《2022年环境统计年报》指出，机动车排放是导致中国空气污染的重要因素之一。为应对这一挑战，中国政府依据国情及国际责任设定了2030年温室气体减排目标，并强调持续努力减轻环境污染的必要性。目前，纯电动汽车和混合动力汽车因其环保的形象而受到消费者及政府的广泛关注，截至2023年底，仅电动汽车的销售量已经达到1 400万辆，同比增长35%。然而，新能源汽车的环保性和经济性相较于传统燃油汽车仍存在争议。从燃料消费终端的角度来看，电动汽车在运行阶段的排放几乎为零，展现出显著的减排潜力。然而，从能源生产过程分析，由于中国的电能大部分来自火力发电，而火力发电过程中会耗费大量燃料并排放大量污染物，因此生产电能时的环境污染可能比汽油更严重。换言之，纯电动汽车并不能完全实现“零消耗、零排放”。因此，从全生命周期的角度来看，电动汽车在减排方面相对于传统燃油汽车是否具有绝对优势仍需深入探讨。此外，从成本分析的角度来看，由于动力电池价格较高，导致新能源汽车的维修成本增加，其生命周期成本亟须进一步评估。综上所述，新能源汽车生命周期节能减排效益和经济效益是否优于传统燃油汽车是一个值得深入研究的课题，为了系统且详尽地解决上述科学问题，汽车生命周期成本（Life Cycle Costing, LCC）法、生命周期评价（Life Cycle Assessment, LCA）法以及混合生命周期评价（Hybrid Life Cycle Assessment, HLCA）研究可以作为有效的研究工具。

本文将系统介绍当前的生命周期评价方法，总结梳理国内外汽车生命周期研究进展，归纳汽车生命周期评价领域存在的问题，并展望未来汽车生命周期评价的发展方向。

1 生命周期评价方法介绍

LCC、LCA和HLCA是环境管理和经济评估中广泛应用的综合性方法，旨在全面评估产品或服务在其整个生命周期内的环境影响和经济成本。这些方法各有侧重，但相互补充，为决策者提供科学依据和参考。

LCC最早在1969年被美国国防部[1]用于评估和计算军工产品的费用，如今已扩展为一种用于界定和评价可持续生产的理论与方法。该方法主要评估产品、项目或行为在其原材料获取、加工到报废回收的整个生命周期内所消耗的人力、物力、财力等资源[2]。LCC分为狭义和广义两种，前者主要关注产品或服务在各阶段的直接经济成本，包括初始购买成本、运行成本、维修成本、替换成本和废弃处理成本。后者不仅包括这些直接经济成本，还涵盖间接成本和外部成本。间接成本可能涉及培训、管理、保险等与产品或服务使用相关的非直接支出。而外部成本则包括环境和社会影响的经济价值，如健康损害赔偿费用和社会责任成本等。通过全面评估这些成本，可以帮助消费者和企业做出更明智的决策，同时促进资源的有效利用和成本优化。

LCA的概念起源于20世纪80年代，后逐渐发展成为一种系统性的环境评估方法。按照我国标准《环境管理 生命周期评价 原则与框架》（GB/T 24040－2008），LCA被定义为对产品系统在其生命周期内的输入、输出及其潜在环境影响进行汇编和评估的过程[3]。LCA涵盖从原材料提取、生产制造、运输、使用到最终报废和回收的各个阶段[4]，通过定量分析各阶段的能源消耗、资源利用、排放物（如温室气体、污染物等）和废物产生。LCA通常包括四个关键步骤：目标与范围定义、生命周期清单分析、影响评估以及结果解释。

随着LCA和LCC的发展，研究人员开始探索将这两种方法结合起来的可能性，以克服单一方法的局限性，从而产生了HLCA的概念。HLCA结合了过程分析法（Process-Based LCA）和经济投入产出分析法（Economic Input-Output LCA, EIO-LCA）的优势[5]，旨在更全面、准确地评估经济效益和环境影响。HLCA方法的提出为生命周期评价领域带来了新的视角和思路。通过整合LCA和LCC的优势，HLCA能够更全面地评估产品或服务的经济和环境影响。然而，HLCA在实际应用中仍需要进一步完善和优化，如何确定合理的评估指标、如何平衡经济和环境效益等，未来研究可以在这些方面进行更深入的探索和实践。

