国内外燃料电池公共汽车

1、国内外燃料电池公共汽车示范运行项目总结报告目录0 前 言11国际燃料电池汽车的发展现状和动向21.1 燃料电池汽车发展路线和规划2政府方面发展规划2汽车企业发展战略61.2 燃料电池汽车发展现状和趋势9燃料电池汽车发展现状9燃料电池汽车技术进展12燃料电池汽车发展趋势142国内外燃料电池公共汽车示范运行现状152.1 HyFleet：CUTE示范运行项目16示范运行组织16示范运行情况19示范运行总结232.2 美国燃料电池公共汽车示范运行项目24示范运行组织25示范运行情况28示范运行总结332.3 中国燃料电池公共汽车示范运行项目35示范运行组织36示范运行情况39示范运行总结433 国内

2、外燃料电池公共汽车示范运行总结443.1 示范运行项目取得成就443.2 商业化运行面临的挑战464 中国燃料电池公共汽车示范运行建议484.1 示范运行组织方面49信息共享49集中采购49区域合作494.2 政府支持方面50政策层面50资金方面50图表目录图1 NIP项目交通领域的工作节点和工作内容4图2 日本燃料电池汽车商业化发展阶段目标5图3 丰田汽车能源动力发展战略7图4 通用汽车能源动力发展战略8图5 大众汽车能源动力发展战8图6 戴姆勒燃料电池汽车发展路线图9图7 1997-2009年燃料电池汽车总量增长情况图示10图8 全球氢基础设施建设11图9 示范运行组织开展构架图17图10

3、 柏林加氢站建设布局18图11 示范车辆车辆利用率和行驶里程统计19图12 车辆停运原因统计20图13 加氢站停工原因统计21图14 不同车辆全寿命周期内GHG排放对比22图15 是否支持氢能源车进入公共交通服务体系调查23图16 示范运行车辆月均行驶里程数据统计29图17 运行车辆停工原因统计30图18 燃料电池汽车和基准车辆燃油经济性数据统计31图19 燃料电池汽车和基准车辆MBRC统计32图20 CTTRANSIT司机对燃料电池汽车与柴油车的性能对比评价33图21 AC Transit关于乘客对开展大规模燃料电池公共汽车示范态度调查33图22 示范运行组织管理流程图37图23 北京加氢站

4、情况39图24 北京加氢站的工艺流程图40图25 北京不同制氢方式的燃料全生命周期能耗对比41图26 被访者总体认知情况43图27 票价相同情况下乘客的选择意愿43表1 Fyfleet:CUTE 项目示范车辆情况一览表18表2 示范城市加氢站氢源供应方式19表3 美国燃料电池公共客车主要在示范项目情况27表4 示范运行车辆的行驶里程和时间统计28表5 燃料电池汽车车辆利用率29表6 加氢量统计32表7 北京燃料电池汽车示范运行项目车辆情况38表8 示范运行结果统计400 前 言进入21世纪，能源安全与环境保护已成为制约汽车工业可持续发展的重要因素，推动汽车能源动力系统转型、实施节能减排战略成为

5、国际汽车工业面临的共同选择。燃料电池电动汽车（FCEV），尤其是氢燃料电池汽车可以实现零污染排放和较高的能量转化效率，且噪音低，能源取之不尽、用之不竭，成为解决环境污染和能源问题的最佳方案之一，近年来受到社会各界的广泛关注。许多国家和地区都将其视为国家战略、城市战略的重要组成部分，相继出台燃料电池汽车的发展和推广计划，组织开展官产学研联合攻关，实施大规模的政企示范运行项目，积极推进燃料电池汽车商业化运行；各大汽车企业也都将燃料电池汽车作为未来汽车技术发展的重要路径，纷纷设立燃料电池汽车研究开发计划，积极参与示范运行，加快了能源动力系统转型和燃料电池汽车商业化运行步伐。世界范围内已从2002年开

6、始燃料电池汽车的大规模示范运行，而燃料电池公共汽车被认为是最有可能率先产业化的车型之一，并在欧盟以及美国、日本、澳大利亚等多个国家蓬勃开展并取得令人瞩目的成就。组织开展燃料电池公共汽车示范运行，是解决高科技产品市场推广初期规模和成本之间的矛盾，突破制约燃料电池汽车商业化运营的燃料电池汽成本、性能以及配套基础设施建设等因素的关键。总结示范运行经验，改进车辆设计，推动配套设施建设，更好地指导后期示范运行工作的开展，是推动燃料电池汽车商业化运行过程中不可或缺的重要步骤。本文以世界范围内代表性的燃料电池公共汽车示范运行项目为基础，对相关示范运行的组织开展情况进行了阐述和总结，以期对将来示范项目的开展有

7、所帮助和借鉴。1国际燃料电池汽车的发展现状和动向为促进燃料电池汽车的技术发展与产业化，多年以来，世界范围内很多国家对燃料电池汽车技术发展给与了持续支持，相继出台完整的国家层面燃料电池技术研究开发计划，组织开展产学研联合攻关和全球范围内的跨国合作，大大促进了全球燃料电池及燃料电池汽车的研究开发进程。无论是燃料电池汽车技术水平，还是示范运行推广，都取得了前所未有的成果，为推动燃料电池汽车产业化奠定了良好基础。1.1 燃料电池汽车发展路线和规划 1.1.1 政府方面发展规划为应对能源和环境危机，尤其是高企的油价和日益严峻的节能减排压力，美、日、欧等相继实施新的汽车发展战略，进一步明确了产业发展方向，

