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详述美国燃料电池巴士市场

发表于:2019-09-02  来源:  

作为成本极高的一种新型交通工具,燃料电池汽车产业发展成熟度在美国发展的如何?通过下面的数据或许可一目了然。

公开资料显示,截至2019年5月,美国道路上共有6547辆燃料电池汽车,这些燃料电池车包括销售和租赁出去的。从2013年至2018年的五年中,美国历年累计燃料电池汽车销量从14辆增加至5905辆,年复合增长率达到了235%。美国燃料电池汽车产业发展如此之快,主要源于政策的稳定性和资金方面的大力支持。

事实上,在氢能及燃料电池发展方面,美国可以说是先行者之一,最早提出了以氢能经济为基础的发展蓝图。

早在1994年,美国克林顿政府就曾宣布耗资15亿美元,开发3倍于当时燃料效益的燃料电池轿车;布什政府提出“自由轿车”和“氢计划”。近十年在氢能及燃料电池方面资金的支持规模超过16亿美元,研发方面的支持主要来自美国能源部。

根据燃料电池的特性,长途、重型场景是最合适燃料电池应用的领域,巴士、长途大巴车、物流车、叉车等是目前应用较为成熟的领域。

本文根据NREL(国家可再生能源实验室)的数据梳理了2018年美国燃料电池巴士现状。(NREL是美国能源部的国家实验室,全称为美国可再生能源实验室,由可持续能源联盟(Alliance for Sustainable Energy,LLC)运营)

美国燃料电池巴士运行数量及计划

根据NREL(美国可再生能源实验室)的数据,截至2018年8月,在全国多个地方,有32辆FCEB(燃料电池巴士)示范运营,至2020年计划新运营35辆FCEB(燃料电池巴士)。

美国燃料电池巴士运行数据及分析

美国国家可再生能源实验室(NREL)收集了在美国本土运行了8年多的燃料电池巴士的数据并总结如下。表格中目标指标为FTA(Federal Transit Administration )联邦交通管理局 DOE(Department of Energy)美国能源部共同制定。

巴士寿命方面。平均运营年份为4.5年,英里数为119790英里,离美国联邦交通管理局与能源部的终极目标相较甚远。

电堆寿命方面。平均值为13236小时,离终极目标25000的目标有些距离,但是根据NREL对所有公交的统计数据来看,其电堆寿命范围为500-29000小时,运营在美国的32辆燃料电池巴士(FCEB)中,有1辆运行时间达到2.9万小时,另外有9辆超过2万小时。(柴油公交车的平均运营时间和里程约为6年/250000英里)

FCEB可用性方面。从数据上看,平均值为71%,离终极90%已经较为接近。通过分析非运行状态造成的原因,检修和保养占到了9%;
燃料电池系统,包括电器和电池相关方面的问题,分别占6%、1%;
混合动力系统,包括牵引电机、冷却系统和逆变器等部件的问题占到了3%(导致停机的大多数问题是由于与总线相关的部件或预防性维护引起);
巴士汽车自身相关的问题,如刹车、悬架、空气系统和空调等,占到了10%。

巴士价格方面。可以看出,平均价格1920000美元,离终极目标600000差距较大,在降成本方面还需要更多的技术突破来实现。

运行时间方面。平均一周可以跑6天已经非常不错了,但是每天平均只能运行11.8小时,离终极目标的20小时还有段距离。

燃料电池巴士保养成本(对比CNG和柴油混动)

保养对于汽车的重要性不言而喻,一辆汽车本身的保养费用成本对于其使用经济性影响较大,如果车辆本身价格不高,但是保养成本极高,也会影响此种车型的推广及应用。

汽车保养分为定期保养和非定期保养两大类,定期保养有:日常保养、一级保养、二级保养;非定期保养有:磨合期保养和季节性保养。

此部分主要分析了美国燃料电池巴士的总保养成本,总成本又分为了人工成本、零部件成本、定期成本和非定期成本,并且进行了燃料电池巴士与CNG(压缩天然气巴士)、柴油混动巴士的保养成本对比。

NREL(美国可再生能源实验室)在计算总保养成本时,成本因素主要包括巴士零部件成本和人工费。

其计算公式如下:每英里运营成本=[(人工时间×50)+零部件成本]/运营总里程下表显示了三种燃料电池巴士、压缩天然气巴士和柴油混动巴士详细的保养成本。

从上表可以看出,燃料电池巴士的总保养成本是最高的,其次是柴油混动巴士和压缩天然气巴士。

实际上三种车型的定期保养成本几乎一样,燃料电池巴士总保养成本高主要源于其非定期保养成本较高导致。

这也从侧面说明,燃料电池技术当前还处于不断改进需要突破的阶段,燃料电池汽车仍处于发展初期,因此其磨合期需要的时间更长,而且季节变化对于燃料电池巴士的保养也影响较大。

最终导致燃料电池巴士非定期保养成本高于压缩天然气巴士和柴油混动巴士。 保养总成本按照零部件和人工成本来拆解,详细数据如下表:

由以上数据可知,三种车型保养成本中,人工成本占了大部分比例,是最主要的成本。

燃料电池巴士、柴油混动巴士和压缩天然气巴士三种车型中,人工成本占总保养成本的比例分别为85%、 68%和64%;很明显,燃料电池巴士人工成本最占比最高。

反过来,燃料电池巴士零部件保养成本占比最低,根据NREL的数据,主要是由于大多数燃料电池巴士仍在保修期内,或由原设备制造商提供保养支持,因此代理商无需承担高成本零部件保养成本。

 

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