汽车生命周期评价通常将汽车的生命周期划分为四个主要阶段：原材料获取阶段、生产阶段、使用阶段以及报废回收阶段。在原材料获取阶段，评估主要集中在原材料开采过程中的成本和能耗。在生产阶段，评估主要集中在零部件的制造、组装过程中的成本、能源生产等方面。在使用阶段，汽车的成本和环境影响主要体现在燃料消耗和污染物排放上，这个阶段的评估依赖于汽车的能效和驱动方式。传统燃油汽车与新能源汽车在使用阶段的表现有所不同。尽管电动车在使用阶段实现了零排放，但其电力生产时的环境影响不容忽视[6]，传统燃油汽车在使用阶段考虑城郊行驶油耗以及油价。因此，使用阶段的评价需要综合考虑能源的清洁程度以及车辆的能耗和维修保养。在报废回收阶段，汽车的经济效益和环境影响主要取决于材料的回收利用和废弃物处理方式。完善的报废回收体系能够最大限度地减少资源浪费和环境污染，而不当的处理方式则可能导致有害物质的泄漏和环境损害。随着循环经济的发展，报废回收阶段的评估将越来越受到重视。

2.2 评价方法

目前常见的通用生命周期软件包括德国Thinkstep公司开发的GaBi软件，该软件在工业界和学术界应用广泛，它支持评估多种环境影响类别，如气候变化、酸雨和富营养化等。GaBi的基本要素包括目标平衡、方案、工艺、流程、项目、质量指示器、权重与全局参数等[7]。此外，专用生命周期评价软件如GREET[8]专注于交通和能源领域，可以提供针对特定产品和过程的深度分析。GREET的设计考虑了从原材料提取到最终使用的燃料和电力生命周期，评估交通工具从燃料生产到车辆运行全过程中的环境影响，帮助用户理解不同能源选择对环境的综合影响。在汽车领域的LCA模型中，除了GREET和GaBi模型，还有朱安明等开发的eBalance模型[9]，多伦多大学的EIO-LCA模型[10]以及奔驰公司的DfE模型[11]等。但上述模型的构建依赖于固有数据库，而实际数据来源是动态多样的，且对生命周期评价结果的准确性和可靠性至关重要。

未来，随着大数据、人工智能和物联网等技术的不断发展，企业应利用机器学习和人工智能建立动态数据更新机制，形成多层次、多维度的数据体系，并整合与校验来自不同来源的数据，以提升其完整性和准确性。随着技术的进步，结合先进的数据处理和分析技术，将使得生命周期评价更加精确和可靠，从而更好地指导资源优化和环境管理。

2.3 评价指标

2.3.1 经济性评价

汽车生命周期经济性研究是一个综合性的分析过程，它涉及汽车从生产到报废整个生命周期中的经济成本和效益。DELUCCHI等[12]首先将生命周期成本理论应用到汽车产业，建立了汽车全生命周期成本评价模型。目前，大部分学者从宏观角度对汽车生命周期总成本进行对比分析，主要将不同类型的家用汽车[13]进行了经济性对比分析，指出现阶段纯电动汽车在经济上尚未显示出明显的优势。此外，部分研究指出家用纯电动汽车在购置价格上不具备竞争力[14]，但在使用成本和弃置费用方面展现出明显的优势[15]。家用汽车作为广大消费者日常出行的主要工具，其经济性直接关系到消费者的切身利益，因此针对家用汽车进行生命周期经济性研究，具有很高的实用价值，但是家用汽车只是汽车市场中的一部分，其经济性特点可能并不完全代表整个汽车行业的趋势，若仅对家用汽车进行研究，可能会忽略其他类型车辆（如公交车、特殊车辆）在生命周期经济性上的独特性和差异性，因此汽车生命周期经济性研究不应仅局限于家用汽车，应包含公交车[16]、物流车[17]、城市客车[18]、货车[19]等其他类型的车辆。