8、同时加大了政策扶持力度。燃料电池汽车作为“终极能源车”，备受各国青睐。很多国家都在国家层面上形成完整的研究开发计划，支持解决该领域的发展面临的技术性与非技术性的障碍。欧盟“燃料电池与氢能技术联合行动计划”。为促进相关产业间、国家间及国家与欧盟层级间的研究单位之间，加强彼此横向的联系，推动燃料电池与氢能向更广与更深层次的发展，欧盟执委会于2003年成立了“氢能与燃料电池技术平台”（HFP）。籍于此平台近6年所取得的成就和达成的共识，2008年，欧洲委员会、欧洲工业团体和欧洲科研团体组成“燃料电池与氢能联合执行体”，共同实施“燃料电池与氢能技术联合行动计划”，确定燃料电池和氢能为欧洲未来首选战略性

9、新能源技术之一，并计划在六年内共同投资近10亿欧元，开展燃料电池和氢能研究和技术开发与示范，推动燃料电池新技术大规模推向市场。德国政府“氢能与燃料电池技术创新计划”。2007年，德国启动The National Hydrogen and Fuel Cell Technology Innovation Programme（简称NIP），未来10年，预计投入10亿欧元，通过支持示范项目和引导型项目以及一些目标明确的基础研究和应用研究，为氢能和燃料电池市场化做准备。具体到交通领域，NIP项目详细地规划了各项工作的时间节点、工作内容和目标以及资金投入等，如图1所示。目前已有24个来自德国和欧盟的公司明

10、确表示加入NIP项目，并提供相应的资金支持。产业化的准备工作2020展望201520112015201020072010研发工作目标：降低成本；轻量化；缩小体积；提升使用寿命；改善运行条件；提升效率。车辆方面：质子膜燃料电池堆、关键零部件、电力驱动系统、氢储存系统、氢内燃机、系统集成；基础设施：重整、电解和生物质制氢技术；副产氢技术；氢的液化、储存、管道和加注站项目预算：3.03亿欧元项目预算：3.55亿欧元 3.03亿欧元 确立德国工业界在氢能和燃料电池技术领域的具有竞争性地位示范工作目标：在日常应用条件下进行技术验证；为产业化、市场化作准备。项目预算：3.6亿欧元项目预算：1.26亿欧元多

11、样化的氢供应途径扩大氢加注站网络扩大巴士示范车队规模，扩大示范区域；扩大轿车示范车队的规模验证竞争性体系提升现有技术水平优化并拓展示范地区的氢基础设施；在基础设施具备的区域进行巴士车队运行示范在基础设施具备的区域进行轿车车队运行示范进行项目总结，关注技术的可获得性和系统解决方案在2015年，使得氢能的竞争性和消费者接受程度可与传统技术相比；图1 NIP项目交通领域的工作节点和工作内容2009年9月10日，德国交通部长Wolfgang Tiefensee与欧洲几个主要工业巨头在柏林签署H2 Mobility项目合作备忘录，就从2011年底在德国全面开展氢基础设施网络建设达成一致意见，支持德国20

12、15年燃料电池汽车商业化运行。日本政府“下一代汽车与燃料行动计划”。2002年，日本启动了在东京地区的氢能和燃料电池汽车示范计划(JHFC)项目, 目前已进入项目二期实施阶段。为进一步推动燃料电池汽车技术发展，2006年，日本制定了燃料电池汽车发展计划，明确了燃料电池汽车商业化发展阶段和目标，确定2015年开始燃料电池汽车商业化运行。具体时间节点和任务目标如图2所示。为配合新的国家能源战略的实施，2007年，日本提出“下一代汽车与燃料行动计划”，确定了各阶段燃料电池汽车在成本、性能、寿命等方面的指标，力争在2030年左右实现燃料电池汽车商业化。图2 日本燃料电池汽车商业化发展阶段目标2009年

13、10月8日，日本政府综合科学技术会议确定了2010年度科学技术相关预算分配的方针，最优先考虑燃料电池、太阳能等环境、能源领域的技术革新，以达成温室气体减排的中期目标。美国“FreedomCAR”计划。2002年9月，布什政府制定了 “FreedomCAR”计划,这是一项美国能源部与通用、福特、戴姆勒克莱斯勒等汽车制造商联合开发的“政府企业合作伙伴计划”项目，计划的重点是支持氢动力燃料电池汽车研发。此后，相继提出“氢燃料计划”和“先进能源计划”，旨在发展商业上可行的氢燃料电池技术和基础设施，进一步研究燃料电池成本降低技术，以及氢燃料的安全生产和运输技术。但由于燃料电池技术开发难度大，持续突破预期

