乘用车排放标准和电动汽车目标（英）

乘用车排放标准和电动汽车目标 约书亚林 工作论文23-052023年3月 关于作者 约书亚林是马里兰大学农业和资源经济学系的教授，也是RFF的高级研究员。他的研究重点是环境政策和经济激励对交通、电力和工业部门新技术的影响。他的运输研究评估了美国和欧洲的乘用车税收和燃油经济性标准。他研究了北京的汽车所有权限制对出行行为、劳动力供 应和生育率的影响。 关于复位触发器 未来资源（RFF）是华盛顿特区的一家独立的非营利研究机构。其使命是通过公正的经济研究和政策参与来改善环境、能源和自然资源决策。RFF致力于成为最广泛信任的研究见解和政策解决方案的来源，从而带来健康的环境和繁荣的经济。 工作文件是其作者为提供信息和讨论而分发的研究材料。他们不一定经过正式的同行审查。此处表达的观点是个别作者的观点，可能与其他RFF专家，其官员或其董事的观点不同。 分享我们的工作 我们的作品可在署名-非商业性使用-禁止衍生品4.0国际（CCBY-NC-ND4.0）许可下进行共享和改编。您可以以任何媒介或格式复制和重新分发我们的材料;您必须提供适当的信用，提供许可证的链接，并指出是否进行了更改，并且您不得应用其他限制。您可以以任何合理的方式这样做，但不得以任何方式暗示许可方认可您或您的使用。您不得将材料用于商业目的。如果重新混合、转换或构建材质，则不得分发修改后的材质。有关更多信息，请访问https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/. 乘用车排放标准和电动汽车目标 约书亚林 *2023年3月 摘要 本文分析了美国嵌套政策对插电式汽车的影响：国家级零排放汽车（ZEV）标准和国家乘用车燃油经济性和温室气体（GHG）标准。我使用乘用车市场的计算模型，该模型内生化制造商对价格、技术、燃油经济性和马力的选择，并纳入了由市场力量和消费者低估燃油经济性造成的预先存在的扭曲。忽略2022年ZEV标准对燃油经济性和温室气体标准的影响，ZEV标准似乎在不减少排放的情况下增加了高成本。然而，考虑到这种影响，ZEV标准以适度的成本减少了温室气体排放。 *马里兰大学和未来资源。电子邮件：linn@umd.edu。我感谢阿尔弗雷德 P.SloanFoundation和SmithRichardson基金会资助这项研究。KevinAnkney在数据构建方面提供了出色的研究帮助，BenjaminLeard和KatalinSpringel合作创建了均衡模型的先前版本。我感谢RaphaelCalel，CarolynFischer，ArtFraas，JohnGraham，MarkJacobsen以及公共政策分析和管理协会秋季研究会议和美国经济协会年会的与会者的有益评论。 1介绍 在美国，州级电动汽车目标嵌套在联邦燃油经济性和温室气体（GHG）标准中。自1970年代以来，美国交通部（DOT）一直在监管新乘用车的燃油经济性，自2011年以来，美国环境保护署（EPA）一直在监管其温室气体排放。目前的EPA和DOT标准适用于到2026年销售的车辆。加利福尼亚州还实施了零排放汽车（ZEV）计划，该计划基本上设定了最低插电式汽车市场份额，其他14个州（主要是东北部和大西洋中部）已经采用了该计划。ZEV标准适用于到2025年销售的车辆，加利福尼亚州最近要求到2035年所有新车都是插电式或燃料电池。该计划覆盖了美国所有新车销量的三分之一和近四分之三的插电式汽车销量;它可能会继续与联邦标准共存，并在从汽油到电动汽车的预期过渡中发挥重要作用。 根据嵌套政策的标准理论，鉴于联邦温室气体和燃油经济性标准，各州采用ZEV标准似乎效率低下 。温室气体标准决定了新车的平均排放率。与有国家温室气体标准但没有ZEV标准的假设相比，ZEV标准迫使更多的插电式汽车进入市场。只要联邦标准仍然具有约束力，附加插件就不会影响新车的平均温室气体排放率。