目前生命周期成本研究已逐渐趋于成熟，研究车型涵盖了家用汽车以及公交车、物流车等特殊车辆，研究对象包括燃油汽车和新能源汽车，但上述研究多局限于在原材料获取阶段、制造装备阶段、使用阶段以及报废阶段等宏观层面进行定性研究，宏观研究往往容易忽视多个阶段所涉及的因素和数据的完整性，特别是在车辆运行阶段的维护成本、零部件更换成本、保养成本以及报废回收阶段的电池回收、金属回收等细分层面还有所欠缺。未来研究应进一步细化这些因素的影响，以提供更准确的成本效益分析。

2.3.2 环境评价

CONSOLI等[20]在其研究中首次提及汽车全生命周期中的环境污染问题。后来的学者着重于对比研究不同动力驱动汽车的生命周期碳排放。杨来等[21]将汽油基内燃机汽车、混合动力汽车、插电式混合动力汽车、纯电动汽车以及燃料电池汽车这五种乘用车进行对比研究。闫赫等[22]则是以纯电动汽车、插电式混合动力电动汽车为研究对象，与传统燃油车进行比较计算其原材料与生产阶段、使用阶段以及回收处理阶段的碳排放量。而在欧洲的研究背景下，EVANGELISTI[23]和HAWKINS等[24]均对纯电动汽车与传统燃油汽车在生命周期评估中的环境影响进行了比较。综上，大多数学者对汽车生命周期环境评价的研究都非常具体，不仅仅只针对一种车型，而是将传统燃油汽车与新能源汽车作对比，认为改变车辆的动力驱动技术是有效降低车辆生命周期内能量消耗以及污染排放的重要手段，这使得上述文章得出的结论和意见更加具体，具有针对性和说服性。但随着新能源汽车展现出节能减排的巨大优势，使用何种新能源燃料更环保变成了热点话题。因此，部分学者更为细化和具体地针对新能源汽车的燃料类型进行对比研究。SOUZA等[25]比较了乙醇汽车、乙醇与汽油混合燃料汽车、电池电动汽车及插电式混合动力汽车的环境性能。阿迪拉·阿力木江等[26]指出纯电动汽车提供了最佳的碳减排和大气污染控制协同效益，其次是氢燃料电池汽车。这些研究均聚焦于新能源汽车使用不同燃料所导致的环境影响差异，具体分析了氢燃料电池汽车、乙醇汽车、纯电动汽车等多种新能源汽车的环境影响，通过对新能源汽车的细化分类，有助于在新能源汽车的技术改进中做出更有针对性的决策。然而，这种方法也存在数据获取困难、评价过程复杂等局限性。

近些年我国的汽车生命周期环境影响研究在能源消耗和碳排放的基础上，开始关注大气污染物的排放[27]。LEE等[28]针对燃料电池汽车的生命周期的NOX、细颗粒物等排放物进行研究。李娟[29]将重点放在了CH4、N2O等污染物排放对比上。王人洁[30]指出与内燃机燃烧过程关系密切的CO、挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds, VOC）等污染物显著下降，但与发电过程关系密切的SO2、PM2.5排放则显著上升。在汽车的生产和使用过程中，除了CO2这一主要的温室气体外，如CO、SO2、PM2.5等污染物的排放对生态系统和人类健康同样具有直接的危害。因此从单纯关注碳排放，扩展到包括大气污染物的排放，这是一个值得肯定的发展方向，同时这也提供了更全面的环境评估。然而，汽车生命周期评价需要大量的信息和数据来支撑清单分析，这些污染物排放的具体数据获取往往面临困难，存在如数据缺失、数据不准确或数据时效性差等问题。