14、有所减弱，奥巴马政府一再取消或减少了燃料电池技术发展计划投入。2009年10月16日，美国国会通过了“能源与水资源法案”，美国能源部2010年用于氢与燃料电池研发项目的资金重新得到批准，燃料电池及氢能工业将重新获得1.74亿美元的政府支持资金。 汽车企业发展战略为了应对趋紧的能源和环保形势对车用能源及动力系统提出的挑战，同时为了在交通能源战略转型过程中抢占先机，丰田、通用、大众等世界各大汽车集团都制定了车用能源动力发展战略，燃料电池汽车或氢动力汽车作为远期的发展目标或战略技术储备，被纳入到各大汽车企业能源动力远期发展战略。如图3、图4、图5、图6所示。从根本上看，世界主要汽车集团对未来汽车能源

15、动力发展的战略考虑比较相近：动力系统电动化是发展方向，燃料电池汽车是最终目标，但同时应用清洁汽柴油和替代燃料的内燃机汽车仍将长期存在。图3 丰田汽车能源动力发展战略丰田汽车公司将2010年前后发展的重点放在混合动力技术上，2015年向市场投放与现在的相比性能和耐久力大幅度提升的新型燃料电池混合动力汽车。通过大幅度降低制造成本，把新型燃料电池混合动力汽车，作为继混合动力汽车和纯电动汽车之后的环保汽车加以开发和培育。远期，替代燃料汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车将并存发展。图4 通用汽车能源动力发展战略通用汽车公司已经进行了燃料电池的小批量生产，目前已有115辆雪弗来Equinox燃料电池车交到客户

16、手中，包括美国、欧洲、日本、中国以及韩国。2010年，燃料电池车产量占其汽车总产量的10，2025年这个比例提高到25，2020到2030年可广泛被普通消费者所接受。图5 大众汽车能源动力发展战大众汽车公司近期将进一步优化汽油机、推广先进柴油机，中期重点开发推广纯电动汽车、混合动力汽车或生物燃料等技术，远期重点是电能和氢能源解决方案。图6 戴姆勒燃料电池汽车发展路线图戴姆勒公司在燃料电池客车方面，技术较为成熟，为世界范围内公共汽车示范运行项目提供车辆。在乘用车方面，2009年初推出了其最新版的燃料电池概念车BlueZERO F-Cell。尽管受经济不景气影响，该公司表示不会更改现有的研发方向。

17、1.2 燃料电池汽车发展现状和趋势1.2.1 燃料电池汽车发展现状燃料电池汽车市场方面。目前，燃料电池乘用车继续处在小规模试用阶段，以本田和通用两家公司为主导；燃料电池公共汽车仍处于示范运行阶段。世界各大汽车厂商燃料电池汽车计划并没有因为金融危机而受到影响，燃料电池新款车型或概念车相继推出，世界范围内燃料电池汽车保有量保持了持续增长态势。如图7所示。图7 1997-2009年燃料电池汽车总量增长情况图示 数据来源：氢潮网氢能基础设施建设方面。目前，全世界投入使用的加氢站总数超过150座。半数以上集中在北美，以美国居多(如图7所示）。这多归功于过去五年来，美国能源部和加利福尼州对此提供了积极的财

18、政和政策支持。为迎接2010年冬奥会的到来，加拿大也在增加氢能基础设施建设投资。在过去18个月里，氢燃料电池叉车市场的扩大也刺激了北美加氢站的建设。欧洲方面，CUTE项目进展缓慢，原定一些加氢站处于搁置状态，但总量仍有所提升。该地区除拥有供应轻型乘用车和氢燃料电池巴士的加氢站外，还有供应氢动力船只的加氢站。德国仍为该地区的氢基础设施建设的主导力量，这得益于几个由政府、地区以及多方合作支持的燃料电池项目的开展。在斯堪的维纳半岛，氢基础设施建设正在有计划的向前推进。相比之下，英国、西班牙、日本在过去的一年里没有新的氢基础设施建设。图8 全球氢基础设施建设 数据来源：氢潮网企业产品研发方面。在当前背

19、景下，各大汽车企业纷纷加大了产品研发投入，各大汽车厂商相继推出新款燃料电池汽车或概念车，在车辆的可靠性、成本控制等方面取得了长足的进步。（1）本田HONDA FCX CLARITY本田FCX CLARITY的V-Flow燃料电池堆采用垂直设计，既减小了体积、提高了效率，又有利于散热和排水。使用的电机额定功率为100kW/3500rpm。使用228V锂离子电池用作补充电源。FCX CLARITY能够在-30启动，同时具有完备的氢安全保护。V-Flow燃料电池堆在大幅提高性能的同时，实现了轻量化和小型化，与上一代FCX搭载的燃料电池堆相比，功率由86kW提高至100kW。续驶里程也提高了30%，达

20、到620km。（2）通用Cadillac ProvoqCadillac Provoq使用了通用E-FLEX平台，采用电-电混合燃料电池技术,具有plug-in功能。Cadillac Provoq搭载了通用第5代燃料电池电堆，燃料电池堆(80kW)的体积较前一代减小一半，比功率达到3kW/L、2kW/kg。应用了9kWh的锂离子电池组，峰值功率达到60kW 。Cadillac Provoq最高车速达到160km/h，0-100 km加速只需8.5秒, 较前一代提高30%，续驶里程达到480km，纯动力电池驱动模式(仅使用二次电池)下可行驶32km。（3）克莱斯勒EcoVoyager在2008年底

