城市客运作为交通运输业的排放大户，肩负着转变经济增长结构和减少温室气体排放的重任。尽管国家从宏观经济政策层面给予激励，以促进新能源公交车在城市区域的推广，但截至2013年初新能源公交车的保有量不到1.5万辆^[1]，在公交市场占比低于3.5%，且应用区域分布不均，离国家规划的阶段性发展目标尚有一定距离。究其原因，新能源公交车经济性难以被城市公交营运企业所接受是关键因素^[2]。因此，研究新能源公交车经济性构成机理及测算方法，进而分析推广应用中的敏感性因素，是制订新能源公交车发展战略的重要依据。

目前的研究多从消费者视角进行研究，避免过多讨论各种复杂的内外因(技术成熟度，消费认知度、环境影响等)，对新能源汽车经济性的影响，以购置、营运、车辆回收的全生命周期总成本来揭示新能源汽车难以被市场接受的机理。文献^[3]论证在多产品方案比选时，利用全生命周期理论进行方案选择的必要性；文献^[4]提出消费者视角的持有者成本模型，以量化混合动力公交车的经济性；文献^[5]在全寿命周期和持有者成本理论基础上，建立电动汽车的全寿命周期成本模型。现有研究均在静态经济分析理论的前提下，利用生命周期内的持有者成本模型，进行新能源汽车经济性分析。

但是，我国新能源公交车的消费市场，是以公交企业为消费主体的一种购置、营运模式构成。政府与公交企业将项目资本收益率作为考核目标，在新能源公交车项目财务分析中必然考虑资金时间价值因素，分析新能源公交车投放与运营是否可接受。因此，以动态经济理论考虑资金时间价值，研究新能源公交车的成本构成及预测极为必要，同时也是对现有新能源公交车经济性分析理论的有力补充。

资金时间价值理论是项目经济分析的基础。经济学认为，资金的时间价值是客观存在的，即资金伴随时间迁移其价值将变化。具体而言，资金投入时间越早或越晚、资金投入量越大则资金时间价值变化越明显。企业进行项目经济分析与评价中的财务净现值、资金回收率、敏感性系数等关键指标均需以资金时间价值方式计算^[6]。因此在多方案的经济性对比分析中，资金时间价值计算尤为重要。

就目前应用看，新能源公交车投放运营过程中需投入一系列资金，且与普通柴油公交车相比资金投入时间、资金投入量大小通常不同。图 1为新能源公交车项目投资资金流出示意图，a_n为第n年资金流出，a_n为第n年资金流入。

图 1 投资资金流出图 Fig. 1 Investment outflow diagram

图选项

在本研究中，设公交车项目的效益已确定且每种公交车运营效益值一致，仅针对成本投入进行经济性分析。以公交车项目初始实施时为时间基点，采用预定的折现率将各个时间点投入的资金折算成现值，以资金投入净现值作为其经济性的总体表征指标。资金投入净现值的计算公式为：

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公交车生命周期成本是从其购置到报废过程中产生的成本总和，是计算公交车经济性的定量描述。文献^{[5, 7]}对车辆生命周期内静态成本模型进行剖析,并分析各成本构成的内部关系。本文基于现有成果，进一步用资金时间价值理论更新模型。生命周期内成本模型将总成本分为购置成本、维护成本与能耗成本3个影响因子。成本描述见表 1。

由表 1建立生命周期内静态成本模型为：

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根据前面相关理论的分析，若以净现值来分析公交车项目动态投资成本，非项目基年内的投资项均需要考虑资金时间价值的影响，且该影响与投资项正相关，与资金折现率负相关。结合式(1)、式(2)，考虑表 1中投入特征的影响，建立公交车生命周期内动态成本模型为：

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选择不同地区、不同性能、不同类型的新能源公交车的分析数据均不尽相同，导致分析结论存在较大差异。为使分析、验证的结论更具应用意义，本文选取能代表未来发展方向的混合动车公交车(HEB)与纯电动公交车(BEB)这两种新能源车型与普通柴油公交车(CDB)进行研究^[8]。根据国家新能源车推荐目录中同一厂家性能相当，且能满足公交运营需要的两种型号新能源公交车进行选型。所选取的车辆如表 2所示。

南京江南公交公司调研结果显示，公交车的服役周期为8 a。参照国务院认定的《企业绩效评价标准值》，公共电汽车客运企业运营良好时的资本收益率应大于7.5%。以下分析中，逐年投入费用均以全生命周期N为8 a计算，公交运营企业的资金折现率为i=7.5%，数据测算以2013年初为基准时间。

在公交车投放时，出厂成本是购置的主要投资项构成。新能源车的出厂成本主要受核心零部件(动力电池、驱动电机、电控系统、内燃机)和其他零部件(车身、内饰、底盘)共同影响。因此通过分析当前关键核心零部件价格，计算各类型车辆的平均出厂成本。

车辆购置税方面，根据国家税务总局2012年通知，至2015年末，城市公交企业的公共汽电车辆购置税被豁免，即3种类型的公交车C_t=0。根据财政部2013年最新规定^[9]，符合节油率与电功率条件要求且利用超级电容技术的10 m以上城市混合动力车公交车可获得20多万元补贴，符合电功率条件要求的10 m以上纯电动公交车或获50万元元推广补贴，取混合动力车公交车的补贴25万元，而纯电动车补贴50万元，普通柴油公交车无政策支持，补贴为0，计算时C_r取负数。

