随着国民经济的持续高速发展和居民生活质量的提升,机动车保有量大幅增长,道路交通已经成为我国城市区域大气污染和温室气体排放的主要来源。电动汽车被认为是一种清洁的交通工具,近年来在国家及地方层面得到了大力推广。但大规模的电动汽车发展不仅可能影响电网运营的稳定性,而且有增加电力部门排放的风险。因此,亟需定量评估电动汽车规模化发展对城市电力系统、大气排放和经济发展的综合影响,为合理制定区域电动汽车发展政策和管理策略提供科学支撑。本研究以长三角地区重要城市——南京市为研究对象,2018年为研究年份,综合应用情景分析、充电行为模式调研、蒙特卡洛模拟、电力系统时序运行模拟、道路交通排放清单模型和成本有效性分析等方法,系统评估了私家车、出租车和公交车三种类型电动汽车发展对城市电网负荷和交通与电力部门排放的影响以及电动汽车减少碳排放的成本有效性,主要结果包括:从南京市电动汽车规模化发展的充电负荷来看,电动私家车工作日的充电需求高峰出现在上午8:00-10:00以及晚上19:00-22:00;休息日充电负荷相对分散,高峰在18:30左右。电动出租车负荷峰值出现在12:00-14:00和20:00-22:00,而公交车充电需求高峰出现在下午12:00-15:00以及晚上19:00-21:00。其中,在私家车50%电动化、出租车和公交车100%电动化情景下,电动汽车工作日的充电负荷最高峰出现在20:30左右,峰值负荷达到1070 MW,占到南京市全年最高负荷的10%;休息日峰值负荷为800 MW。若无政策引导,电动汽车充电负荷高峰将与社会用电高峰重合,导致电网负荷“峰上加峰”;在有政策引导的有序充电情景下,充电负荷高峰将右移到凌晨1:00,达到“削峰填谷”的效果。从电动汽车发展的环境影响来看,在私家车50%电动化、出租车和公交车100%电动化情景下,交通部门SO₂、CO、NO_X、PM_2.5、PM₁₀和VOCs六种污染物以及CO₂相对于基准情景分别减排49吨、20223吨、2568吨、434吨、773吨、3649吨和799万吨,减排率分别为33%、33%、7%、23%、25%、35%和33%。但对应情景下,电力部门SO₂、NO_X、PM_2.5、PM₁₀和CO₂排放量分别增加了874吨、1795吨、99吨、178吨和229万吨,增加比率为4.1%、4.6%、4.3%、4.3%及4.0%。综合交通和电力部门排放,该情景下除SO₂外的其他污染物排放都会有所减少。若实施有序充电,可以进一步提升电动汽车的减排效果。从电动汽车规模化发展的总成本和碳减排成本来看,由于现阶段电动汽车增加的购买和保险费用超过其节约的燃料成本以及购买税和使用税,私家车、出租车和公交车的电动化会增加私人和社会总成本（包括购买和使用成本）,分别增加2.96万/辆、9.50万/辆和117.38万/辆。若只考虑私人成本,电动私家车的成本低于燃油车,而电动出租车和公交车的成本仍然高于燃油/燃气车。私家车的碳减排成本会随着电动渗透率的增加而降低,当私家车电动渗透率由20%提高到50%时,其碳减排成本由893元/吨CO₂降低到484元/吨CO₂;有序充电可以使其减碳成本进一步降低到364元/吨CO₂。现阶段影响电动汽车减排效益的关键是电力部门的排放水平,因此,一方面需要降低传统电力部门的排放水平,持续推进电力部门超低排放改造;另一方面,可以通过电动汽车入网技术,利用大规模电动汽车的储能源,作为电网以及可再生能源的缓冲,减少清洁能源“浪费”的同时实现电动汽车的低排放;而且,城市管理部门可以通过峰谷电价等政策和智能调控等技术措施对电动汽车充电时间进行调控,达到“削峰填谷”的效果,综合提升城市电动汽车发展带来的能源和环境效益。此外,降低电动化成本是推动电动汽车规模化发展的关键,一方面需要电动汽车生产企业加大研发力度,降低生产成本;另一方面,政府需要继续在税收、保险等方面对电动汽车生产企业和购买者保持相应的支持力度。