21、特律车展上，克莱斯勒汽车公司发布了EcoVoyager燃料电池车。该车也采用了电-电混合燃料电池技术。该车使用45kW质子交换膜燃料电池（PEMFC），同时装备了16kWh的锂电池。氢气存储方式为高压氢气，压力为700bar (10,000psi)。具备制动能量回馈功能，0-100km 加速时间8.8秒，最高时速184km/h，总续驶里程480km，纯动力电池驱动模式(仅使用二次电池)下可行驶64km。 燃料电池汽车技术进展随着燃料电池汽车研发和试验考核的不断深入，燃料电池关键技术研究与整车开发取得了新的进展。燃料电池堆寿命比2003年提高了2倍以上，燃料电池的系统成本已经降低至2002年的三

22、分之一左右。总结燃料电池汽车技术领域取得的进展，主要有以下5个方面： (1)燃料电池功率密度不断提高。以本田FCX Clarity为例，与上一代FCX相比，动力系统功率密度有了很大提高。新型燃料电池堆的最高功率提升至100kW，与本田开发的上一代燃料电池堆相比，体积功率密度提高50%，重量功率密度提高67%。整车节能性比“FCX”提高20%，续驶里程提高30%。(2)贵金属用量大幅减少。1990年，燃料电池电堆的铂用量约5mg/cm2，到2009年，法国MHS Equipment SAS公司以超低铂含量的质子交换膜燃料电池电极制造的燃料电池“TP2L2”的铂的含量为20 µg/cm2

23、，并有望继续降低。 (3)燃料电池汽车能量转换效率有望继续提高。考虑“从矿井到车轮”的总体效率，燃料电池混合动力汽车“从油井到车轮”的总效率为29%，汽油机混合动力汽车普锐斯的总效率为28%。燃料电池汽车的能量转换总效率将来有望提高到42%。(4)燃料电池汽车的可靠性和耐久性明显改善。2007年，燃料电池膜的寿命由2005年的2000小时提高到5000小时，燃料电池堆的实验室寿命也由2003年的1000小时提高到目前的2000小时以上。(5)燃料电池系统成本逐渐下降。燃料电池堆成本由2005年的110美元/kW降低至2008年的73美元/kW。美国能源部提出的目标是2010年降到45美元/kW

24、，2015年降到30美元/kW，与目前汽油机的价格水平相当。1.2.3 燃料电池汽车发展趋势当前，车用燃料电池技术发展方向逐渐明确，质子膜氢燃料电池被公认为最适合车辆应用的燃料电池技术，各大汽车厂商继续进行新一代燃料电池技术的研发，目标是降低制造成本和提高可靠性和耐久性。新一代（第五代）燃料电池系统技术可能在2013年左右研制出来。燃料电池汽车技术发展的趋势表现为：车载能源载体氢气化，制取多样化。经过对各种能源载体的比较和考核，基本摒弃了基于车载各种化石燃料重整制氢的技术途径，更多得采用了车辆直接储存氢气的方案，储存方式以高压气态为主；而氢气制取在制氢站完成，采取了基于本地资源特点的多种制氢途

25、径。燃料电池模块化和系列化。为了便于提高可靠性和寿命，并降低成本，燃料电池发展出现模块化趋势。单个燃料电池模块的功率范围被界定在一定的范围之内，通过模块的组装，实现不同车辆对燃料电池功率等级的要求。燃料电池汽车动力系统混合化。在目前的燃料电池汽车动力系统中，已经不再采用最初的动力方案，而是燃料电池系统与动力蓄电池混合驱动的方式。这种混合动力驱动方案最早被我国科技人员采用，可有效提高燃料电池的寿命、降低车辆成本。目前正被国际广泛采纳。燃料电池汽车示范运行规模化。通过示范运行，考核不同的氢气制取途径的技术并开展综合评估研究、考核燃料电池汽车技术对环境的适应性和在实际运行中可能出现的技术问题，并通过

26、示范运行开展氢能燃料电池技术的公众宣传和知识普及。燃料电池汽车产业联盟化。在汽车制造行业，燃料电池技术通常是自己研发，但目前燃料电池汽车产业发展正在突破这种常规发展模式。目前，汽车整车生产企业与电池生产厂家加强了技术整合，如现代汽车与UTC的合作，大众公司与巴拉德公司的合作，以及戴姆勒公司，其间接拥有巴拉德公司燃料电池汽车资产的股份，以保持自己在这一领域技术的领先地位。汽车整车生产厂商与燃料电池生产企业的合作共赢成为了燃料电池汽车发展的一种重要模式。2国内外燃料电池公共汽车示范运行现状为加快推进燃料电池汽车的商业化进程，解决燃料电池汽车商业化运行之前存在的技术性与非技术性的障碍，世界范围内不同

27、的组织、国家、企业纷纷开展燃料电池汽车示范运行。公共汽车由于其空间大、定线定时行驶的特性，被认为是最有可能率先产业化的车型之一，成为了示范运行工程的首选对象。在过去6年的时间里，世界范围内20多个城市和地区已经或正在开展燃料电池公共汽车示范运行工程，既有城市自行组织开展的示范项目，也有跨城市的联合示范运行项目，如CUTE、HyFleet：CUTE等。世界范围内示范项目的实施，在发现问题和提供解决方案方面取得了很大进展，新的测试方法、示范运行规划、产品设计等正在得到进一步改进和提高。本章通过对世界范围内具有代表性的几项示范运行工作的介绍和分析,总结归纳出当前示范工作的成果，并对今后中国继续开展此

