國內(nèi)外燃料電池公共汽車

1、國內(nèi)外燃料電池公共汽車示范運(yùn)行項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告目錄0 前 言11國際燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀和動(dòng)向21.1 燃料電池汽車發(fā)展路線和規(guī)劃2政府方面發(fā)展規(guī)劃2汽車企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略61.2 燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢9燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀9燃料電池汽車技術(shù)進(jìn)展12燃料電池汽車發(fā)展趨勢142國內(nèi)外燃料電池公共汽車示范運(yùn)行現(xiàn)狀152.1 HyFleet：CUTE示范運(yùn)行項(xiàng)目16示范運(yùn)行組織16示范運(yùn)行情況19示范運(yùn)行總結(jié)232.2 美國燃料電池公共汽車示范運(yùn)行項(xiàng)目24示范運(yùn)行組織25示范運(yùn)行情況28示范運(yùn)行總結(jié)332.3 中國燃料電池公共汽車示范運(yùn)行項(xiàng)目35示范運(yùn)行組織36示范運(yùn)行情況39示范運(yùn)行總結(jié)433 國內(nèi)

2、外燃料電池公共汽車示范運(yùn)行總結(jié)443.1 示范運(yùn)行項(xiàng)目取得成就443.2 商業(yè)化運(yùn)行面臨的挑戰(zhàn)464 中國燃料電池公共汽車示范運(yùn)行建議484.1 示范運(yùn)行組織方面49信息共享49集中采購49區(qū)域合作494.2 政府支持方面50政策層面50資金方面50圖表目錄圖1 NIP項(xiàng)目交通領(lǐng)域的工作節(jié)點(diǎn)和工作內(nèi)容4圖2 日本燃料電池汽車商業(yè)化發(fā)展階段目標(biāo)5圖3 豐田汽車能源動(dòng)力發(fā)展戰(zhàn)略7圖4 通用汽車能源動(dòng)力發(fā)展戰(zhàn)略8圖5 大眾汽車能源動(dòng)力發(fā)展戰(zhàn)8圖6 戴姆勒燃料電池汽車發(fā)展路線圖9圖7 1997-2009年燃料電池汽車總量增長情況圖示10圖8 全球氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)11圖9 示范運(yùn)行組織開展構(gòu)架圖17圖10

3、 柏林加氫站建設(shè)布局18圖11 示范車輛車輛利用率和行駛里程統(tǒng)計(jì)19圖12 車輛停運(yùn)原因統(tǒng)計(jì)20圖13 加氫站停工原因統(tǒng)計(jì)21圖14 不同車輛全壽命周期內(nèi)GHG排放對比22圖15 是否支持氫能源車進(jìn)入公共交通服務(wù)體系調(diào)查23圖16 示范運(yùn)行車輛月均行駛里程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)29圖17 運(yùn)行車輛停工原因統(tǒng)計(jì)30圖18 燃料電池汽車和基準(zhǔn)車輛燃油經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)31圖19 燃料電池汽車和基準(zhǔn)車輛MBRC統(tǒng)計(jì)32圖20 CTTRANSIT司機(jī)對燃料電池汽車與柴油車的性能對比評價(jià)33圖21 AC Transit關(guān)于乘客對開展大規(guī)模燃料電池公共汽車示范態(tài)度調(diào)查33圖22 示范運(yùn)行組織管理流程圖37圖23 北京加氫站

4、情況39圖24 北京加氫站的工藝流程圖40圖25 北京不同制氫方式的燃料全生命周期能耗對比41圖26 被訪者總體認(rèn)知情況43圖27 票價(jià)相同情況下乘客的選擇意愿43表1 Fyfleet:CUTE 項(xiàng)目示范車輛情況一覽表18表2 示范城市加氫站氫源供應(yīng)方式19表3 美國燃料電池公共客車主要在示范項(xiàng)目情況27表4 示范運(yùn)行車輛的行駛里程和時(shí)間統(tǒng)計(jì)28表5 燃料電池汽車車輛利用率29表6 加氫量統(tǒng)計(jì)32表7 北京燃料電池汽車示范運(yùn)行項(xiàng)目車輛情況38表8 示范運(yùn)行結(jié)果統(tǒng)計(jì)400 前 言進(jìn)入21世紀(jì)，能源安全與環(huán)境保護(hù)已成為制約汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，推動(dòng)汽車能源動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型、實(shí)施節(jié)能減排戰(zhàn)略成為

5、國際汽車工業(yè)面臨的共同選擇。燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV），尤其是氫燃料電池汽車可以實(shí)現(xiàn)零污染排放和較高的能量轉(zhuǎn)化效率，且噪音低，能源取之不盡、用之不竭，成為解決環(huán)境污染和能源問題的最佳方案之一，近年來受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。許多國家和地區(qū)都將其視為國家戰(zhàn)略、城市戰(zhàn)略的重要組成部分，相繼出臺(tái)燃料電池汽車的發(fā)展和推廣計(jì)劃，組織開展官產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，實(shí)施大規(guī)模的政企示范運(yùn)行項(xiàng)目，積極推進(jìn)燃料電池汽車商業(yè)化運(yùn)行；各大汽車企業(yè)也都將燃料電池汽車作為未來汽車技術(shù)發(fā)展的重要路徑，紛紛設(shè)立燃料電池汽車研究開發(fā)計(jì)劃，積極參與示范運(yùn)行，加快了能源動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型和燃料電池汽車商業(yè)化運(yùn)行步伐。世界范圍內(nèi)已從2002年開

6、始燃料電池汽車的大規(guī)模示范運(yùn)行，而燃料電池公共汽車被認(rèn)為是最有可能率先產(chǎn)業(yè)化的車型之一，并在歐盟以及美國、日本、澳大利亞等多個(gè)國家蓬勃開展并取得令人矚目的成就。組織開展燃料電池公共汽車示范運(yùn)行，是解決高科技產(chǎn)品市場推廣初期規(guī)模和成本之間的矛盾，突破制約燃料電池汽車商業(yè)化運(yùn)營的燃料電池汽成本、性能以及配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等因素的關(guān)鍵?？偨Y(jié)示范運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)車輛設(shè)計(jì)，推動(dòng)配套設(shè)施建設(shè)，更好地指導(dǎo)后期示范運(yùn)行工作的開展，是推動(dòng)燃料電池汽車商業(yè)化運(yùn)行過程中不可或缺的重要步驟。本文以世界范圍內(nèi)代表性的燃料電池公共汽車示范運(yùn)行項(xiàng)目為基礎(chǔ)，對相關(guān)示范運(yùn)行的組織開展情況進(jìn)行了闡述和總結(jié)，以期對將來示范項(xiàng)目的開展有

7、所幫助和借鑒。1國際燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀和動(dòng)向?yàn)榇龠M(jìn)燃料電池汽車的技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化，多年以來，世界范圍內(nèi)很多國家對燃料電池汽車技術(shù)發(fā)展給與了持續(xù)支持，相繼出臺(tái)完整的國家層面燃料電池技術(shù)研究開發(fā)計(jì)劃，組織開展產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)和全球范圍內(nèi)的跨國合作，大大促進(jìn)了全球燃料電池及燃料電池汽車的研究開發(fā)進(jìn)程。無論是燃料電池汽車技術(shù)水平，還是示范運(yùn)行推廣，都取得了前所未有的成果，為推動(dòng)燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化奠定了良好基礎(chǔ)。1.1 燃料電池汽車發(fā)展路線和規(guī)劃 1.1.1 政府方面發(fā)展規(guī)劃為應(yīng)對能源和環(huán)境危機(jī)，尤其是高企的油價(jià)和日益嚴(yán)峻的節(jié)能減排壓力，美、日、歐等相繼實(shí)施新的汽車發(fā)展戰(zhàn)略，進(jìn)一步明確了產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，