2.3.3 综合评价

面对日益严峻的环境和经济压力，构建综合评价体系已成为环境管理和经济决策的关键方向，即通过将污染物折算成经济成本，探讨在优化生命周期成本的同时如何减少环境污染。梁媚等[31]基于生命周期评价方法，系统地分析了电动汽车、氢燃料电池汽车与传统燃油汽车生命周期环境影响，研究结果表明，新能源汽车在生命周期方面具备成本优势，但缺乏显性成本优势。这一观点得到了BROUWER等[32]的支持。此外，KARABASOGLU[33]构建了一个基于生命周期CO2减排的LCC决策系统，用以评估美国在不同型式认证工况下的电动汽车（Electric Vehicle, EV）成本收益。这些研究提供了一个综合评估新能源汽车和传统燃油汽车的方法。还有诸多文献也是综合生命周期环境和生命周期成本两个角度考虑燃油汽车和新能源汽车整体特征，但针对环境、经济、社会以及政策等多个维度的综合考虑的研究还相对较少，这一领域具有广阔的发展前景和重要的现实意义。通过加强跨学科合作并建立绿色经济性的综合评价体系，可以更全面地评估汽车经济性和环境效益的优劣。

2.4 重要影响因素识别

汽车生命周期评价是一个复杂的系统，众多重要因素共同影响着汽车的经济性、环境效益和市场竞争力。黄倩倩[34]指出新能源汽车的生命周期成本优势主要来源于国家政策补贴、牌照费优惠以及充电桩建设等因素。然而，也有研究表明，购买新能源汽车（如锂电池汽车）在长期使用中可能会因电力成本差异而导致较高的支出[35]。电费受到电力市场、能源政策以及电价机制等多种因素的影响。此外，充电价格、整车价格、电池价格以及电池寿命也是影响纯电动汽车全生命周期成本的关键因素[36]。对于燃油汽车而言，燃料价格和整车价格则成为影响其全生命周期成本的主要因素。对于环境影响方面，新能源汽车在减少温室气体排放和降低碳排放方面具有显著优势。电池的生产制造过程是影响纯电动汽车全生命周期碳排放的主要因素[37]。例如磷酸铁锂电池因质量较大，在用于能量存储时可能会获得更大的环境效益。STASINOPOULOS等[38]指出新能源汽车使用阶段温室气体的排放取决于能源技术、驾驶强度及寿命等因素。这些因素相互交织、相互影响，共同决定了汽车产品的全生命周期经济环境效益以及市场竞争力。

部分学者已经分析了新能源汽车与燃油汽车在全生命周期成本和环境影响方面的关键影响因素，例如油价、政府补贴和电池容量等。然而，现有研究单纯构建动态模型或者进行定性分析，无法反映整个系统内部各因素的相互作用关系，缺乏对汽车生命周期成本和环境影响的动态分析，如随着使用时间增加，年检成本、维修成本等会随时间发生动态变化，这直接导致了总成本的动态变化。因此，考虑各因素之间的动态变化和相互作用关系，解决变量因素之间非线性和线性的实际问题，将为全面了解其全生命周期成本和环境影响提供更深入的见解。

随着新能源汽车的发展，汽车生命周期评价的对象不再局限于传统燃油汽车，而是广泛涵盖纯电动汽车、混合动力车及燃料电池车等多种车型。通过对各类汽车的生命周期进行全面而细致的比较，能够更清晰地揭示出各自的优势与局限性。这种多样化的发展趋势不仅为消费者提供了更为精准和全面的购车决策依据，同时也为政策制定者提供了制定科学、合理政策的重要参考。

目前，国内外大多数汽车生命周期研究侧重于某一特定方面，如成本、环境影响或社会效益。若仅关注汽车生命周期成本，可能会忽视汽车在生产、使用和报废过程中对环境的负面影响，导致环境成本外部化。而若仅关注汽车的环境影响，则可能因成本过高而使得环保方案难以实施。这使得研究往往存在一定的片面性和局限性，无法满足对全面评估的需求。未来的研究应当更加注重结合社会、经济、环境和政策等多维度因素，进行综合性的多目标优化分析，评估不同车型在各方面的整体表现，从而提供更全面的决策支持，促进技术创新和资源优化配置。同时也有助于汽车制造商在追求经济效益的同时，兼顾环境保护，实现绿色生产和可持续发展。