28、项工作提出了可供借鉴的经验。2.1 HyFleet：CUTE示范运行项目HyFleet：CUTE是CUTE（Clean Urban Transport for Europe）项目的延伸，旨在CUTE前期示范运行的基础上，进一步验证氢燃料发动机汽车技术、氢燃料发动机汽车技术、下一代燃料电池汽车、氢动力汽车以及氢站基础设施的稳定性。该项目组织完善，商业化程度较高，并充分考虑了不同地区不同的气候、环境条件以及交通状况，是目前世界上最大的燃料电池公共汽车示范运行项目。 示范运行组织组织规模 2006-2009年，Hyfleet:CUTE项目由欧盟委员会和欧盟第六框架研究下的31个工业合作伙伴共同出资，

29、累计投入4.3亿欧元，在三大洲、十个城市：雷克雅末、伦敦、柏林、佩恩、北京、马德里、汉堡、阿姆斯特丹、巴塞罗那、卢森堡组织开展大规模示范运行，共计有47辆氢动力公共汽车投入运行。示范运行组织有序、分工明确，建立了良好的统一平台，实现了信息共享和示范工程的高效运作。示范运行工作开展如图9所示。氢基础设施氢内燃机汽车示范燃料电池汽车示范质量 安全 培训社会经济环境效益评价示范项目组织开展全球氢燃料公共汽车统一平台图9 示范运行组织开展构架图车辆情况 参与示范的47辆氢动力公共汽车中，33辆燃料电池公共汽车Citaro Fuel Cell来自佩恩、北京等9个先前燃料电池公共汽车示范项目，剩余14辆氢

30、燃料发动机公共汽车H2 Internal Combustion Engine Bus来自德国MAN公司。MAN提供的14辆氢燃料发动机中，前4辆采用自然进气，后10辆采用涡轮增压进气。Citaro Fuel Cell以及H2 Internal Combustion Engine Bus指标见表1所列。表1 Fyfleet:CUTE 项目示范车辆情况一览表Citaro Fuel Cell（CUTE）指标H2 Internal Combustion Engine Bus指标燃料电池系统250KWBuses 1-4（H2 NA）Buses 4-14(H2 TC)驱动功率205KW（15-20s）发动

31、机型号H2876 UH01H2876LUH01行驶里程180-220km输出功率150Kw（2200RPM）200kw（2000RPM）电池-扭矩760N·M(1000-1400RPM)1100 N·M(1400-1600RPM)燃料电池系统效率43-38%储能装置系统10vessels，DynetekH2消耗量20-24kg/100km容量50kg期望寿命2年，2000h最大压力350bar基础设施及氢源供应 除柏林外，Fyfleet:CUTE大部分沿用了前期示范运行的氢供应设施，共有10个加氢站投入示范运行（详细见表2），并且每个加氢站配备有两名机械师，负责日常维护和故

32、障处理。柏林在该项目中特别进行了加氢站建设，能够从LPG、LH2获取氢源，除能给示范车辆加氢外，还能够为大众车辆提供燃料加注服务，其中包括LH2；此外，加氢站还设有静态燃料电池装置，利用氢气制取、输送过程中散失的LH2，供加氢站照明、供热等运作能量需求。柏林加氢站布局如图10所示。图10 柏林加氢站建设布局表2 示范城市加氢站氢源供应方式加氢站阿姆斯特丹巴塞罗那北京柏林汉堡伦敦卢森堡马德里佩恩雷克雅末定期外部氢气供应××××××电解水制氢××××天然气重整制氢×LPG重整制氢×

33、;储备外部氢气供应××××纳入公共加气站×× 示范运行情况车辆运行 参与示范项目的33辆燃料电池公共汽车累计运行66038h，行驶10181485km，车辆可利用率达到92.6%。平均来看，日均运行7h，车速接近16.4km/h，百公里燃料消耗量219kg。各城市车辆利用率和行驶里程数据如图11所示。图11 示范车辆车辆利用率和行驶里程统计车辆运行过程中没有出现大的事故。从车辆停运原因统计来看（如图12所示），大部分停运与标准机械、电子部件故障有关（比如稳压阀、逆变器、燃料电池仪表板），由标准总线故障直接导致的停运占不到总数的8%。随

34、着示范工作的进行，部件设计进一步优化，部件的寿命和可靠性与示范运行初期相比已有了很大的提升。图12 车辆停运原因统计加氢站运行 参与示范的10个加氢站（电解水制氢的有4个，LPG/CNG重整制氢的2个，外部氢源供应的6个）累计加氢13149次，加氢量326468kg。其中加氢站制氢158445kg，外部氢源供应232322kg。加氢站综合利用率达到89.8%。相比CUTE、ECTOS等示范运行项目，加氢站的加氢量有20%-46%的提升，并且运行的能量消耗均有不同程度的降低，但保证氢气的纯度而需的设备投入比例依然较高。标准情况下（即该项目产能为60Nm3/h系统来说），为保证氢气纯度所需要的成本

