Abstract

This paper examines the impact on the life cycle greenhouse gas (GHG) emissions reduction when fossil-fueled ICE gasoline, diesel and natural gas vehicles, hybrid electric vehicles (HEVs) and plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) are banned in a step-by-step manner from 2035. We examine the impact of vehicle bans on life cycle GHG emissions and on the marginal cost (MC) of emissions reduction using four different scenarios defined by hydrogen production method, renewable energy share, and infrastructure development for refueling stations. The vehicle penetration and the fuel demand are determined by a consumer choice model characterized by a multinomial logit algorithm. Our analysis found that vehicle bans significantly promote battery electric vehicles (BEVs) for mini-sized vehicles and hydrogen fuel cell vehicles (FCVs) for light and heavy-duty vehicles. A vehicle ban that excludes BEVs and FCVs from 2035 under an enhanced infrastructure plan can reduce the life cycle GHG emissions as much as 438 million tonnes by 2060 compared to the 2017 level. The MC of the life cycle GHG mitigation decreases continuously and reaches as low as $482 per tonne CO2eq in 2060. However, if PHEVs are excluded from the ban, the life cycle GHG emissions are reduced more by 88 Mt-CO2eq in 2060 at a lower MC of $122 per tonne CO2eq. This is due to decreases in GHG emissions from VP where the replacement of PHEVs for BEVs and FCVs reduces the production of batteries and fuel cells.

Graphic abstract

The main structure of the model.

中文翻译：

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日本向低碳汽车过渡的生命周期排放评估：禁止使用化石燃料汽车和增强绿色氢和电力的综合效果

摘要

本文探讨了一步禁止使用化石燃料的ICE汽油，柴油和天然气汽车，混合动力汽车（HEV）和插电式混合动力汽车（PHEV）时，对减少生命周期温室气体（GHG）排放的影响。从2035年开始逐步研究。我们使用氢生产方法，可再生能源份额和基础设施开发来定义四种不同的情景，研究了车辆禁令对生命周期温室气体排放和减排边际成本（MC）的影响站。车辆渗透率和燃料需求由以多项式logit算法为特征的消费者选择模型确定。我们的分析发现，汽车禁令极大地促进了微型电动汽车的电池电动汽车（BEV）和轻型和重型汽车的氢燃料电池汽车（FCV）的发展。根据完善的基础设施计划，从2035年起将电动汽车和FCV排除在外的车辆禁令可在2060年之前将生命周期温室气体排放量与2017年的水平相比减少多达4.38亿吨。减少生命周期温室气体的MC持续下降，并在2060年降至每吨CO2eq $ 482。但是，如果将PHEV排除在禁令之外，则到2060年，降低生命周期温室气体的排放量将降低88 Mt-CO2eq。 MC为每吨CO2eq 122美元。这是由于VP减少了温室气体排放，其中用BEV和FCV代替PHEV减少了电池和燃料电池的生产。根据完善的基础设施计划，从2035年起将电动汽车和FCV排除在外的车辆禁令可在2060年之前将生命周期温室气体排放量与2017年的水平相比减少多达4.38亿吨。减少生命周期温室气体的MC持续下降，并在2060年降至每吨CO2eq $ 482。但是，如果将PHEV排除在禁令之外，则到2060年，降低生命周期温室气体的排放量将降低88 Mt-CO2eq。 MC为每吨CO2eq 122美元。这是由于VP减少了温室气体排放，其中用BEV和FCV代替PHEV减少了电池和燃料电池的生产。根据完善的基础设施计划，从2035年起将电动汽车和FCV排除在外的车辆禁令可在2060年之前将生命周期温室气体排放量与2017年的水平相比减少多达4.38亿吨。生命周期温室气体减排的MC持续下降，并在2060年降至每吨CO2eq 482美元。但是，如果将PHEV排除在禁令之外，则到2060年，生命周期温室气体排放将降低88 Mt-CO2eq MC为每吨CO2eq 122美元。这是由于VP减少了温室气体排放，其中用BEV和FCV代替PHEV减少了电池和燃料电池的生产。减少生命周期温室气体的MC持续下降，并在2060年降至每吨CO2eq $ 482。但是，如果将PHEV排除在禁令之外，则到2060年，降低生命周期温室气体的排放量将降低88 Mt-CO2eq。 MC为每吨CO2eq 122美元。这是由于VP减少了温室气体排放，其中用BEV和FCV代替PHEV减少了电池和燃料电池的生产。减少生命周期温室气体的MC持续下降，并在2060年降至每吨CO2eq $ 482。但是，如果将PHEV排除在禁令之外，则到2060年，降低生命周期温室气体的排放量将降低88 Mt-CO2eq。 MC为每吨CO2eq 122美元。这是由于VP减少了温室气体排放，其中用BEV和FCV代替PHEV减少了电池和燃料电池的生产。

图形摘要

模型的主要结构。