可持续交通的政策举措及其社会经济影响：以印度电动公交车为例

本研究通过系统动力学模型评估发展中国家电动公交车（EB）推广的经济可行性，分析财务激励与环境、社会效益的协同作用，提出分阶段电化与静态补贴结合的最优策略，为资源有限国家的政策制定提供依据。

乌特卡尔什·希瓦姆（Utkarsh Shivam）| 苏雷什·K·贾卡尔（Suresh K. Jakhar）| 阿米特·科哈尔（Amit Kohar）

摘要

本研究探讨了在发展中国家公共交通运输中采用电动公交车（EBs）的社会经济可行性，以印度为具体案例进行研究，同时分析了高资本成本、车型吸引力有限以及技术限制等挑战。通过将广泛使用的经济因素与常被忽视的环境和社会维度相结合，评估了电动公交车推广政策的效果，并分析了政府财政激励措施在克服推广障碍方面的作用。我们提出了一个系统动态模型来模拟电动公交车的采用情况，并探讨了设计和实施有效政策激励措施的关键问题。该模型评估了电动汽车政策对印度公共公交行业的影响，这些政策分为财政激励和电气化率政策两类。各种政策情景模拟结果显示，逐步电气化并给予固定补贴是最稳健的策略，而动态补贴则在节省成本和实现低中等收入国家更可持续的财务管理方面提供了额外的灵活性。我们的研究结果为政策制定者提供了可操作的见解，提出了一个结构化的框架，以指导在预算限制下的追赶策略和战略决策，从而促进向电动公交车的有效过渡，实现更可持续的未来。

引言

现代城市面临各种污染问题，包括空气、水、噪音和光污染，这些问题影响着人们的健康和环境。这些污染来源于车辆排放、工业活动以及废物管理不善等因素，对城市生活产生了深远的影响。1990年至2022年间，交通运输排放量年均增长率为1.7%，超过了其他所有终端使用领域的增长速度（国际能源署，2023年）。仅2022年一年，全球交通运输产生的二氧化碳排放量就激增至近8吉吨，同比增长3%，超过了2.5亿吨（国际能源署，2023年）。目前，交通运输行业约占能源相关温室气体排放总量的25%，是城市和农村地区空气污染的主要来源。为了与联合国《巴黎宣言》的目标保持一致，将全球变暖控制在2摄氏度或以下，迫切需要向可持续交通方式快速转型，到2030年至少20%的道路车辆应为电动车。

公共交通是应对全球变暖和气候变化的最有效和最具成本效益的解决方案之一（Ceder，2021年）。从私人车辆转向公共交通工具（如公交车和火车）可以将每位乘客公里的温室气体排放量减少多达66.7%（国际运输论坛，2023年）。将电动出行方式整合到城市交通系统中，可以进一步缓解道路拥堵并减轻乘客出行的环境影响。因此，特别是在公共交通领域推广电动汽车已成为全球范围内的关键政策优先事项。

尽管电动公交车具有明显优势，但由于与电动汽车采用相关的技术和运营障碍，其普及进程仍然缓慢（De Rubens等人，2020年）。为了解决这些问题，政府推出了各种政策激励措施，包括购买补贴和税收减免，以刺激需求。然而，消费者和运营商转向电动汽车的意愿仍然有限。实证研究一致表明，这些激励措施对推广率有积极影响（例如Chandra等人，2010年；Wee等人，2018年）。来自美国（Jin等人，2014年；Lutsey等人，2015年）、欧盟（Gass等人，2014年；Kley等人，2012年）以及其他国家（Leurent和Windisch，2011年；Sierzchula等人，2014年）的证据都证明了补贴和基于税收的政策在促进电动汽车普及方面的有效性。

此外，虽然全球电动汽车销量显著增长，但主要集中在发达国家，其中65%的销量来自美国、中国和欧洲。对于面临预算限制的低中等收入国家来说，财政激励仍然是鼓励采用电动汽车的最可行政策工具（Wang等人，2017年）。这些国家可以从发达国家吸取经验，这些国家的多样化财政激励措施影响了电动汽车的普及轨迹。在中国，电动公交车的快速普及最初得益于慷慨的补贴和监管支持；然而，2017年由于国家、省级和地方补贴的减少以及支付程序的严格化，销量下降了20%。也有证据表明，过高的前期补贴可能导致车队过度扩张，造成车辆利用率低下（国际公共交通协会，2019年）。相比之下，欧盟强调对研究、开发和创新的实质性激励，以产生更可持续的长期利益。

印度城市越来越难以维持居民的安全空气质量（肮脏的空气是全球的耻辱，2018年）。车辆交通是主要的污染源，占城市地区颗粒物排放量的大约37%（Karagulian等人，2015年）。根据全球大气监测组织的数据，空气污染的迅速加剧对人类健康构成了严重威胁，特别是在印度城市中，心血管和呼吸系统疾病的发病率有所增加。