35、投入，重整制氢占总成本的27%，电解水制氢占17%。并且SAE研究报告指出，随着生产需求的增加，该项成本投入比重还会有明显增加。对于加氢站利用情况，从统计来看，停工主要是生产环节故障、压缩机或低温泵故障、系统维护、安全问题和运输问题五大原因导致。图13 加氢站停工原因统计社会与环境效益 结合运行车辆情况，从燃油经济性统计数据来看，燃料电池公共汽车平均燃油经济性21.9kg/100km，折算成柴油，约为72.9L/100km。从总耗氢量统计来看，本次运行消耗氢气326468kg，直接节约替代燃油1086736L。减少GHG气体排放方面，结合WTW有关研究，燃油汽车GHG排放（不区分汽、柴油）约为

36、310g/km,而燃料电池汽车由于氢气来源路径不同，排放水平差异较大，由于缺少氢气来源的统计数据，在此没有计算。而对于内燃机汽车，CNG、柴油和氢气三种不同汽车全生命周期内GHG排放对比情况如图8所示（以柴油车为基准）。其中，H2 NA是指自然进气式氢燃料内燃机汽车，H2 TC是指涡轮增压式氢燃料内燃机汽车。图14 不同车辆全寿命周期内GHG排放对比公众宣传与交流 公众对氢能利用的认知度和接受度将直接影响氢气技术的市场和基础设施建设，因而该项目在实施过程中积极推进公共宣传力度，大力开展与公众的多样化交流。据统计，先后有67000人浏览关注示范网站，近2000人观看过活动录像，全球范围内95个不

37、同国家和地区提供了相关信息。此外，项目还对公众的认知和选择意愿展开调查。通过8个示范城市2833名个人采访和519名网络调查发现，78%受访者知道氢气能够作为车用能源，72%受访者认为有必要寻找替代能源；对于氢动力公交车取代传统公交车，大部分表示支持，不到1%表示反对。对于传统车和氢动力车选乘问题，在相同线路和票价下，76%选择后者，1%选择前者，21%表示无所谓，另2%没有做出选择。而对于提高氢动力公交车票价合理性问题，44%的被调查者认为合理，57%认为不合理。然而，有些城市有超过50%的公众愿意接受高票价。图15 是否支持氢能源车进入公共交通服务体系调查尽管如此，爱尔兰大学和爱尔兰大学新

38、能源中心联合开展的大众对于氢气作为交通燃料看法的调研发现，公众对于替代燃料的认识水平还很低，并且看重眼前利益，在减少GHG排放方面还没有形成一致看法。 示范运行总结Hyfleet:CUTE大规模示范运行项目的开展，进一步检验了高负荷运作强度下燃料电池公共汽车以及加氢站运行的可靠性，并改进设计出了下一代燃料电池汽车，优化提高了加氢站运行效率。无论是加氢站建设、车辆优化设计，还是示范运行组织、安全事故防范，都获得了丰富的经验，但同时，仍然面临一些挑战需要克服。（1）车辆方面从车辆运行情况来看，其性能基本达到预期，但距离商业化运行还有一段距离。燃料电池寿命已经超过4000hrs，但是燃料电池及关键部

39、件可靠性和寿命有待进一步改进和提高；自然进气式氢内燃机汽车运行良好，但是涡轮增压式还存在一些问题需要改进。另外，车用燃料电池技术转化使用成本、燃料电池汽车购置成本，依然是商业化过程中的重大障碍。（2）基础设施方面虽然14个加氢站在示范运行过程中表现出了良好的稳定性，但依然需要在技术上作出改进，以提高系统可靠性，满足更大规模示范运行的需求。比如，氢源制取方面，充分利用可再生能源途径，确保廉价、持续地获取氢气；设备方面，提高电解水、重整制氢单元以及压缩机等关键部件和设备的可靠性，并有效遏制氢气散失，保证系统利用效率等。（3）其他方面示范项目的成功开展，充分证明了燃料电池汽车在不同气候、交通条件下运

40、行的可行性，这对于进一步获取政府和公众支持迈出了重要一步。政府应该出台燃料电池汽车长远发展战略，制定长期政策支持体系框架，从车辆购置、运行以及所需的外部条件等全方面支持燃料电池汽车发展，加快推进其产业化进程。2.2 美国燃料电池公共汽车示范运行项目为应对环境和气候变化，美国政府高度重视清洁绿色能源发展和高效技术应用，长期以来支持开展了大量燃料电池汽车研究和示范工作。2003年FreedomCar计划的提出，进一步明确了燃料电池技术发展目标，极大的推动了燃料电池汽车的技术进步和示范运行的组织开展。从世界范围来看，美国已成为世界上开展燃料电池公共客车示范最广、规模最大的国家。截至目前，仍有10辆燃

41、料电池公共客车在六个地点正在开展示范运行，并相继有下一步示范运行工作提上日程。下面就美国近期开展的几个代表性项目示范运行情况做一汇总分析。 示范运行组织AC Transit AC Transit早在1998年就对燃料电池公共汽车表现出浓厚兴趣，并成功开展为期一周的示范。为应对CARB要求，2001年，与GGT开展燃料电池公共汽车培训和示范合作，2005年签购Van Hool 3辆燃料电池公共汽车，并于2006年3月20日开始燃料电池公共汽车示范运行。CTTRANSIT 康涅狄格州一直致力于改善能源和环境危机，制定执行高于“清洁空气法令”的规范。2007年，支持开展燃料电池公共汽车示范运行，在市