8、同時(shí)加大了政策扶持力度。燃料電池汽車作為“終極能源車”，備受各國青睞。很多國家都在國家層面上形成完整的研究開發(fā)計(jì)劃，支持解決該領(lǐng)域的發(fā)展面臨的技術(shù)性與非技術(shù)性的障礙。歐盟“燃料電池與氫能技術(shù)聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃”。為促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)間、國家間及國家與歐盟層級(jí)間的研究單位之間，加強(qiáng)彼此橫向的聯(lián)系，推動(dòng)燃料電池與氫能向更廣與更深層次的發(fā)展，歐盟執(zhí)委會(huì)于2003年成立了“氫能與燃料電池技術(shù)平臺(tái)”（HFP）。籍于此平臺(tái)近6年所取得的成就和達(dá)成的共識(shí)，2008年，歐洲委員會(huì)、歐洲工業(yè)團(tuán)體和歐洲科研團(tuán)體組成“燃料電池與氫能聯(lián)合執(zhí)行體”，共同實(shí)施“燃料電池與氫能技術(shù)聯(lián)合行動(dòng)計(jì)劃”，確定燃料電池和氫能為歐洲未來首選戰(zhàn)略性

9、新能源技術(shù)之一，并計(jì)劃在六年內(nèi)共同投資近10億歐元，開展燃料電池和氫能研究和技術(shù)開發(fā)與示范，推動(dòng)燃料電池新技術(shù)大規(guī)模推向市場。德國政府“氫能與燃料電池技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃”。2007年，德國啟動(dòng)The National Hydrogen and Fuel Cell Technology Innovation Programme（簡稱NIP），未來10年，預(yù)計(jì)投入10億歐元，通過支持示范項(xiàng)目和引導(dǎo)型項(xiàng)目以及一些目標(biāo)明確的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，為氫能和燃料電池市場化做準(zhǔn)備。具體到交通領(lǐng)域，NIP項(xiàng)目詳細(xì)地規(guī)劃了各項(xiàng)工作的時(shí)間節(jié)點(diǎn)、工作內(nèi)容和目標(biāo)以及資金投入等，如圖1所示。目前已有24個(gè)來自德國和歐盟的公司明

10、確表示加入NIP項(xiàng)目，并提供相應(yīng)的資金支持。產(chǎn)業(yè)化的準(zhǔn)備工作2020展望201520112015201020072010研發(fā)工作目標(biāo)：降低成本；輕量化；縮小體積；提升使用壽命；改善運(yùn)行條件；提升效率。車輛方面：質(zhì)子膜燃料電池堆、關(guān)鍵零部件、電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、氫儲(chǔ)存系統(tǒng)、氫內(nèi)燃機(jī)、系統(tǒng)集成；基礎(chǔ)設(shè)施：重整、電解和生物質(zhì)制氫技術(shù)；副產(chǎn)氫技術(shù)；氫的液化、儲(chǔ)存、管道和加注站項(xiàng)目預(yù)算：3.03億歐元項(xiàng)目預(yù)算：3.55億歐元 3.03億歐元 確立德國工業(yè)界在氫能和燃料電池技術(shù)領(lǐng)域的具有競爭性地位示范工作目標(biāo)：在日常應(yīng)用條件下進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證；為產(chǎn)業(yè)化、市場化作準(zhǔn)備。項(xiàng)目預(yù)算：3.6億歐元項(xiàng)目預(yù)算：1.26億歐元多

11、樣化的氫供應(yīng)途徑擴(kuò)大氫加注站網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大巴士示范車隊(duì)規(guī)模，擴(kuò)大示范區(qū)域；擴(kuò)大轎車示范車隊(duì)的規(guī)模驗(yàn)證競爭性體系提升現(xiàn)有技術(shù)水平優(yōu)化并拓展示范地區(qū)的氫基礎(chǔ)設(shè)施；在基礎(chǔ)設(shè)施具備的區(qū)域進(jìn)行巴士車隊(duì)運(yùn)行示范在基礎(chǔ)設(shè)施具備的區(qū)域進(jìn)行轎車車隊(duì)運(yùn)行示范進(jìn)行項(xiàng)目總結(jié)，關(guān)注技術(shù)的可獲得性和系統(tǒng)解決方案在2015年，使得氫能的競爭性和消費(fèi)者接受程度可與傳統(tǒng)技術(shù)相比；圖1 NIP項(xiàng)目交通領(lǐng)域的工作節(jié)點(diǎn)和工作內(nèi)容2009年9月10日，德國交通部長Wolfgang Tiefensee與歐洲幾個(gè)主要工業(yè)巨頭在柏林簽署H2 Mobility項(xiàng)目合作備忘錄，就從2011年底在德國全面開展氫基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)達(dá)成一致意見，支持德國20

12、15年燃料電池汽車商業(yè)化運(yùn)行。日本政府“下一代汽車與燃料行動(dòng)計(jì)劃”。2002年，日本啟動(dòng)了在東京地區(qū)的氫能和燃料電池汽車示范計(jì)劃(JHFC)項(xiàng)目, 目前已進(jìn)入項(xiàng)目二期實(shí)施階段。為進(jìn)一步推動(dòng)燃料電池汽車技術(shù)發(fā)展，2006年，日本制定了燃料電池汽車發(fā)展計(jì)劃，明確了燃料電池汽車商業(yè)化發(fā)展階段和目標(biāo)，確定2015年開始燃料電池汽車商業(yè)化運(yùn)行。具體時(shí)間節(jié)點(diǎn)和任務(wù)目標(biāo)如圖2所示。為配合新的國家能源戰(zhàn)略的實(shí)施，2007年，日本提出“下一代汽車與燃料行動(dòng)計(jì)劃”，確定了各階段燃料電池汽車在成本、性能、壽命等方面的指標(biāo)，力爭在2030年左右實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車商業(yè)化。圖2 日本燃料電池汽車商業(yè)化發(fā)展階段目標(biāo)2009年

13、10月8日，日本政府綜合科學(xué)技術(shù)會(huì)議確定了2010年度科學(xué)技術(shù)相關(guān)預(yù)算分配的方針，最優(yōu)先考慮燃料電池、太陽能等環(huán)境、能源領(lǐng)域的技術(shù)革新，以達(dá)成溫室氣體減排的中期目標(biāo)。美國“FreedomCAR”計(jì)劃。2002年9月，布什政府制定了 “FreedomCAR”計(jì)劃,這是一項(xiàng)美國能源部與通用、福特、戴姆勒克萊斯勒等汽車制造商聯(lián)合開發(fā)的“政府企業(yè)合作伙伴計(jì)劃”項(xiàng)目，計(jì)劃的重點(diǎn)是支持氫動(dòng)力燃料電池汽車研發(fā)。此后，相繼提出“氫燃料計(jì)劃”和“先進(jìn)能源計(jì)劃”，旨在發(fā)展商業(yè)上可行的氫燃料電池技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施，進(jìn)一步研究燃料電池成本降低技術(shù)，以及氫燃料的安全生產(chǎn)和運(yùn)輸技術(shù)。但由于燃料電池技術(shù)開發(fā)難度大，持續(xù)突破預(yù)期

