全球燃料电池巴士的现状与未来

据fuelcelltoday报道，随着成本的降低和基础设施的发展，燃料电池公交巴士正逐步融入人们的生活。

伦敦考文特花园：旅客从燃料电池巴士下车 世界各国正努力减少公共交通的温室气体（GHG）排放量来改善气候的不稳定性，提高城市地区的空气质量和解决相应的健康问题。其中欧盟正力求到2050年时将GHG排放量降低至1990年水平的80％，并于2008年颁布了严格的空气质量标准，以对具体区域不达标的成员国执行罚款。目前对公交巴士普遍采取的减排措施是逐步增加生物燃料燃机巴士、压缩天然气（CNG）燃料巴士和柴油-电池混合动力巴士。其中最具代表性的“新伦敦巴士”是继20世纪50年代标志性双层Routemaster之后的第一辆专为城市交通打造的公共巴士，它拥有一种串联式混合动力的电力传动系统和制动能量回收系统，而柴油发动机仅当电池需要充电时才运行。而燃料电池与氢能联合事业部（FCH-JU）所作的报告指出，站充式电动巴士和氢燃料电池巴士是最有前途的零排放公交动力系统。然而目前这两种技术仍各有限制。 站充式电动巴士依靠相对较小的电池组和/或超级电容器，在其运行线路上的一些站点进行简便的充电。这使其电池成本相比于夜充式电动巴士的通宵充电式大型电池组更加便宜。然而，其缺点是快速充电基础设施的安装和维护的成本很高且充电站的设置不灵活。 所有零排放巴士中，氢燃料电池巴士在运营上是与常规公交巴士最有可比性的，除较高的驾驶性能之外，还由于既可在车站又能在加氢站加注燃料，使其具有很大的线路灵活性。在减少温室气体排放方面氢燃料电池巴士潜力很大，根据不同的氢燃料混合程度可减排75％-100％。所有运输用燃料电池动力的最主要障碍在于基础设施建设，需在后勤和财政两方面予以克服。尽管如此，FCH-JU报告预计在2030年相比于传统柴油巴士，氢燃料电池巴士的溢价仅为€0.3-0.6/km。 美国能源部（DOE）在2012年11月出版的“2012年美国交运燃料电池客车现状”报告中揭示，燃料电池巴士的燃料经济性为7.41 mi/DGE，相比于传统巴士要高出1.8至2.4倍，已经十分接近联邦运输管理局（FTA）为燃料电池巴士制定的燃料经济性目标（8 mi/DGE）。 下表比较了CNG柴油混合动力和燃料电池车预期的进展情况。（MBRC为两次保修之间的运行里程，是测量可靠性的标准之一。） TRL开发进度表 (引自《2012年美国交运燃料电池客车现状》) 动力类型 开发进展 相对柴油巴士的燃料经济性 动力可靠性MBRC值 实验阶段(TRL 6) -25% ~ -35% 1,000 ~ 5,000 压缩天然气 全面验证阶段(TRL 7) -25% ~ -30% 10,000 充分展示阶段 (TRL 8) -20% ~ -25% 23,000 推广阶段(TRL 9) -20% ~ -25% 30,000 实验阶段(TRL 6) +10% 2,000 柴油混合动力 全面验证阶段(TRL 7) +25% ~ +30% 10,000 充分展示阶段 (TRL 8) +30% 10,000 从表格中可以看出，虽然燃料电池巴士MBRC值比较低，但其无可比拟的燃料经济性抵消了这一点。因而燃料电池巴士，不仅具有显著的减排潜力，而且在全球公共汽车市场给出了一个真正有吸引力的解决方案，成功的燃料电池项目也屡见不鲜。 目前主流燃料电池巴士都采用了添加一个储能电池并在其与燃料电池堆之间取得混合动力输出平衡的设计。通用电气（GE）在12月示范了采用电池作主动力而燃料电池作增程器的动力配备，证明了在目前燃料电池的成本居高不下以及氢能基础设施稀缺的现实情况下这种设计理念可能更加经济。GE称其专有的能源管理系统有望降低50%的巴士燃料电池成本，并证实了对集成模块和辅助系统的优化才是降低燃料电池巴士成本的关键。 通过美国国家燃料电池巴士计划和欧洲的CHIC等项目，燃料电池巴士作为重要的展品已经呈现给广大市民。在未来几周，伦敦著名的RV1路线上的燃料电池士又将增加3辆，使RV1成为世界上少数的100％燃料电池巴士服役的线路之一。这不仅仅是一个示范，依赖公共交通服务的伦敦人每天都在使用这种巴士。从2011年初开始运作以来，RV1上的燃料电池巴士已累计行驶10万公里。 然而，燃料电池巴士的使用目前仍有一些困难亟待克服。除明显又不可低估的基础设施难题之外，组件的集成与成本也同样重要。催化剂铂的负载已被公认是燃料电池动力系统成本居高不下的一个关键因素，而辅助系统及系统的整车集成的成本也是相当大的障碍。这几方面到目前为止仍需大幅的优化，但有望随着产量的增加和越来越多的客车制造商应用这项技术而得以解决。