公交车的维护保养费一般与行驶里程、公交车技术的成熟度相关。经调研，所有种类的公交车新投入1 a内车况较好，1 a后故障率提升，维修保养频率与费用均会增长，特别是新能源车的核心零部件运行2~3 a后需更换。根据南京江南公交公司调查数据，设定CDB第1 a的维修保养费用为0.6万元，第2 a为1.2万元，以后每年逐年增加0.2万元。HEB由于多出电控系统与驱动电机，二者也是故障多发部件，将其有形与无形磨损价值摊销到每年的维修费，平均每年维修费占电控系统与驱动电机总成本费用的12.5%。由于大容量电池存在容量衰退现象，BEB相对HEB多出电池更换费用^[10]。根据经验数据，电池寿命一般为2.5 a，在第3 a 和第5 a 需换电池。按照文献^[11]的电池成本趋势预测，NJL6129BEV两次更换电池成本分别约为60万元和40万元。根据以上分析，3种类型车辆的维修保养费估算如表 4所示。

根据文献^[12]车辆报废余值一般为购置出厂成本的4%，则计算出报废时余值分别为：CDB的C_s=55×10⁴×4%=2.2万元， HEB的C_s=91×10⁴×4%=3.64万元，BEB的C_s=166×10⁴×4%=6.64万元。

能耗成本是公交车运营持续投入的主要开支。本案例中选取的CDB与HEB采用柴油作为动力燃料，而BEB采用存储电能作为驱动力。百公里能耗成本=燃料单价×百公里燃料消耗量，故以柴油与电能单价为定额计算能耗成本。采用最小二乘法预测未来柴油与电能单价,如表 5、表 6所示。

经实测，南京江南公交NJL6120G4百公里油耗为35.7 L，NJL6129HEV百公里油耗为30.8 L,NJL6129BEV百公里耗电121 kW·h。南京公交车日平均行驶里程186 km计算，则3种公交车年均行驶里程为186 km/d·365 d=67 890 km。根据以上数据计算各种类型车的年均能耗成本费用，如表 7所示。

将各经济性影响因子数据代入式(3)，得到2013年各类型公交车全生命周期资金投入净现值数据。CDB为210.24万元，HEB为212.55万元，BEB为248.12万元。资金投入净现值及各影响因子构成如图 2所示。

图 2 基于动态成本模型的3种公交车经济性 Fig. 2 Economy of 3 types of bus based on dynamic cost model

图选项

根据图 2分析结论如下：

(1)从3种公交车生命周期总成本来看，当前HEB,CDB比较BEB更具有经济上的竞争优势。BEB比CDB,HEB的总成本高出37.88万元和35.57万元，其经济性处于明显弱势；HEB比CDB总成本高2.31万元，二者处于竞争状态。

(2)就各因子对经济性的影响而言，CDB全生命周期中能耗成本最高，占其全生命周期成本的71.9%；HEB同样是能耗成本最高，为61.4%；而BEB全生命周期中购置成本最高，占43.5%，其次为维护保养成本。因此，提高新能源公交车经济性，首先需降低HEB的能耗成本、BEB的购置成本和维护保养成本。

(3)从发展的角度看，BEB具有较好的应用前景。BEB突出的节能特性使其能耗成本较传统CDB低105.91万元，但购置与维护保养中的电池价格导致总体经济性较差。按本文所述动态模型试算，当BEB的电池技术成熟，成本下降28.5%时，其总体经济性与其他两种公交车相当。

进一步，以HEB的数据为例，剖析考虑资金时间价值的经济性动态分析机理及其合理性。公交运营企业投资时，若初始投入的费用越高，公交企业承受的财务压力越大，反之越小。因此若HEB与CDB静态成本相同，但由于HEB购置时投入的一次性成本较大，公交企业会考虑其投资的时间点及投资量的影响，将更倾向选择CDB。由图 3可看出，动态模型计算过程中，正是考虑了成本投入的先后顺序，从而将各成本的静态值进行修正：维护保养成本、能耗成本较静态模型中的占比分别减小0.53%和4.92%,购置成本增加5.45%。考虑资金时间价值的动态模型不仅能表明不同投资时间点和投资量大小影响，而且根据资金折现率自动分配影响权重，因而更适用于实际应用中的新能源公交车经济性评价。

图 3 两种模型计算的HEB经济性影响因子对比图 Fig. 3 Comparison of economic impact factors of HEB calculated by 2 models

图选项

(1) 分析新能源公交车经济性动态分析的必要性，提出考虑资金时间价值的经济性分析模型。该模型引入车辆购置、维护保养、运营能耗这3个影响因子，采用公交车全生命周期投入资金净现值作为其经济性的表征指标。

(2) 根据2013年南京地区新能源公交车运营数据，运用该模型对HEB，BEB，CDB这3种类型公交车进行经济性分析，给出详细的数据测算依据与步骤。

(3)研究结论表明，当前HEB，CDB比较BEB更具有经济性。降低HEB的能耗成本、BEB的购置成本和维护保养成本，是提高新能源公交车经济性的关键。从发展的角度看，随着电池技术的不断成熟，节能特性明显的BEB具有较好的应用前景。

(4) 对比传统经济性静态分析方法，论证本文经济性动态分析模型的合理性。该模型以公交企业的消费者视角研究新能源公交车经济性，权衡不同投资时间点和投资量的代价，因此适用于现实应用中的新能源公交车经济性评价。