这种情况是ZEV计划排放泄漏的一种形式，因为ZEV州的减排量被其他州的增加所抵消，使全国总量保持不变。ZEV标准通过施加 额外的限制制造商。1简而言之,这种情况似乎是一个例子 共享减少温室气体排放目标的重叠法规效率低下（Tinbergen，1952）。2 尽管ZEV计划及其在加速从汽油到电动汽车的过渡方面发挥着重要作用，但关于它的经济学文献很少。本文通过考虑监管决策的时机并纳入由市场力量和消费者低估造成的预先存在的扭曲，挑战了其效率低下的标准观点。 1在评估合规性时，EPA不包括为电动汽车电池充电的发电温室气体排放。忽视这些排放意味着更严格的ZEV标准可以增加 考虑电力排放后的温室气体排放（Jenn，Azevedo和Michalek，2016）。 2ZEV标准也是为了减少当地的空气污染。Holland等人（2016）发现，与典型的汽油动力汽车相比，加利福尼亚州的电动汽 车减少了当地的空气污染，Fowlie，Knittel和Wolfram（2012）认为氮氧化物的排气管标准效率低下。ZEV标准可能不是减少乘用车当地空气污染的有效政策，因为（除其他原因外）它们只监管新车（Gruenspecht，1982）。 燃油经济性。该论文提供了对ZEV计划的福利和分配效应的首次回顾性估计，并说明了考虑预先存在的扭曲和监管过程的时间安排的重要性。 在这种情况下，重叠法规的标准观点过于简化，原因有两个。首先，加州在EPA和DOT制定联邦温室气体和燃油经济性标准之前选择ZEV标准。例如，在2011年，加利福尼亚州设定了2012-2025年的目标，比EPA和DOT制定2025年的最终标准早了十年。3此外，EPA和DOT认为ZEV标准是他们评估改变标准的收益和成本的基线的一部分。因此，更严格的ZEV标准降低了EPA和DOT标准的增量成本，这可能导致它们更加严格。4 这种观点过于简化的第二个原因是它忽视了不完全竞争和消费者行为的市场失灵。新车市场包含差异化产品，相当集中;七家最畅销的制造商约占销售额的90%。边际成本的均衡加价取决于消费者对价格的敏感性，插电式汽车和汽油车的加价可能有所不同。由于ZEV、燃油经济性和温室气体标准会影响市场份额和均衡加价，原则上，ZEV标准可以通过减少市场力量造成的汽油和插电式汽车销售扭曲来增加私人福利。因此，标准观点没有纳入监管差异化产品市场的经济学，这些产品市场包含由市场力量引起的扭曲（Weyl和Fabinger，2013）。 此外，消费者选择的插件可能比私人优化的要少。如果消费者在两辆假设的车辆之间进行选择，除了其中一辆燃料成本较低之外，“低估”是指消费者愿意为未来节省一美元的燃料成本支付不到1美元的情况。文献集中在估计汽油车的低估上，发现了混合证据（例如，Busse、Knittel和Zettelmeyer（2013）以及Gillingham，Houde，andBenthem（2021））。低估（即内部性）为制造商提供提高燃油经济性和提供插件（燃料成本低于汽油车）的动力太少，如果低估足够高，燃油经济性标准可能比碳价更具成本效益（AllcottandGreenstone，2012）。推而广之，如果插件的低估就足够了 高，ZEV标准可以增加私人福利。5 3更具体地说，在2012年，EPA采用了到2025年的温室气体标准。但是，联邦法律禁止DOT提前制定标准。部分由于 行政部门政党的变化，这两个机构在2012年、2016年、2020年和2021年四次为2025年车辆制定了标准。 4更具体地说，ZEV标准降低增量成本的程度大于降低EPA和DOT标准的增量效益。 5需求溢出效应强化了这一论点，即消费者在一个时期内采用插件会增加消费者在随后时期对插件的需求，因为学习 或网络外部性 在这种情况下，我提出三个问题：a）鉴于先前存在的扭曲，ZEV和燃油经济性标准如何影响社会福利;b）更严格的ZEV标准是否导致EPA和DOT收紧联邦标准;以及c）ZEV标准的成本和收益在制造商和人口群体中的分布情况。