14、有所減弱，奧巴馬政府一再取消或減少了燃料電池技術(shù)發(fā)展計(jì)劃投入。2009年10月16日，美國國會(huì)通過了“能源與水資源法案”，美國能源部2010年用于氫與燃料電池研發(fā)項(xiàng)目的資金重新得到批準(zhǔn)，燃料電池及氫能工業(yè)將重新獲得1.74億美元的政府支持資金。 汽車企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略為了應(yīng)對趨緊的能源和環(huán)保形勢對車用能源及動(dòng)力系統(tǒng)提出的挑戰(zhàn)，同時(shí)為了在交通能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型過程中搶占先機(jī)，豐田、通用、大眾等世界各大汽車集團(tuán)都制定了車用能源動(dòng)力發(fā)展戰(zhàn)略，燃料電池汽車或氫動(dòng)力汽車作為遠(yuǎn)期的發(fā)展目標(biāo)或戰(zhàn)略技術(shù)儲(chǔ)備，被納入到各大汽車企業(yè)能源動(dòng)力遠(yuǎn)期發(fā)展戰(zhàn)略。如圖3、圖4、圖5、圖6所示。從根本上看，世界主要汽車集團(tuán)對未來汽車能源

15、動(dòng)力發(fā)展的戰(zhàn)略考慮比較相近：動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)化是發(fā)展方向，燃料電池汽車是最終目標(biāo)，但同時(shí)應(yīng)用清潔汽柴油和替代燃料的內(nèi)燃機(jī)汽車仍將長期存在。圖3 豐田汽車能源動(dòng)力發(fā)展戰(zhàn)略豐田汽車公司將2010年前后發(fā)展的重點(diǎn)放在混合動(dòng)力技術(shù)上，2015年向市場投放與現(xiàn)在的相比性能和耐久力大幅度提升的新型燃料電池混合動(dòng)力汽車。通過大幅度降低制造成本，把新型燃料電池混合動(dòng)力汽車，作為繼混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車之后的環(huán)保汽車加以開發(fā)和培育。遠(yuǎn)期，替代燃料汽車、純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車將并存發(fā)展。圖4 通用汽車能源動(dòng)力發(fā)展戰(zhàn)略通用汽車公司已經(jīng)進(jìn)行了燃料電池的小批量生產(chǎn)，目前已有115輛雪弗來Equinox燃料電池車交到客戶

16、手中，包括美國、歐洲、日本、中國以及韓國。2010年，燃料電池車產(chǎn)量占其汽車總產(chǎn)量的10，2025年這個(gè)比例提高到25，2020到2030年可廣泛被普通消費(fèi)者所接受。圖5 大眾汽車能源動(dòng)力發(fā)展戰(zhàn)大眾汽車公司近期將進(jìn)一步優(yōu)化汽油機(jī)、推廣先進(jìn)柴油機(jī)，中期重點(diǎn)開發(fā)推廣純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車或生物燃料等技術(shù)，遠(yuǎn)期重點(diǎn)是電能和氫能源解決方案。圖6 戴姆勒燃料電池汽車發(fā)展路線圖戴姆勒公司在燃料電池客車方面，技術(shù)較為成熟，為世界范圍內(nèi)公共汽車示范運(yùn)行項(xiàng)目提供車輛。在乘用車方面，2009年初推出了其最新版的燃料電池概念車BlueZERO F-Cell。盡管受經(jīng)濟(jì)不景氣影響，該公司表示不會(huì)更改現(xiàn)有的研發(fā)方向。

17、1.2 燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢1.2.1 燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀燃料電池汽車市場方面。目前，燃料電池乘用車?yán)^續(xù)處在小規(guī)模試用階段，以本田和通用兩家公司為主導(dǎo)；燃料電池公共汽車仍處于示范運(yùn)行階段。世界各大汽車廠商燃料電池汽車計(jì)劃并沒有因?yàn)榻鹑谖C(jī)而受到影響，燃料電池新款車型或概念車相繼推出，世界范圍內(nèi)燃料電池汽車保有量保持了持續(xù)增長態(tài)勢。如圖7所示。圖7 1997-2009年燃料電池汽車總量增長情況圖示 數(shù)據(jù)來源：氫潮網(wǎng)氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面。目前，全世界投入使用的加氫站總數(shù)超過150座。半數(shù)以上集中在北美，以美國居多(如圖7所示）。這多歸功于過去五年來，美國能源部和加利福尼州對此提供了積極的財(cái)

18、政和政策支持。為迎接2010年冬奧會(huì)的到來，加拿大也在增加氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資。在過去18個(gè)月里，氫燃料電池叉車市場的擴(kuò)大也刺激了北美加氫站的建設(shè)。歐洲方面，CUTE項(xiàng)目進(jìn)展緩慢，原定一些加氫站處于擱置狀態(tài)，但總量仍有所提升。該地區(qū)除擁有供應(yīng)輕型乘用車和氫燃料電池巴士的加氫站外，還有供應(yīng)氫動(dòng)力船只的加氫站。德國仍為該地區(qū)的氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的主導(dǎo)力量，這得益于幾個(gè)由政府、地區(qū)以及多方合作支持的燃料電池項(xiàng)目的開展。在斯堪的維納半島，氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正在有計(jì)劃的向前推進(jìn)。相比之下，英國、西班牙、日本在過去的一年里沒有新的氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。圖8 全球氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 數(shù)據(jù)來源：氫潮網(wǎng)企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)方面。在當(dāng)前背

19、景下，各大汽車企業(yè)紛紛加大了產(chǎn)品研發(fā)投入，各大汽車廠商相繼推出新款燃料電池汽車或概念車，在車輛的可靠性、成本控制等方面取得了長足的進(jìn)步。（1）本田HONDA FCX CLARITY本田FCX CLARITY的V-Flow燃料電池堆采用垂直設(shè)計(jì)，既減小了體積、提高了效率，又有利于散熱和排水。使用的電機(jī)額定功率為100kW/3500rpm。使用228V鋰離子電池用作補(bǔ)充電源。FCX CLARITY能夠在-30啟動(dòng)，同時(shí)具有完備的氫安全保護(hù)。V-Flow燃料電池堆在大幅提高性能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了輕量化和小型化，與上一代FCX搭載的燃料電池堆相比，功率由86kW提高至100kW。續(xù)駛里程也提高了30%，達(dá)

20、到620km。（2）通用Cadillac ProvoqCadillac Provoq使用了通用E-FLEX平臺(tái)，采用電-電混合燃料電池技術(shù),具有plug-in功能。Cadillac Provoq搭載了通用第5代燃料電池電堆，燃料電池堆(80kW)的體積較前一代減小一半，比功率達(dá)到3kW/L、2kW/kg。應(yīng)用了9kWh的鋰離子電池組，峰值功率達(dá)到60kW 。Cadillac Provoq最高車速達(dá)到160km/h，0-100 km加速只需8.5秒, 較前一代提高30%，續(xù)駛里程達(dá)到480km，純動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)模式(僅使用二次電池)下可行駛32km。（3）克萊斯勒EcoVoyager在2008年底

