城镇家庭代谢活动是城市生态系统的重要过程,识别城市家庭内部代谢过程对资源节约、环境保护有重要意义。产品的消费需求是家庭代谢的核心内容,其在生产、使用、废弃的过程中不断地与环境相互作用与影响，对这些物质流长期变化的评估是资源管理的重要挑战。随着中国城镇居民消费结构的升级，乘用车及油品消费已经成为房屋消费之后居民消费最重要的部分。从 1997年到 2016年，城镇家庭乘用车保有量已经从每百户 0.19辆增加到35.48辆。家庭乘用车保有量的迅速增加不可避免的对家庭代谢产生重要影响。
    本文建立了基于乘用车保有量、材料组成以及寿命模拟的中国城镇家庭乘用车物质代谢框架，采用自下而上的方法，结合家庭乘用车的消费基础数据及其物质组成的信息量化了家庭乘用车消费的物质代谢结构，并结合国家汽车产业政策、居民消费水平，对2017至2050的家庭乘用车代谢进行了不同情境的模拟，为资源利用及废弃物管理提供依据。主要结论如下：
（1）采用物质流分析的方法,对中国城镇家庭乘用车的物质量进行了核算,结果表明,自90年代后期私人汽车进入家庭的近20年以来，中国城镇家庭存量迅速增长，目前仍处于存量净增加的阶段。2016年城镇家庭乘用车消费户均物质存量已达466.62kg，比1997年的2.29kg增长了200多倍。户均城镇输入量则由1997年的5.54kg增加到了2016年390.22kg，近20年间增加了70多倍，其中，燃料的增量明显多于汽车材料。户均输出量在2016年达到2110.96kg，主要是尾气排放。2016年，户均材料输入量是其输出量的9倍以上，中国城镇家庭乘用车的物质存量处于稳定增长的阶段，代谢格局仍然以“净存量”增加为主。
（2）综合考虑家庭因素、社会因素和政策因素,采用收入分布曲线预测了中国城镇家庭乘用车保有量增长变化曲线 ,结果表明,城镇家庭的汽车保有量持续增高，预计到2050年，每百户汽车保有量将达到92.92-123.94辆。新增量也是持续高速增长，并于 2025年左右达到小高峰，居民的乘用车消费需求得到不断满足，乘用车作为存量大量储存在家庭之中，之后开始有下降趋势，之后伴随着早期大量进入家庭的乘用车达到使用年限逐渐报废，新增量又有增加的趋势。
（3）针对中国新能源普及和汽车轻型化的产业政策背景，模拟了未来2050年城镇家庭乘用车代谢格局。结果表明,从物质量的来看，新能源普及情景对家庭代谢的流量影响最大，但对存量的影响有限。相比于基准情景,新能源汽车情景下的户均物质输入量减少20%，其中燃料输入量减少34%，而户均输出量减少了 36%，其中尾气减少了 37%，可以说有效的降低了资源使用和环境影响。由于新能源报废年限较短，某种程度上加速了家庭材料存量的输出，同时，新能源汽车自身物质材料与传统汽车的差异，如锂金属及石墨等新型稀有材料的使用，导致材料在家庭系统中的存量结构的累积发生变化，待汽车报废后又会进一步对中国报废回收产业产生重要影响。汽车轻型化的趋势对家庭代谢的流量存量都有较大影响，相比于基准情景 ,轻量化情景户均物质存量减少了 50%，而且其材料结构发生了显著变化，普通钢铁比例下降，而高强钢、镁铝合金和碳纤维等轻型材料比例占据主要存量。
    总体来看，从1997-2050年，家庭系统中乘用车存量由加速增长逐渐趋于平稳增加，随着保有量逐渐饱和，输入输出达到平衡状态。从乘用车进入家庭很长一段时间内，材料的输入是材料物质流代谢的主要驱动力，随着2025年前后存量增加量达到顶峰并开始逐渐下降，存量增长速率下降逐渐平稳增长。到2040年左右，前期涌入的汽车达到报废期限材料大量输出系统，输入量又开始小幅上升，而新能源汽车由于使用年限短，在其普及的背景下，输入量增加的时间提前到2030年左右。