42、区明星线路开展循环运行服务，开创了新英格兰燃料电池汽车示范运行的先河。为发现和解决燃料电池汽车在寒冷条件下的暴露的问题，填补先前示范空白，提供了机遇。示范的组织开展充分考虑了与制造商的通力合作，示范组织执行方CTTRANSIT的选取缘于靠近UTC POWER,便于车辆的通体检查、运行数据的收集，利于车辆技术改进和创新。Sunline Transit Agency 阳光车道运输公司主要提供加州科切拉谷地公共交通服务，在2006年1月，开启了燃料电池公共汽车的示范运行。示范运行在专有线路（50号线）开展。VTA 圣塔克拉拉谷交通局（VTA）早在2000年就和圣马刁县交通局（SamTrans）开展Z

43、EB示范运行规划。车辆示范运行VTA主要负责，SamTrans协助示范规划和成本预算。2005年2月28日，VTA开始三辆燃料电池公共汽车示范运行，在常规线路上实施额外服务，即在正常车辆发车间隔运行。2008年，UTC Power对AC Transit、CTTRANSIT、Sunline示范车辆燃料电池动力系统进行了更换。在此之后，各示范项目加强了车辆利用强度。截至2009年10月，各示范项目车辆的利用程度已接近普通车辆的一半。表3 美国燃料电池公共客车主要在示范项目情况项目运作方地点车辆总数运行车辆车辆情况氢站情况AC Transit奥克兰33V an HoolUTC POWER 燃料电池系

44、统、ISE混合公里系统 小规模天然气重整制氢；配备Pdc Machines压缩机，在6250psi下储氢366kg，能够满足3辆燃料汽车需求；设有来年各个氢加注站，在5000psi下能同时为两台车加注。CTTRANSIT哈特福德11V an HoolUTC POWER 燃料电池系统、ISE混合公里系统利用UTC POWER加氢站，为车辆提供加注服务。外部氢源供应，加氢站液态氢储存、压缩、加注。阳光车道运输公司绍森帕姆斯11V an HoolUTC POWER 燃料电池系统、ISE混合公里系统电解制氢和天然气重整制氢205kg/天；配备Pdc Machines压缩机，能够储氢425kg；能够在3

45、600psi和5000psi下加注氢气，每天能为15辆轿车/3辆燃料电池公共汽车加注。圣塔克拉拉谷交通局圣何塞32GilligBallard燃料电池外部氢源供应。加氢站设有容积为9000加仑的低温储罐来储存液态氢。在利用之前，液态氢加压到6000psi，并气化储存在另外6个储罐，加注器为汽车加注气化氢。加氢站有快慢两种加注方式，加注完成分别需8分、20分钟。2.2.2 示范运行情况表4列出了AC Transit、CTTRANSIT、Sunline各示范运行行驶里程、运行时间、平均车速以及月均行驶里程数据（VTA目前没有最新的统计资料，故未列出）。从最近一次统计来看，Sunline平均车速最高，

46、为13.8mph；AC Transit、CTTRANSIT则分别为9.6mph、6.9mph。AC Transit月平均行驶里程最高，达到2300英里；与前期示范相比，三示范项目月平均行驶里程均有了不同程度的增加。表4 示范运行车辆的行驶里程和时间统计示范统计日期运行时间（m）运行车辆数行驶里程运行时间（h）MphMpm早期燃料电池系统示范结果AC Transit4/06-10/0719360198549910.91023Sunline1/06-3/0827152336402713.01886CTTRANSIT4/07-12/0710145548865.6516新燃料电池系统示范结果AC Tr

47、ansit11/07-7/09193112210114529.82044Sunline4/08-7/0916127778205313.51736CTTRANSIT1/08-7/091912863142726.71507最新示范运行统计结果AC Transit8/08-7/091238315686369.62310Sunline8/08-7/0912121556155913.81796CTTRANSIT8/08-7/091211890027386.91575（1）车辆利用同各基准车辆运行数据比较来看，示范运行车辆行驶里程依然偏小，但随着运行强度的增加，累计运行时间和行驶里程相比以前均有不同程度的

48、增加。示范运行项目燃料电池汽车和基准车辆的月均行驶里程对比如图16所示。图16 示范运行车辆月均行驶里程数据统计从车辆利用率（此处为实际车辆运行天数与计划运行天数的比值）来看， 2008.8-2009.7期间，AC Transit、CTTRANSIT、Sunline车辆利用率分别为69%、68%、63%。各示范运行工程车辆利用率见表5所列。表5 燃料电池汽车车辆利用率示范统计日期运行时间/月运行车辆数计划运行天数实际运行天数车辆利用率/%早期燃料电池系统示范结果AC Transit4/06-10/07193124672058Sunline1/06-3/0827165343266CTTRANSI

49、T4/07-12/071011928745新燃料电池系统示范结果AC Transit11/07-7/09193146386859Sunline4/08-7/0916141927465CTTRANSIT1/08-7/0919145231369最新示范运行统计结果AC Transit8/08-7/0912387860269Sunline8/08-7/0912131019563CTTRANSIT8/08-7/0912129019868从停工原因统计来看， AC Transit车辆主要与日常维护和电池原因导致的混合动力系统故障有关；CTTRANSIT主要是由于示范车辆燃料电池动力系统出现了严重问题；