21、特律車展上，克萊斯勒汽車公司發(fā)布了EcoVoyager燃料電池車。該車也采用了電-電混合燃料電池技術(shù)。該車使用45kW質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC），同時(shí)裝備了16kWh的鋰電池。氫氣存儲(chǔ)方式為高壓氫氣，壓力為700bar (10,000psi)。具備制動(dòng)能量回饋功能，0-100km 加速時(shí)間8.8秒，最高時(shí)速184km/h，總續(xù)駛里程480km，純動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)模式(僅使用二次電池)下可行駛64km。 燃料電池汽車技術(shù)進(jìn)展隨著燃料電池汽車研發(fā)和試驗(yàn)考核的不斷深入，燃料電池關(guān)鍵技術(shù)研究與整車開發(fā)取得了新的進(jìn)展。燃料電池堆壽命比2003年提高了2倍以上，燃料電池的系統(tǒng)成本已經(jīng)降低至2002年的三

22、分之一左右?？偨Y(jié)燃料電池汽車技術(shù)領(lǐng)域取得的進(jìn)展，主要有以下5個(gè)方面： (1)燃料電池功率密度不斷提高。以本田FCX Clarity為例，與上一代FCX相比，動(dòng)力系統(tǒng)功率密度有了很大提高。新型燃料電池堆的最高功率提升至100kW，與本田開發(fā)的上一代燃料電池堆相比，體積功率密度提高50%，重量功率密度提高67%。整車節(jié)能性比“FCX”提高20%，續(xù)駛里程提高30%。(2)貴金屬用量大幅減少。1990年，燃料電池電堆的鉑用量約5mg/cm2，到2009年，法國MHS Equipment SAS公司以超低鉑含量的質(zhì)子交換膜燃料電池電極制造的燃料電池“TP2L2”的鉑的含量為20 µg/cm2

23、，并有望繼續(xù)降低。 (3)燃料電池汽車能量轉(zhuǎn)換效率有望繼續(xù)提高?？紤]“從礦井到車輪”的總體效率，燃料電池混合動(dòng)力汽車“從油井到車輪”的總效率為29%，汽油機(jī)混合動(dòng)力汽車普銳斯的總效率為28%。燃料電池汽車的能量轉(zhuǎn)換總效率將來有望提高到42%。(4)燃料電池汽車的可靠性和耐久性明顯改善。2007年，燃料電池膜的壽命由2005年的2000小時(shí)提高到5000小時(shí)，燃料電池堆的實(shí)驗(yàn)室壽命也由2003年的1000小時(shí)提高到目前的2000小時(shí)以上。(5)燃料電池系統(tǒng)成本逐漸下降。燃料電池堆成本由2005年的110美元/kW降低至2008年的73美元/kW。美國能源部提出的目標(biāo)是2010年降到45美元/kW

24、，2015年降到30美元/kW，與目前汽油機(jī)的價(jià)格水平相當(dāng)。1.2.3 燃料電池汽車發(fā)展趨勢當(dāng)前，車用燃料電池技術(shù)發(fā)展方向逐漸明確，質(zhì)子膜氫燃料電池被公認(rèn)為最適合車輛應(yīng)用的燃料電池技術(shù)，各大汽車廠商繼續(xù)進(jìn)行新一代燃料電池技術(shù)的研發(fā)，目標(biāo)是降低制造成本和提高可靠性和耐久性。新一代（第五代）燃料電池系統(tǒng)技術(shù)可能在2013年左右研制出來。燃料電池汽車技術(shù)發(fā)展的趨勢表現(xiàn)為：車載能源載體氫氣化，制取多樣化。經(jīng)過對各種能源載體的比較和考核，基本摒棄了基于車載各種化石燃料重整制氫的技術(shù)途徑，更多得采用了車輛直接儲(chǔ)存氫氣的方案，儲(chǔ)存方式以高壓氣態(tài)為主；而氫氣制取在制氫站完成，采取了基于本地資源特點(diǎn)的多種制氫途

25、徑。燃料電池模塊化和系列化。為了便于提高可靠性和壽命，并降低成本，燃料電池發(fā)展出現(xiàn)模塊化趨勢。單個(gè)燃料電池模塊的功率范圍被界定在一定的范圍之內(nèi)，通過模塊的組裝，實(shí)現(xiàn)不同車輛對燃料電池功率等級(jí)的要求。燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)混合化。在目前的燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)中，已經(jīng)不再采用最初的動(dòng)力方案，而是燃料電池系統(tǒng)與動(dòng)力蓄電池混合驅(qū)動(dòng)的方式。這種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)方案最早被我國科技人員采用，可有效提高燃料電池的壽命、降低車輛成本。目前正被國際廣泛采納。燃料電池汽車示范運(yùn)行規(guī)?；?。通過示范運(yùn)行，考核不同的氫氣制取途徑的技術(shù)并開展綜合評估研究、考核燃料電池汽車技術(shù)對環(huán)境的適應(yīng)性和在實(shí)際運(yùn)行中可能出現(xiàn)的技術(shù)問題，并通過

26、示范運(yùn)行開展氫能燃料電池技術(shù)的公眾宣傳和知識(shí)普及。燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟化。在汽車制造行業(yè)，燃料電池技術(shù)通常是自己研發(fā)，但目前燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展正在突破這種常規(guī)發(fā)展模式。目前，汽車整車生產(chǎn)企業(yè)與電池生產(chǎn)廠家加強(qiáng)了技術(shù)整合，如現(xiàn)代汽車與UTC的合作，大眾公司與巴拉德公司的合作，以及戴姆勒公司，其間接擁有巴拉德公司燃料電池汽車資產(chǎn)的股份，以保持自己在這一領(lǐng)域技術(shù)的領(lǐng)先地位。汽車整車生產(chǎn)廠商與燃料電池生產(chǎn)企業(yè)的合作共贏成為了燃料電池汽車發(fā)展的一種重要模式。2國內(nèi)外燃料電池公共汽車示范運(yùn)行現(xiàn)狀為加快推進(jìn)燃料電池汽車的商業(yè)化進(jìn)程，解決燃料電池汽車商業(yè)化運(yùn)行之前存在的技術(shù)性與非技術(shù)性的障礙，世界范圍內(nèi)不同

27、的組織、國家、企業(yè)紛紛開展燃料電池汽車示范運(yùn)行。公共汽車由于其空間大、定線定時(shí)行駛的特性，被認(rèn)為是最有可能率先產(chǎn)業(yè)化的車型之一，成為了示范運(yùn)行工程的首選對象。在過去6年的時(shí)間里，世界范圍內(nèi)20多個(gè)城市和地區(qū)已經(jīng)或正在開展燃料電池公共汽車示范運(yùn)行工程，既有城市自行組織開展的示范項(xiàng)目，也有跨城市的聯(lián)合示范運(yùn)行項(xiàng)目，如CUTE、HyFleet：CUTE等。世界范圍內(nèi)示范項(xiàng)目的實(shí)施，在發(fā)現(xiàn)問題和提供解決方案方面取得了很大進(jìn)展，新的測試方法、示范運(yùn)行規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等正在得到進(jìn)一步改進(jìn)和提高。本章通過對世界范圍內(nèi)具有代表性的幾項(xiàng)示范運(yùn)行工作的介紹和分析,總結(jié)歸納出當(dāng)前示范工作的成果，并對今后中國繼續(xù)開展此

