究。

2.2 研究指标不断完善

随着新能源汽车产业的不断发展，各种技术路线层出不穷，“汽车技术政策”学科紧密跟踪各种技术路线的变化，深度并持续挖掘新能源汽车在各种技术路线下的关键指标（比如：燃料消耗量、最高车速、单位载质量、能量消耗量等），如图2所示。

图2 节能与新能源汽车重点技术指标

以对燃料电池汽车历年补贴政策的技术门槛条件为例来分析，如表1所示。

表1 燃料电池汽车补贴政策技术指标条件

2.3 研究方法更加科学

面对研究领域的不断扩展、研究指标的不断完善，汽车技术政策学科日益重视定性分析方法与定量分析方法相结合，产业国际竞争力评价模型、企业竞争力评价模型等科学方法得到应用（如图3、图4）。

图3 新能源汽车产业国际竞争力评价模型

图4 新能源汽车企业竞争力评价模型

在汽车产业转型升级大背景下，“汽车技术政策”学科也将由单一的汽车工程领域研究变为汽车工程、管理科学、环境工程交叉领域研究，研究内容与边界将逐渐扩展，对资源、能源和环境的影响评估得到重视，汽车生命周期评价方法将成为“汽车技术政策”学科的有益补充。

2.4 研究成果不断应用

在学科理论基础上，建立了覆盖新能源乘用车、客车、货车和专用车在内的汽车技术指标体系和汽车技术指标数据库，可实现对技术现状和技术发展趋势的判断，并可以实现不同技术路线的技术经济性对比，进而获取未来不同技术路线的市场趋势。以新能源乘用车为例，部分指标和体系如表2所示。

表2 不同动力类型乘用车主要技术指标

通过分析梳理新能源乘用车、客车、货车和专用车的相关技术指标和数据，不断推动研究成果在多项新能源汽车系列产业政策的制定中应用。

3 “汽车技术政策”学科创新理论

通过现状分析可知，“汽车技术政策”学科是随着汽车产业的发展逐渐完善的，在汽车产业日趋注重可持续发展的背景下，汽车生命周期评价作为汽车工程、管理科学、环境工程的交叉理论，将成为“汽车技术政策”学科的重要理论补充。

在ISO 14040标准中[12]，生命周期评价被划分为4个相互联系循环往复的过程：目标与范围确定、清单分析、影响评价和结果解释。随后，我国2008年颁布的GB/T 24040标准也将这一基本理论框架纳入其中[13]。LCA研究的实施步骤如图5所示。

图5 生命周期评价实施步骤

目标与范围确定包括研究的目的及原因、涉及的应用领域，在目标下，确定系统边界、说明数据来源。

清单分析是指通过全过程数据搜集和评价模型，对资源、能源、环境等进行量化评估的过程。

影响评价主要是依据量化结果评估产品生产使用到报废回收全过程所消耗的资源、能源以及排放的其它物质对资源环境与人体健康等方面的影响程度。

汽车生命周期评价是一个系统的理论方法，具有研究边界可柔性拓展、研究指标可按需调整等优点，与当前汽车产业的快速变革相适应，也有助于我国汽车产业达成双碳目标的路径探索。

4 “汽车技术政策”学科理论实践

4.1 插电式混合动力汽车生命周期评价研究

本案例评价对象为某款经典型插电式混合动力汽车[9]，系统边界限定为5个生命周期阶段：

（1）原材料获取阶段；

（2）零部件制造阶段；

（3）整车装配阶段；

（4）使用阶段；

当一句话即便是在解歧和指派之后，其规约意义仍不能表达一个语义或概念上完整的真值条件命题时，理解话语就需要通过概念填充来产生完整的句子命题，这个过程称作“补足”。如语语(4)。

（5）维修阶段。

选取矿产资源消耗（ADP(e)）、化石能源消耗（ADP(f)）、全球变暖潜值（GWP）、酸化潜值（AP）、水体富营养化潜值（EP）、光化学烟雾潜值（POCP）和臭氧层损耗潜值（ODP）7项影响指标，通过GaBi软件进行计算，评价结果如表3所示。

表3 某插电式混合动力汽车全生命周期环境影响特征化结果

由表3可知，插电式混合动力汽车原材料获取阶段矿产资源消耗最多，AP、EP环境影响最大；使用阶段化石能源消耗最多，GWP、POCP环境影响最大。

4.2 纯电动汽车生命周期评价研究

本案例评价对象为某典型纯电动汽车动力系统[14]，系统边界限定为原材料获取阶段，生产制造阶段，动力系统运行使用阶段，回收报废阶段和物流运输阶段，影响指标和计算软件同4.1案例，评价结果如表4所示。

由表4可知，纯电动汽车动力系统原材料获取阶段矿产资源和化石燃料消耗最多；使用阶段GWP、AP、EP、POCP环境影响最大。

表4 某纯电动汽车全生命周期环境影响特征化结果

4.3 燃料电池汽车生命周期评价研究

本案例评价对象为某款国外典型燃料电池乘用车[12]，其系统边界及生命周期主要环节如图6所示。影响指标和计算软件同4.1案例，评价结果如表5所示。

图6 系统边界及燃料电池汽车生命周期主要环节

由表5可知，燃料电池汽车原材料获取阶段矿产资源消耗最多，AP、EP、POCP、ODP环境影响最大；使用阶段化石能源消耗最多，GWP环境影响最大。

表5 2020年某燃料电池汽车全生命周期环境影响特征化结果

5 结论

近年来，生命周期评价的理论方法已经成为国际公认的量化评估资源、能源消耗和环境影响的工具，并逐渐在汽车产业得到广泛应用，其对于汽车产业低碳发展及碳中和早期的探索具有指导意义，实践证明了其在汽车产业应用的可行性。“十四五”是新能源汽车产业转型升级的关键阶段，也是完成双碳目标的攻坚期，“汽车技术政策”学科将生命周期评价纳入理论体系是可行的，也是急迫的。生命周期评价方法纳入汽车技术政策学科后，结合实际技术政策应用，进行理论创新将是重要研究方向。