50、Sunline除了燃料电池动力系统故障外，还因为氢站原因停工一个月。各示范运行车辆停工原因统计如图17所示。图17 运行车辆停工原因统计（2）燃料经济性图18展示了燃料电池汽车、基准车辆最新的燃油经济性数据及对比情况。尽管燃油经济性数据因各公司的路线、站点设置、运行安排的不同而不同，但通过对比CNG、柴油基准车辆数据，三示范燃料电池汽车燃油经济性有59%-141%的提高。需要说明的是，AC Transit柴油车没有空调，而燃料电池汽车有。此外，由于CTTRANSIT示范基准车辆平均运行车速是燃料电池汽车的2倍，导致与其他示范车辆相比，燃料电池汽车的燃油经济性大大降低。图18 燃料电池汽车和基准

51、车辆燃油经济性数据统计（3）道路救援（RC）道路救援是指车辆在运行过程中出现故障，不能继续行驶（需替换）或给交通带来较大延误的事件，用来作为评价车辆运行可靠性的重要指标。但若故障在停留间隙得以解决，没有带来运行延误，不算作“道路救援”。图19展示了各车辆的无故障行驶里程数据（MBRC）,并分别对燃料电池系统、动力系统MBRC进行了分类统计描述。从统计结果来看，燃料电池汽车MBRC值明显低于基准车辆。很明显，燃料电池公共汽车需要在车辆可靠性方面需要进一步改进提高。汽车制造商和运输公司致力于解决导致MBRC值低的问题。从上述三个示范项目的5辆燃料电池汽车统计来看，电池和混合动力控制系统软件问题占到

52、动力系统RC的67%，UTC Power燃料电池系统占27%。图19 燃料电池汽车和基准车辆MBRC统计（4）加氢量在将近4年的时间里，加氢站没有出现安全事故，累计为三个示范项目的燃料电池汽车加氢超过60000kg（包括一辆氢混合动力汽车）。结果统计如表6所列。表6 加氢量统计示范项目统计时间加氢量AC Transit3/06-7/0930369kgSunline4/07-7/097029kgCTTRANSIT12/05-7/0927213kg(5) 公众宣传与交流示范组织方高度重视氢能、燃料电池汽车宣传工作，在示范运行城市积极开展公众宣传交流活动。为加深公众对燃料电池汽车的了解并获取对乘坐车

53、辆的印象，AC Transit 、CTTRANSIT组织了专门调查。部分结果如图19、20所示。此外，示范车辆还积极参与当地的活动，取得了满意的效果。图20 CTTRANSIT司机对燃料电池汽车与柴油车的性能对比评价图21 AC Transit关于乘客对开展大规模燃料电池公共汽车示范态度调查2.2.3 示范运行总结开展模型车辆示范运行十分重要，对于验证技术可行性、确定改进可靠性、耐用性设计方案，加快商业化进程，具有十分重要的意义。结合跟踪统计数据，对近4年AC Transit 、CTTRANSIT、SunLine 5辆燃料电池汽车（Van Hool/UTC Power）运行情况分析如下：（1）

54、示范运行致力于证明燃料电池公共汽车能够用于提供正常交通服务，而被验证车辆从2006年开始就持续用于公共交通服务。（2）燃料电池动力系统制造商反复验证和优化燃料电池动力系统的设计，并成功将优化方案融入到其新一代产品体系，提高了系统的可靠性。（3）能量储存和车载氢能储量设计还没达到最优。由于能量储存还未能与混合动力系统完好匹配，以及质量控制缺乏等，能量储存设计还存在很多问题。此外，车载氢能储存量远超过需求。在下一代燃料电池汽车中将应用锂电池，并有效减少车载储氢量和车辆自重（大约6000磅）；燃料电池汽车也因此将仅比普通车重2000磅。（4）氢气的制取和输送设施运行良好，但是对于开展更大规模的示范运

55、行，氢气的制取和输送问题需要进一步研究和探讨。在接下来的几年时间里，美国将进一步推动燃料电池汽车发展，进行全面的大规模示范运行和车辆可靠性测试。将来的示范运行将继续关注以下几个方面：（1）车辆性能 示范运行第一阶段主要是验证燃料电池汽车的可行性，并开始燃料电池动力系统以及关键零部件的可靠性评价，目前已接近尾声。燃料电池系统以及混合动力系统未达到可靠性要求，需要进一部优化，新一代燃料电池汽车将着重对车载储氢和电堆进行优化设计。（2）氢气制取和加氢站建设 为更多车辆提供稳定的燃料供应和对氢站进行更优化设计往往需要有更多的加氢站，而大规模加氢站运作也需要大规模车辆的示范运行。因此，要处理好燃料电池汽车与氢源基础设施的协调发展关系。（3）市场导入准备 在下一步大规模示范运行中，将开展技术或产品的可靠性评估、相关标准完善和修订，并继续做好数据收集、分析工作，为市场化做好前期准备。（4）降低成本 鉴于目前高昂的成本，降低车辆成本成为第一要务。成本的大幅降低能够提高市场竞争力，但是性能达到要求依然是主要