为了回答这些问题，我采用了新车市场的均衡模型，旨在内生制造商和消费者选择可能对政策做出反应的关键利润。我从观察到的选择中估计所有供需参数，并模拟反事实政策场景来回答这些问题。 接下来，我将解释本文中使用的模型如何建立在最近的文献之上并满足这些要求。消费者根据收入、年龄和城市化程度被分配到相互排斥的地区和人口群体。消费者选择车辆以最大化主观效用，偏好参数因人口群体而异。 汽车制造商通过采用节油技术并选择符合ZEV和联邦标准的燃油经济性，马力和价格来最大化利润 。对这些选择进行建模遵循怀特富特、福利和斯克洛斯（2017）、利德、林恩和斯普林格尔（2023）以及雷纳特（2021）。具体来说，节油技术使制造商能够在不降低马力的情况下提高燃油经济性。例如，制造商可以用七速变速器代替六速变速器，从而使发动机更有效地运行。制造商在开始生产之前，采用重新设计和测试车辆的技术成本会降低;技术的采用增加了生产车辆的边际成本。制造商还可以重新调整发动机以牺牲马力（和性能）来换取燃油经济性，如Whitefoot，Fowlie和Skerlos（2017）。 所有模型参数均根据2010年至2018年间观察到的消费者和制造商选择进行估算。需求估计考虑了车辆价格、燃油经济性和马力的内生性，我报告了不同人口群体和地区的偏好差异很大。ZEV州和高收入群体的消费者对插件的支付意愿相对较高。平均而言，消费者愿意为节省1美元的燃料成本支付约0.35美元，这表明平均而言存在相当大的低估。在以收入和地区为条件后，我没有发现汽油车和插电式汽车被低估的证据。这种低估导致制造商在提高燃油经济性方面的投资少于私人最优（ 充电站（斯普林格尔，2021年）。如果更严格的ZEV标准由于电池或车辆生产中的边做边学而降低插件成本，这一论点将进一步加强。原则上，更严格的ZEV标准将增加电动汽车的销量，通过边做边学降低电池成本和达到联邦标准的成本。 是,即使撇开GHG外部性)。 技术采用的估计边际和沉没成本使观察到的选择合理化。技术采用对边际成本的估计影响意味着，到2010年代初，制造商已经用尽了许多低成本的节油机会。固定成本是合理的，这意味着1500万美元的沉没成本将提高效率10%。 我使用均衡模型和估计参数来模拟一组反事实，这些反事实孤立地分析ZEV和联邦标准，然后分析两种政策的相互作用。首先考虑ZEV标准，我发现在保持燃油经济性和温室气体标准的严格性的同时收紧它们会增加插电式销售，平均每辆车的福利成本至少为15，000美元。这些成本随着ZEV的严格性而增加，因为标准加剧了预先存在的扭曲。在具有严格燃油经济性标准的情况下，ZEV标准的每辆车成本较低，因为这些标准提高了汽油车相对于插件的成本，降低了ZEV标准的增量成本（Leard和McConnell（2020）证明了这种理论可能性）。这一结果突出了内生加价和预先存在的扭曲在评估重叠政策方面的重要性。 谈到更严格的燃油经济性标准的福利影响，这些标准在2016年至2022年间收紧了15%。更严格的标准增加了社会福利 2022年生产的汽车价值180亿美元。燃料成本节约占福利收益的大部分，这与EPA和NHTSA的事前预测一致。我估计福利收益比机构预测的要小，主要是因为估计的技术成本更高，并且放弃了马力改进 （机构忽略了这一点）。6 接下来，我问ZEV标准是否会导致EPA和DOT采用更严格的标准。7 2016年标准代表基线，我估计ZEV标准相对于2016年标准对2022年标准福利收益的影响。收紧ZEV标准可将2022年燃油经济性标准的福利收益增加130亿美元。因此 6Leard，Linn和Springel（2023）估计了2012-2022标准的福利影响，而不是2016-2022。正如文本所解释的那样，该论文 与本文之间的模型结构和参数估计存在一些差异，但本文中使用的模型对2012-2022年标准产生了类似的福利估计。 7正如我在第3节中所讨论的，EPA和DOT可能会根据估计的社