28、項(xiàng)工作提出了可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。2.1 HyFleet：CUTE示范運(yùn)行項(xiàng)目HyFleet：CUTE是CUTE（Clean Urban Transport for Europe）項(xiàng)目的延伸，旨在CUTE前期示范運(yùn)行的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步驗(yàn)證氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)汽車技術(shù)、氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)汽車技術(shù)、下一代燃料電池汽車、氫動(dòng)力汽車以及氫站基礎(chǔ)設(shè)施的穩(wěn)定性。該項(xiàng)目組織完善，商業(yè)化程度較高，并充分考慮了不同地區(qū)不同的氣候、環(huán)境條件以及交通狀況，是目前世界上最大的燃料電池公共汽車示范運(yùn)行項(xiàng)目。 示范運(yùn)行組織組織規(guī)模 2006-2009年，Hyfleet:CUTE項(xiàng)目由歐盟委員會(huì)和歐盟第六框架研究下的31個(gè)工業(yè)合作伙伴共同出資，

29、累計(jì)投入4.3億歐元，在三大洲、十個(gè)城市：雷克雅末、倫敦、柏林、佩恩、北京、馬德里、漢堡、阿姆斯特丹、巴塞羅那、盧森堡組織開展大規(guī)模示范運(yùn)行，共計(jì)有47輛氫動(dòng)力公共汽車投入運(yùn)行。示范運(yùn)行組織有序、分工明確，建立了良好的統(tǒng)一平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了信息共享和示范工程的高效運(yùn)作。示范運(yùn)行工作開展如圖9所示。氫基礎(chǔ)設(shè)施氫內(nèi)燃機(jī)汽車示范燃料電池汽車示范質(zhì)量 安全 培訓(xùn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益評價(jià)示范項(xiàng)目組織開展全球氫燃料公共汽車統(tǒng)一平臺(tái)圖9 示范運(yùn)行組織開展構(gòu)架圖車輛情況 參與示范的47輛氫動(dòng)力公共汽車中，33輛燃料電池公共汽車Citaro Fuel Cell來自佩恩、北京等9個(gè)先前燃料電池公共汽車示范項(xiàng)目，剩余14輛氫

30、燃料發(fā)動(dòng)機(jī)公共汽車H2 Internal Combustion Engine Bus來自德國MAN公司。MAN提供的14輛氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)中，前4輛采用自然進(jìn)氣，后10輛采用渦輪增壓進(jìn)氣。Citaro Fuel Cell以及H2 Internal Combustion Engine Bus指標(biāo)見表1所列。表1 Fyfleet:CUTE 項(xiàng)目示范車輛情況一覽表Citaro Fuel Cell（CUTE）指標(biāo)H2 Internal Combustion Engine Bus指標(biāo)燃料電池系統(tǒng)250KWBuses 1-4（H2 NA）Buses 4-14(H2 TC)驅(qū)動(dòng)功率205KW（15-20s）發(fā)動(dòng)

31、機(jī)型號(hào)H2876 UH01H2876LUH01行駛里程180-220km輸出功率150Kw（2200RPM）200kw（2000RPM）電池-扭矩760N·M(1000-1400RPM)1100 N·M(1400-1600RPM)燃料電池系統(tǒng)效率43-38%儲(chǔ)能裝置系統(tǒng)10vessels，DynetekH2消耗量20-24kg/100km容量50kg期望壽命2年，2000h最大壓力350bar基礎(chǔ)設(shè)施及氫源供應(yīng) 除柏林外，F(xiàn)yfleet:CUTE大部分沿用了前期示范運(yùn)行的氫供應(yīng)設(shè)施，共有10個(gè)加氫站投入示范運(yùn)行（詳細(xì)見表2），并且每個(gè)加氫站配備有兩名機(jī)械師，負(fù)責(zé)日常維護(hù)和故

32、障處理。柏林在該項(xiàng)目中特別進(jìn)行了加氫站建設(shè)，能夠從LPG、LH2獲取氫源，除能給示范車輛加氫外，還能夠?yàn)榇蟊娷囕v提供燃料加注服務(wù)，其中包括LH2；此外，加氫站還設(shè)有靜態(tài)燃料電池裝置，利用氫氣制取、輸送過程中散失的LH2，供加氫站照明、供熱等運(yùn)作能量需求。柏林加氫站布局如圖10所示。圖10 柏林加氫站建設(shè)布局表2 示范城市加氫站氫源供應(yīng)方式加氫站阿姆斯特丹巴塞羅那北京柏林漢堡倫敦盧森堡馬德里佩恩雷克雅末定期外部氫氣供應(yīng)××××××電解水制氫××××天然氣重整制氫×LPG重整制氫×

33、;儲(chǔ)備外部氫氣供應(yīng)××××納入公共加氣站×× 示范運(yùn)行情況車輛運(yùn)行 參與示范項(xiàng)目的33輛燃料電池公共汽車?yán)塾?jì)運(yùn)行66038h，行駛10181485km，車輛可利用率達(dá)到92.6%。平均來看，日均運(yùn)行7h，車速接近16.4km/h，百公里燃料消耗量219kg。各城市車輛利用率和行駛里程數(shù)據(jù)如圖11所示。圖11 示范車輛車輛利用率和行駛里程統(tǒng)計(jì)車輛運(yùn)行過程中沒有出現(xiàn)大的事故。從車輛停運(yùn)原因統(tǒng)計(jì)來看（如圖12所示），大部分停運(yùn)與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械、電子部件故障有關(guān)（比如穩(wěn)壓閥、逆變器、燃料電池儀表板），由標(biāo)準(zhǔn)總線故障直接導(dǎo)致的停運(yùn)占不到總數(shù)的8%。隨

34、著示范工作的進(jìn)行，部件設(shè)計(jì)進(jìn)一步優(yōu)化，部件的壽命和可靠性與示范運(yùn)行初期相比已有了很大的提升。圖12 車輛停運(yùn)原因統(tǒng)計(jì)加氫站運(yùn)行 參與示范的10個(gè)加氫站（電解水制氫的有4個(gè)，LPG/CNG重整制氫的2個(gè)，外部氫源供應(yīng)的6個(gè)）累計(jì)加氫13149次，加氫量326468kg。其中加氫站制氫158445kg，外部氫源供應(yīng)232322kg。加氫站綜合利用率達(dá)到89.8%。相比CUTE、ECTOS等示范運(yùn)行項(xiàng)目，加氫站的加氫量有20%-46%的提升，并且運(yùn)行的能量消耗均有不同程度的降低，但保證氫氣的純度而需的設(shè)備投入比例依然較高。標(biāo)準(zhǔn)情況下（即該項(xiàng)目產(chǎn)能為60Nm3/h系統(tǒng)來說），為保證氫氣純度所需要的成本

