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电动巴士的理想与现实_7

发表于:2019-07-05 11:40 作者:新闻小编 来源:新闻小编

  中国新能源汽车十城千辆的示范结果初步表明:公共交通行业推行的电池电动巴士工作应终止。可以小结地说,目前尚不具备推广应用的技术水平和经济条件,仅靠财政补贴是不可持续的。所谓的新能源纯电动巴士的电池自重就接近车辆核定载客重量,又把电能转换为机械能来驱动车辆行驶,其节能效果却不如传统的无轨电车。政府的新能源汽车政策将按照节油(减排)效果而非技术路线进行补贴,无轨电车将得到复兴与发展。

  笔者在深圳参加中国公共汽车节能大赛期间,深入地实际了解到电池电动巴士(纯电动巴士)的技术水平和运营现状,可以小结地说:公共交通行业尚不具备推行电池电动巴士的技术水平和经济条件,仅靠财政补贴不可持续发展。所谓的新能源纯电动巴士的电池自重就接近车辆核定载客重量,又把电能转换为机械能来驱动车辆行驶,其节能效果却不如传统的无轨电车。如果政府的新能源汽车政策将按照节油(减排)效果而非技术路线进行补贴,无轨电车应得到复兴与发展。

  有制造商宣扬,电池电动巴士为世界上最便宜的电动巴士能耗成本不到同类燃油车辆的三分之一。以比亚迪零元购车零排放解决方案为例,其电价按工业用夜间低谷价(0.3元/度),电池使用寿命期按8年来计算,油电差价产生的运营成本可节省87万元。但是,如果考虑充电站和备用电池等基础设施的建设与维护使用费,电池电动巴士即使在获得政府50万元新能源客车购买补贴后,其车辆运营成本仍然要比传统燃油巴士高(约20%以上)。

  巴士运营成本中,动力成本、折旧成本和部件成本因制造商的技术水平而有很大的差异;运营成本中的外部服务、保险成本、轮胎供应成本则因运营商的管理水平而有很大差异,加上各地法规对环境保护等社会效益方面的管制程度不同,因此,城市当局或运营商选择巴士不仅主要依据经济学的寿命期总成本,还必须转向能效高、有利于全球与城市环境保护,以及不影响人体健康的现实。显然,就现有技术水平来讲,电池电动巴士还不是理想的公共交通工具。

  城市交通系统的问题,诸如性能(效率、载运能力和速度)、技术(各种交通方式子系统)、质量与成本(投资和运营)和环境影响等都是很重要的因素,它们直接影响着城市的位置、规模、结构、以及经济和社会的关系。不同城市采用不同策略来发展公共交通系统,无论从可持续发展还是城市生活质量的规划策略上来讲,无轨电车都是未来电力驱动的公共交通典范之一。

  理论上讲,电力推进系统的能效为80%~90%,燃料电池推进系的能效为46%,内燃机推进系统的能效只有15%~30%,因此,国际公共交通发展的趋势之一就是电力推进。所谓的电动巴士(ElectricBus)是指使用电力驱动或牵引(ElectricDriveorTrac鄄tion)在道路上行驶的载客车辆,包括电力来自车载存储介质的电池电动巴士和来自架空接触网的无轨电车,以及由车载内燃机发电来驱动车辆行驶的混合动力巴士。

  无轨电车主要利用架空接触网提供电力,还可使用辅助动力单元(A鄄PU)成为串联式混合动力巴士,进一步使用超级电容、电池及燃料电池作为动力源就成为电池电动巴士。到目前为止,使用电力驱动的最有效方法仍然是从架空线网上获取电能,所有其它形式的存储和非接触式能源传输都要损失一定的能效。

  正在各大城市示范运营的2526辆纯电动巴士,大多是简单地将电池和电机取代传统推进系统,完全忽视公共巴士的特性。以标准12米巴士为例,对于相同技术配置的无轨电车而言,电池电动巴士所装备的电池重量为2500~3500公斤,在每天近300公里的行驶里程中,相当于运载50~70名乘客体重的电池做无用功,无疑是一种能源浪费。一位老部长曾形象地批评政府在公共交通行业花巨额补贴去推广电池电动巴士是脱了裤子放屁(放屁无需脱裤子,脱裤子所消耗的力气就是无用功)。

  高容量的电池、快速充电和放电、长寿命和低价格都是获得能效的方法。目前的电池效率仍然要比矿物燃料低,即使按照最乐观的电池发展估计,到2025年电池能量密度可能翻两倍,还是要比一箱柴油燃料的能量储存量少25~50倍。在电池的固有特性(重量与容量等技术方面)没有革命性的突破之前,采用电池为巴士提供动力电源很难实现商业化,仍然只是一种理想。

  我很纳闷:政府为什么要巨额补贴电池电动巴士?为什么不补贴能效高的无轨电车?新能源汽车的补贴是否已经背离政府新能源汽车政策所倡导的节能减排原则?

  高效的城市交通系统和交通管理系统是克服巨大挑战的关键,既要减少温室气体排放,还要减少交通拥堵,无轨电车就是节能减排的最佳选择,其寿命期大约是柴油巴士的两倍,它既没有车载发动机产生的振动,行驶非常安静和平顺,橡胶轮胎也无有轨电车钢轮所产生的噪声。无轨电车兼具公共巴士和有轨电车的优缺点,使其成为当代备受争议的公共交通方式。中国城市正面临越来越严重的道路交通拥堵和环境污染问题,选择发展无轨电车符合节能减排的政策导向。

  无轨电车相对于其它公共巴士而言,具有一定的经济、技术与环保优势,遗憾的是这些优势在城市交通系统发展的战略决策中早已被人们所遗忘,无轨电车在城市公共交通系统中的兴衰历程,主要原因在于其技术上固有的缺陷(机动性差)。当私人小汽车普及后,城市结构发生变化,人们要求建设更多的道路,无轨电车线网就成为一种障碍,许多城市将无轨电车线路改为巴士运营;在世界性的石油危机后,一些城市当局重新审视无轨电车在保证公共交通系统多样性上的地位,使无轨电车又开始复兴。现代无轨电车代表有吸引力、创新、环保、高价值公共交通解决方案,且可以快速、有效地实施。

  现代无轨电车的发展紧跟有轨电车(电控)技术的发展、公共巴士(铰接与低地板)技术的发展和轮毂电机(低地板和宽通道)技术的发展。架空线网的设计显着地减少了视觉影响,且大大提高了供电可靠性;无轨电车使用小型柴油发动机组或牵引电池(混合动力)可脱线行驶,遭遇交通事故、计划保养、并排停车等,都可以毫无困难地绕过,这种方案已经成为标准配置,使无轨电车既可以在延长线上运营,还可以消除道路交叉口的复杂线网;先进的无轨电车系统还采用单轨、光学和雷达装置进行导航,采用隔离的道路使无轨电车成为快速公共交通系统。

  世界各地的运营经验推动无轨电车制造发展为成熟的行业,在创造高效部件方面的措施包括:增加电机每千克的功率密度、开发高压系统来减少电力导线的截面及整个线网的重量、用高压连接大部分电气系统供电而减轻重量、将所有照明改为LED;在减少能源消耗方面的措施包括:通过更好的软件控制能源管理流程和更多的集中加热和冷却来提高能源管理,通过车上和路旁(变电站)的能源回收来改善能源管理;在存储和回收利用制动能方面的措施包括:超电容器、电池、飞轮和静态存储单元;无轨电车采用混合动力装置,在直线和末端直接从架空线网取电,消除市中心的架空线网,可通过道路交叉口,结合自主行驶和间接电流收集。

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