气候变化的紧迫挑战以及《巴黎协定》和可持续发展目标（SDGs）下的承诺促使各国政府加大努力实现碳中和，特别是在印度等发展中国家。推广电动汽车技术已成为关键措施，FAME I和FAME II等政策发挥了重要作用。在各种选择中，电动公交车提供了一种实用且可持续的替代方案，可以显著减少温室气体排放并改善城市空气质量（Pojani和Stead，2015年）。在德里，Bhat和Farzaneh（2022年）估计，采用电动公交车可以将总污染物排放量减少74.67%。他们的综合效益评估进一步指出，PM2.5排放量减少了44吨/年，预防了大约1370例死亡病例和2808例与呼吸系统疾病相关的住院病例，同时每年节省了3.83亿美元（Bhat和Farzaneh，2022年）。

全球范围内，公共交通的电气化进程正在加速，这得益于环境和健康方面的共同效益。例如，国际能源署报告称，2023年全球售出了近5万辆电动公交车（约占所有城市/中型公交车销量的3%）。电动公交车不会产生尾气排放，噪音也低得多，因此非常适合密集的城市地区。然而，高购买成本（资本支出）、有限的充电基础设施和续航里程焦虑等障碍阻碍了其普及。这些因素导致电动汽车市场在地区上分布不均——2020年之前，90%以上的电动公交车销售发生在中国的补贴计划下，而大多数新兴经济体的电动公交车部署量非常少。这种不平衡的现象凸显了在发展中国家背景下研究电动公交车政策的必要性。

尽管关于电动公交车推广政策的研究很多，但仍存在一些空白。首先，大多数研究集中在发达国家，对面临独特市场结构和预算限制的发展中国家的关注不足（Jin等人，2014年；Gass等人，2014年；Lutsey等人，2015年）。其次，政策评估主要强调经济方面，而忽视了环境和社会维度。第三，虽然财政激励在促进电动公交车采用方面有效（Chandra等人，2010年；Wee等人，2018年），但在将补贴与政府更广泛的目标（如部署效率、预算限制和公平性）对齐方面仍存在实际挑战（Shrimali等人，2017年；Shrimali，2021年）。这突显了关于补贴作为财政激励措施在现实世界中的实施和后果的研究空白。

为应对对可持续交通日益增长的需求以及文献中的研究空白，本研究在三个方面做出了贡献。首先，它强调了政府财政政策和激励措施的作用（Adu-Gyamfi等人，2022年；Orji，2024年）。其次，它评估了这些激励措施在可持续性的三个支柱（经济、环境和社会）方面的影响，并探讨了电动公交车如何在当前需求和未来目标之间取得平衡。最后，它探讨了关键的政策设计问题，包括激励措施的必要性、持续时间、类型及其对电动公交车采用更广泛的影响。

本文的其余部分结构如下：第2节回顾了电动汽车政策实施的文献，指出了研究空白，并概述了本文的贡献。第3节详细介绍了分析所采用的方法论和建模框架。第4节介绍了情景生成和分析过程，第5节讨论了模型验证，第6节提供了讨论和政策启示，第7节总结了本文。

部分摘录

文献综述

通过行为理论可以更好地理解电动公交车的采用情况，这些理论解释了个人（如乘客）或组织（如公共交通运营商）为何会选择环境可持续的创新。计划行为理论（Theory of Planned Behaviour，TPB）是这一领域最常应用的框架之一。该理论认为，一个人采取某种行为的意图受到三个相互关联因素的影响：态度、社会期望和感知控制。

系统动力学

系统动力学（System Dynamics，SD）是系统思维方法的一部分，旨在解释复杂系统在较长时间内的行为。它使用多个方程来量化系统内部组成部分的因果关系，遵循所有系统都具有决定其运行的结构这一原则（Forrester，1969年）。这种方法能够有效捕捉延迟反馈机制，从而生成这些动态模型的当前和未来预测。

情景生成与分析：印度新德里案例研究

通过谨慎管理电气化速度和补贴方案，当局可以在经济利益和社会福利之间取得平衡。确定这两个关键政策参数对于实现可持续交通并最小化总成本至关重要。

利用这两个关键决策变量，我们创建了七个情景，代表了政府可能的政策走向（见表8）。通过模拟这些情景，我们了解了成本效益如何随着电动公交车普及率的变化而变化。

结果与讨论

本节介绍了第4节中定义的情景的结果。具体讨论了政策策略对各种成本和预算的影响。

模型验证

我们进行了一系列政策测试（Senge和Forrester，1980年），以评估我们的研究结果的稳健性，并验证实际系统对政策变化的反应是否与模型预测的结果一致。

结论与未来研究方向

本文采用系统思维方法，利用系统动力学模型来研究政府政策干预（如财政激励和电气化率）对电动公交车在公共交通中采用的影响。该模型进一步探讨了电动公交车车队与传统公交车相比的经济、环境和社会综合影响。模拟捕捉了混合车队中成本因素之间的复杂互动。分析了七个情景：

CRediT作者贡献声明

乌特卡尔什·希瓦姆（Utkarsh Shivam）：撰写——原始草稿、方法论、调查、正式分析、数据整理。苏雷什·K·贾卡尔（Suresh K. Jakhar）：撰写——审阅与编辑、监督、项目管理、概念构思。阿米特·科哈尔（Amit Kohar）：撰写——审阅与编辑、验证、监督、方法论、调查、正式分析。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文所述的工作。