35、投入，重整制氫占總成本的27%，電解水制氫占17%。并且SAE研究報(bào)告指出，隨著生產(chǎn)需求的增加，該項(xiàng)成本投入比重還會(huì)有明顯增加。對于加氫站利用情況，從統(tǒng)計(jì)來看，停工主要是生產(chǎn)環(huán)節(jié)故障、壓縮機(jī)或低溫泵故障、系統(tǒng)維護(hù)、安全問題和運(yùn)輸問題五大原因?qū)е?。圖13 加氫站停工原因統(tǒng)計(jì)社會(huì)與環(huán)境效益 結(jié)合運(yùn)行車輛情況，從燃油經(jīng)濟(jì)性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，燃料電池公共汽車平均燃油經(jīng)濟(jì)性21.9kg/100km，折算成柴油，約為72.9L/100km。從總耗氫量統(tǒng)計(jì)來看，本次運(yùn)行消耗氫氣326468kg，直接節(jié)約替代燃油1086736L。減少GHG氣體排放方面，結(jié)合WTW有關(guān)研究，燃油汽車GHG排放（不區(qū)分汽、柴油）約為

36、310g/km,而燃料電池汽車由于氫氣來源路徑不同，排放水平差異較大，由于缺少氫氣來源的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在此沒有計(jì)算。而對于內(nèi)燃機(jī)汽車，CNG、柴油和氫氣三種不同汽車全生命周期內(nèi)GHG排放對比情況如圖8所示（以柴油車為基準(zhǔn)）。其中，H2 NA是指自然進(jìn)氣式氫燃料內(nèi)燃機(jī)汽車，H2 TC是指渦輪增壓式氫燃料內(nèi)燃機(jī)汽車。圖14 不同車輛全壽命周期內(nèi)GHG排放對比公眾宣傳與交流 公眾對氫能利用的認(rèn)知度和接受度將直接影響氫氣技術(shù)的市場和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，因而該項(xiàng)目在實(shí)施過程中積極推進(jìn)公共宣傳力度，大力開展與公眾的多樣化交流。據(jù)統(tǒng)計(jì)，先后有67000人瀏覽關(guān)注示范網(wǎng)站，近2000人觀看過活動(dòng)錄像，全球范圍內(nèi)95個(gè)不

37、同國家和地區(qū)提供了相關(guān)信息。此外，項(xiàng)目還對公眾的認(rèn)知和選擇意愿展開調(diào)查。通過8個(gè)示范城市2833名個(gè)人采訪和519名網(wǎng)絡(luò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，78%受訪者知道氫氣能夠作為車用能源，72%受訪者認(rèn)為有必要尋找替代能源；對于氫動(dòng)力公交車取代傳統(tǒng)公交車，大部分表示支持，不到1%表示反對。對于傳統(tǒng)車和氫動(dòng)力車選乘問題，在相同線路和票價(jià)下，76%選擇后者，1%選擇前者，21%表示無所謂，另2%沒有做出選擇。而對于提高氫動(dòng)力公交車票價(jià)合理性問題，44%的被調(diào)查者認(rèn)為合理，57%認(rèn)為不合理。然而，有些城市有超過50%的公眾愿意接受高票價(jià)。圖15 是否支持氫能源車進(jìn)入公共交通服務(wù)體系調(diào)查盡管如此，愛爾蘭大學(xué)和愛爾蘭大學(xué)新

38、能源中心聯(lián)合開展的大眾對于氫氣作為交通燃料看法的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，公眾對于替代燃料的認(rèn)識(shí)水平還很低，并且看重眼前利益，在減少GHG排放方面還沒有形成一致看法。 示范運(yùn)行總結(jié)Hyfleet:CUTE大規(guī)模示范運(yùn)行項(xiàng)目的開展，進(jìn)一步檢驗(yàn)了高負(fù)荷運(yùn)作強(qiáng)度下燃料電池公共汽車以及加氫站運(yùn)行的可靠性，并改進(jìn)設(shè)計(jì)出了下一代燃料電池汽車，優(yōu)化提高了加氫站運(yùn)行效率。無論是加氫站建設(shè)、車輛優(yōu)化設(shè)計(jì)，還是示范運(yùn)行組織、安全事故防范，都獲得了豐富的經(jīng)驗(yàn)，但同時(shí)，仍然面臨一些挑戰(zhàn)需要克服。（1）車輛方面從車輛運(yùn)行情況來看，其性能基本達(dá)到預(yù)期，但距離商業(yè)化運(yùn)行還有一段距離。燃料電池壽命已經(jīng)超過4000hrs，但是燃料電池及關(guān)鍵部

39、件可靠性和壽命有待進(jìn)一步改進(jìn)和提高；自然進(jìn)氣式氫內(nèi)燃機(jī)汽車運(yùn)行良好，但是渦輪增壓式還存在一些問題需要改進(jìn)。另外，車用燃料電池技術(shù)轉(zhuǎn)化使用成本、燃料電池汽車購置成本，依然是商業(yè)化過程中的重大障礙。（2）基礎(chǔ)設(shè)施方面雖然14個(gè)加氫站在示范運(yùn)行過程中表現(xiàn)出了良好的穩(wěn)定性，但依然需要在技術(shù)上作出改進(jìn)，以提高系統(tǒng)可靠性，滿足更大規(guī)模示范運(yùn)行的需求。比如，氫源制取方面，充分利用可再生能源途徑，確保廉價(jià)、持續(xù)地獲取氫氣；設(shè)備方面，提高電解水、重整制氫單元以及壓縮機(jī)等關(guān)鍵部件和設(shè)備的可靠性，并有效遏制氫氣散失，保證系統(tǒng)利用效率等。（3）其他方面示范項(xiàng)目的成功開展，充分證明了燃料電池汽車在不同氣候、交通條件下運(yùn)

40、行的可行性，這對于進(jìn)一步獲取政府和公眾支持邁出了重要一步。政府應(yīng)該出臺(tái)燃料電池汽車長遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略，制定長期政策支持體系框架，從車輛購置、運(yùn)行以及所需的外部條件等全方面支持燃料電池汽車發(fā)展，加快推進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。2.2 美國燃料電池公共汽車示范運(yùn)行項(xiàng)目為應(yīng)對環(huán)境和氣候變化，美國政府高度重視清潔綠色能源發(fā)展和高效技術(shù)應(yīng)用，長期以來支持開展了大量燃料電池汽車研究和示范工作。2003年FreedomCar計(jì)劃的提出，進(jìn)一步明確了燃料電池技術(shù)發(fā)展目標(biāo)，極大的推動(dòng)了燃料電池汽車的技術(shù)進(jìn)步和示范運(yùn)行的組織開展。從世界范圍來看，美國已成為世界上開展燃料電池公共客車示范最廣、規(guī)模最大的國家。截至目前，仍有10輛燃

41、料電池公共客車在六個(gè)地點(diǎn)正在開展示范運(yùn)行，并相繼有下一步示范運(yùn)行工作提上日程。下面就美國近期開展的幾個(gè)代表性項(xiàng)目示范運(yùn)行情況做一匯總分析。 示范運(yùn)行組織AC Transit AC Transit早在1998年就對燃料電池公共汽車表現(xiàn)出濃厚興趣，并成功開展為期一周的示范。為應(yīng)對CARB要求，2001年，與GGT開展燃料電池公共汽車培訓(xùn)和示范合作，2005年簽購Van Hool 3輛燃料電池公共汽車，并于2006年3月20日開始燃料電池公共汽車示范運(yùn)行。CTTRANSIT 康涅狄格州一直致力于改善能源和環(huán)境危機(jī)，制定執(zhí)行高于“清潔空氣法令”的規(guī)范。2007年，支持開展燃料電池公共汽車示范運(yùn)行，在市