3.2 评价模型动态化

汽车生命周期评价及成本评估是一个动态、高阶的复杂系统，其中包含了运行成本、能耗和排放等多个动态变化的子系统，在这些子系统中，使用成本、零部件损耗等随着时间、行驶里程和道路条件的变化而变化，这直接导致系统成本和排放随之发生动态变化。然而，当前的生命周期研究大多采取单纯构建静态模型或者进行定性分析，忽略了这些实际因素的动态变化，这导致研究结果往往不能准确反映系统内部的演变规律和发展趋势。尤其是在电动汽车生命周期分析中，很多研究假设电池寿命足够长[39]，但未能考虑到电池随总里程增加而衰退的动态过程。因此，未来的研究应当更加注重动态模型的构建，充分考虑实际使用中的各种变化因素。通过识别影响汽车生命周期各个环节的关键参数，并分析其动态变化关系，可以更全面地了解汽车生命周期中各因素的相互作用，从而更准确地评估其成本和环境影响。结合汽车生命周期评价及成本评估特征可以发现，系统动力学方能充分满足研究需求和研究目的。系统动力学在众多研究领域中已经得到应用，如货物运输、供应链管理和轨道交通等。该方法将汽车的整个生命周期看成一个整体，能够从系统的角度，考虑各因素间的关联，依据系统内部各种反馈环之间的关系建立模型，收集和系统行为相关的数据来进行仿真预测，为车主购车用车决策提供建议，提出有效的减碳降污使用策略。另外由于汽车生命周期建模过程中存在部分数据缺失、数据难以取得或建模数据精度不高等问题，系统动力学可以利用计算机系统根据有限条件推算分析，解决研究数据量不足的情况。这种动态评价方法适用于汽车生命周期的研究，对使用阶段车主不同用车特征和污染排放进行预测和优化，未来可为政策制定、技术改进和产业发展提供更加科学和可靠的支持。

3.3 评价结果应用多维化

从新的研究视角来看，未来的汽车生命周期评价研究应该更加注重跨学科融合和系统集成。汽车生命周期评价的结果应当在多维化的框架内应用，呈现出多维化的应用趋势，以更全面地反映其在经济、社会和环境方面的价值和意义。从单车的角度出发，生命周期评价能够揭示具体车型的能耗、排放及维护成本，为消费者提供更加透明的购车决策依据。然而，单车的分析只是整个交通系统评估的一部分。当我们将视角拓展至车队[40]层面，企业和机构能够通过生命周期评价识别优化车队管理[41]和运营的方式，更加科学地配置车型，优化车队结构，提高整体运营效率，同时降低整体碳排放并提升经济效益。另外，评价结果应为车队管理提供决策支持，如帮助制定合理的维护计划、如何降低运营成本、提高使用车辆寿命等。更进一步，如果将评估范围扩大至整个城市或交通系统层面，未来将汽车生命周期评价与能源系统、交通系统、城市规划等领域的研究相结合，政策制定者和城市规划者便能借助这些评价结果，制定出更加可持续的交通政策，推动低碳出行方式的发展，同时改善城市空气质量，提升居民生活质量。通过综合多维度的评价框架，汽车生命周期评价不仅能为个体消费者提供购车决策支持，更能为推动绿色交通和可持续城市发展提供战略指导。

本文旨在深入探讨生命周期评价在汽车领域的研究现状与发展趋势。首先，文章概述了生命周期评价的基本方法和理论框架，随后从评价范围、评价方法、评价指标和重要影响因素识别四个方面分析了汽车生命周期评价的研究现状。通过归纳当前在汽车生命周期评价实践中存在的主要问题，本文进一步展望了未来研究的方向，并提出了加强模型动态化、发展多目标优化和评价结果应用多维化等建议。未来的研究应更加全面、精准地综合评估汽车的经济效益和环境影响，为消费者和汽车企业提供更为实际的理论支持与实践指导。