42、區(qū)明星線路開展循環(huán)運(yùn)行服務(wù)，開創(chuàng)了新英格蘭燃料電池汽車示范運(yùn)行的先河。為發(fā)現(xiàn)和解決燃料電池汽車在寒冷條件下的暴露的問題，填補(bǔ)先前示范空白，提供了機(jī)遇。示范的組織開展充分考慮了與制造商的通力合作，示范組織執(zhí)行方CTTRANSIT的選取緣于靠近UTC POWER,便于車輛的通體檢查、運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集，利于車輛技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新。Sunline Transit Agency 陽光車道運(yùn)輸公司主要提供加州科切拉谷地公共交通服務(wù)，在2006年1月，開啟了燃料電池公共汽車的示范運(yùn)行。示范運(yùn)行在專有線路（50號(hào)線）開展。VTA 圣塔克拉拉谷交通局（VTA）早在2000年就和圣馬刁縣交通局（SamTrans）開展Z

43、EB示范運(yùn)行規(guī)劃。車輛示范運(yùn)行VTA主要負(fù)責(zé)，SamTrans協(xié)助示范規(guī)劃和成本預(yù)算。2005年2月28日，VTA開始三輛燃料電池公共汽車示范運(yùn)行，在常規(guī)線路上實(shí)施額外服務(wù)，即在正常車輛發(fā)車間隔運(yùn)行。2008年，UTC Power對AC Transit、CTTRANSIT、Sunline示范車輛燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行了更換。在此之后，各示范項(xiàng)目加強(qiáng)了車輛利用強(qiáng)度。截至2009年10月，各示范項(xiàng)目車輛的利用程度已接近普通車輛的一半。表3 美國燃料電池公共客車主要在示范項(xiàng)目情況項(xiàng)目運(yùn)作方地點(diǎn)車輛總數(shù)運(yùn)行車輛車輛情況氫站情況AC Transit奧克蘭33V an HoolUTC POWER 燃料電池系

44、統(tǒng)、ISE混合公里系統(tǒng) 小規(guī)模天然氣重整制氫；配備Pdc Machines壓縮機(jī)，在6250psi下儲(chǔ)氫366kg，能夠滿足3輛燃料汽車需求；設(shè)有來年各個(gè)氫加注站，在5000psi下能同時(shí)為兩臺(tái)車加注。CTTRANSIT哈特福德11V an HoolUTC POWER 燃料電池系統(tǒng)、ISE混合公里系統(tǒng)利用UTC POWER加氫站，為車輛提供加注服務(wù)。外部氫源供應(yīng)，加氫站液態(tài)氫儲(chǔ)存、壓縮、加注。陽光車道運(yùn)輸公司紹森帕姆斯11V an HoolUTC POWER 燃料電池系統(tǒng)、ISE混合公里系統(tǒng)電解制氫和天然氣重整制氫205kg/天；配備Pdc Machines壓縮機(jī)，能夠儲(chǔ)氫425kg；能夠在3

45、600psi和5000psi下加注氫氣，每天能為15輛轎車/3輛燃料電池公共汽車加注。圣塔克拉拉谷交通局圣何塞32GilligBallard燃料電池外部氫源供應(yīng)。加氫站設(shè)有容積為9000加侖的低溫儲(chǔ)罐來儲(chǔ)存液態(tài)氫。在利用之前，液態(tài)氫加壓到6000psi，并氣化儲(chǔ)存在另外6個(gè)儲(chǔ)罐，加注器為汽車加注氣化氫。加氫站有快慢兩種加注方式，加注完成分別需8分、20分鐘。2.2.2 示范運(yùn)行情況表4列出了AC Transit、CTTRANSIT、Sunline各示范運(yùn)行行駛里程、運(yùn)行時(shí)間、平均車速以及月均行駛里程數(shù)據(jù)（VTA目前沒有最新的統(tǒng)計(jì)資料，故未列出）。從最近一次統(tǒng)計(jì)來看，Sunline平均車速最高，

46、為13.8mph；AC Transit、CTTRANSIT則分別為9.6mph、6.9mph。AC Transit月平均行駛里程最高，達(dá)到2300英里；與前期示范相比，三示范項(xiàng)目月平均行駛里程均有了不同程度的增加。表4 示范運(yùn)行車輛的行駛里程和時(shí)間統(tǒng)計(jì)示范統(tǒng)計(jì)日期運(yùn)行時(shí)間（m）運(yùn)行車輛數(shù)行駛里程運(yùn)行時(shí)間（h）MphMpm早期燃料電池系統(tǒng)示范結(jié)果AC Transit4/06-10/0719360198549910.91023Sunline1/06-3/0827152336402713.01886CTTRANSIT4/07-12/0710145548865.6516新燃料電池系統(tǒng)示范結(jié)果AC Tr

47、ansit11/07-7/09193112210114529.82044Sunline4/08-7/0916127778205313.51736CTTRANSIT1/08-7/091912863142726.71507最新示范運(yùn)行統(tǒng)計(jì)結(jié)果AC Transit8/08-7/091238315686369.62310Sunline8/08-7/0912121556155913.81796CTTRANSIT8/08-7/091211890027386.91575（1）車輛利用同各基準(zhǔn)車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)比較來看，示范運(yùn)行車輛行駛里程依然偏小，但隨著運(yùn)行強(qiáng)度的增加，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間和行駛里程相比以前均有不同程度的

48、增加。示范運(yùn)行項(xiàng)目燃料電池汽車和基準(zhǔn)車輛的月均行駛里程對比如圖16所示。圖16 示范運(yùn)行車輛月均行駛里程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)從車輛利用率（此處為實(shí)際車輛運(yùn)行天數(shù)與計(jì)劃運(yùn)行天數(shù)的比值）來看， 2008.8-2009.7期間，AC Transit、CTTRANSIT、Sunline車輛利用率分別為69%、68%、63%。各示范運(yùn)行工程車輛利用率見表5所列。表5 燃料電池汽車車輛利用率示范統(tǒng)計(jì)日期運(yùn)行時(shí)間/月運(yùn)行車輛數(shù)計(jì)劃運(yùn)行天數(shù)實(shí)際運(yùn)行天數(shù)車輛利用率/%早期燃料電池系統(tǒng)示范結(jié)果AC Transit4/06-10/07193124672058Sunline1/06-3/0827165343266CTTRANSI

49、T4/07-12/071011928745新燃料電池系統(tǒng)示范結(jié)果AC Transit11/07-7/09193146386859Sunline4/08-7/0916141927465CTTRANSIT1/08-7/0919145231369最新示范運(yùn)行統(tǒng)計(jì)結(jié)果AC Transit8/08-7/0912387860269Sunline8/08-7/0912131019563CTTRANSIT8/08-7/0912129019868從停工原因統(tǒng)計(jì)來看， AC Transit車輛主要與日常維護(hù)和電池原因?qū)е碌幕旌蟿?dòng)力系統(tǒng)故障有關(guān)；CTTRANSIT主要是由于示范車輛燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)出現(xiàn)了嚴(yán)重問題；

50、Sunline除了燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)故障外，還因?yàn)闅湔驹蛲９ひ粋€(gè)月。各示范運(yùn)行車輛停工原因統(tǒng)計(jì)如圖17所示。圖17 運(yùn)行車輛停工原因統(tǒng)計(jì)（2）燃料經(jīng)濟(jì)性圖18展示了燃料電池汽車、基準(zhǔn)車輛最新的燃油經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)及對比情況。盡管燃油經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)因各公司的路線、站點(diǎn)設(shè)置、運(yùn)行安排的不同而不同，但通過對比CNG、柴油基準(zhǔn)車輛數(shù)據(jù)，三示范燃料電池汽車燃油經(jīng)濟(jì)性有59%-141%的提高。需要說明的是，AC Transit柴油車沒有空調(diào)，而燃料電池汽車有。此外，由于CTTRANSIT示范基準(zhǔn)車輛平均運(yùn)行車速是燃料電池汽車的2倍，導(dǎo)致與其他示范車輛相比，燃料電池汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性大大降低。圖18 燃料電池汽車和基準(zhǔn)

51、車輛燃油經(jīng)濟(jì)性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（3）道路救援（RC）道路救援是指車輛在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，不能繼續(xù)行駛（需替換）或給交通帶來較大延誤的事件，用來作為評價(jià)車輛運(yùn)行可靠性的重要指標(biāo)。但若故障在停留間隙得以解決，沒有帶來運(yùn)行延誤，不算作“道路救援”。圖19展示了各車輛的無故障行駛里程數(shù)據(jù)（MBRC）,并分別對燃料電池系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)MBRC進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)描述。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，燃料電池汽車MBRC值明顯低于基準(zhǔn)車輛。很明顯，燃料電池公共汽車需要在車輛可靠性方面需要進(jìn)一步改進(jìn)提高。汽車制造商和運(yùn)輸公司致力于解決導(dǎo)致MBRC值低的問題。從上述三個(gè)示范項(xiàng)目的5輛燃料電池汽車統(tǒng)計(jì)來看，電池和混合動(dòng)力控制系統(tǒng)軟件問題占到

52、動(dòng)力系統(tǒng)RC的67%，UTC Power燃料電池系統(tǒng)占27%。圖19 燃料電池汽車和基準(zhǔn)車輛MBRC統(tǒng)計(jì)（4）加氫量在將近4年的時(shí)間里，加氫站沒有出現(xiàn)安全事故，累計(jì)為三個(gè)示范項(xiàng)目的燃料電池汽車加氫超過60000kg（包括一輛氫混合動(dòng)力汽車）。結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表6所列。表6 加氫量統(tǒng)計(jì)示范項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)時(shí)間加氫量AC Transit3/06-7/0930369kgSunline4/07-7/097029kgCTTRANSIT12/05-7/0927213kg(5) 公眾宣傳與交流示范組織方高度重視氫能、燃料電池汽車宣傳工作，在示范運(yùn)行城市積極開展公眾宣傳交流活動(dòng)。為加深公眾對燃料電池汽車的了解并獲取對乘坐車

53、輛的印象，AC Transit 、CTTRANSIT組織了專門調(diào)查。部分結(jié)果如圖19、20所示。此外，示范車輛還積極參與當(dāng)?shù)氐幕顒?dòng)，取得了滿意的效果。圖20 CTTRANSIT司機(jī)對燃料電池汽車與柴油車的性能對比評價(jià)圖21 AC Transit關(guān)于乘客對開展大規(guī)模燃料電池公共汽車示范態(tài)度調(diào)查2.2.3 示范運(yùn)行總結(jié)開展模型車輛示范運(yùn)行十分重要，對于驗(yàn)證技術(shù)可行性、確定改進(jìn)可靠性、耐用性設(shè)計(jì)方案，加快商業(yè)化進(jìn)程，具有十分重要的意義。結(jié)合跟蹤統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對近4年AC Transit 、CTTRANSIT、SunLine 5輛燃料電池汽車（Van Hool/UTC Power）運(yùn)行情況分析如下：（1）

54、示范運(yùn)行致力于證明燃料電池公共汽車能夠用于提供正常交通服務(wù)，而被驗(yàn)證車輛從2006年開始就持續(xù)用于公共交通服務(wù)。（2）燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)制造商反復(fù)驗(yàn)證和優(yōu)化燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并成功將優(yōu)化方案融入到其新一代產(chǎn)品體系，提高了系統(tǒng)的可靠性。（3）能量儲(chǔ)存和車載氫能儲(chǔ)量設(shè)計(jì)還沒達(dá)到最優(yōu)。由于能量儲(chǔ)存還未能與混合動(dòng)力系統(tǒng)完好匹配，以及質(zhì)量控制缺乏等，能量儲(chǔ)存設(shè)計(jì)還存在很多問題。此外，車載氫能儲(chǔ)存量遠(yuǎn)超過需求。在下一代燃料電池汽車中將應(yīng)用鋰電池，并有效減少車載儲(chǔ)氫量和車輛自重（大約6000磅）；燃料電池汽車也因此將僅比普通車重2000磅。（4）氫氣的制取和輸送設(shè)施運(yùn)行良好，但是對于開展更大規(guī)模的示范運(yùn)

55、行，氫氣的制取和輸送問題需要進(jìn)一步研究和探討。在接下來的幾年時(shí)間里，美國將進(jìn)一步推動(dòng)燃料電池汽車發(fā)展，進(jìn)行全面的大規(guī)模示范運(yùn)行和車輛可靠性測試。將來的示范運(yùn)行將繼續(xù)關(guān)注以下幾個(gè)方面：（1）車輛性能 示范運(yùn)行第一階段主要是驗(yàn)證燃料電池汽車的可行性，并開始燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)以及關(guān)鍵零部件的可靠性評價(jià)，目前已接近尾聲。燃料電池系統(tǒng)以及混合動(dòng)力系統(tǒng)未達(dá)到可靠性要求，需要進(jìn)一部優(yōu)化，新一代燃料電池汽車將著重對車載儲(chǔ)氫和電堆進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。（2）氫氣制取和加氫站建設(shè) 為更多車輛提供穩(wěn)定的燃料供應(yīng)和對氫站進(jìn)行更優(yōu)化設(shè)計(jì)往往需要有更多的加氫站，而大規(guī)模加氫站運(yùn)作也需要大規(guī)模車輛的示范運(yùn)行。因此，要處理好燃料電池汽車與氫源基礎(chǔ)設(shè)施的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系。（3）市場導(dǎo)入準(zhǔn)備 在下一步大規(guī)模示范運(yùn)行中，將開展技術(shù)或產(chǎn)品的可靠性評估、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完善和修訂，并繼續(xù)做好數(shù)據(jù)收集、分析工作，為市場化做好前期準(zhǔn)備。（4）降低成本 鑒于目前高昂的成本，降低車輛成本成為第一要?jiǎng)?wù)。成本的大幅降低能夠提高市場競爭力，但是性能達(dá)到要求依然是主要