1、國內外燃料電池公共汽車示范運行項目總結報告目錄0 前 言11國際燃料電池汽車的發展現狀和動向21.1 燃料電池汽車發展路線和規劃2政府方面發展規劃2汽車企業發展戰略61.2 燃料電池汽車發展現狀和趨勢9燃料電池汽車發展現狀9燃料電池汽車技術進展12燃料電池汽車發展趨勢142國內外燃料電池公共汽車示范運行現狀152.1 HyFleet：CUTE示范運行項目16示范運行組織16示范運行情況19示范運行總結232.2 美國燃料電池公共汽車示范運行項目24示范運行組織25示范運行情況28示范運行總結332.3 中國燃料電池公共汽車示范運行項目35示范運行組織36示范運行情況39示范運行總結433 國內

2、外燃料電池公共汽車示范運行總結443.1 示范運行項目取得成就443.2 商業化運行面臨的挑戰464 中國燃料電池公共汽車示范運行建議484.1 示范運行組織方面49信息共享49集中采購49區域合作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項目交通領域的工作節點和工作內容4圖2 日本燃料電池汽車商業化發展階段目標5圖3 豐田汽車能源動力發展戰略7圖4 通用汽車能源動力發展戰略8圖5 大眾汽車能源動力發展戰8圖6 戴姆勒燃料電池汽車發展路線圖9圖7 1997-2009年燃料電池汽車總量增長情況圖示10圖8 全球氫基礎設施建設11圖9 示范運行組織開展構架圖17圖10

3、 柏林加氫站建設布局18圖11 示范車輛車輛利用率和行駛里程統計19圖12 車輛停運原因統計20圖13 加氫站停工原因統計21圖14 不同車輛全壽命周期內GHG排放對比22圖15 是否支持氫能源車進入公共交通服務體系調查23圖16 示范運行車輛月均行駛里程數據統計29圖17 運行車輛停工原因統計30圖18 燃料電池汽車和基準車輛燃油經濟性數據統計31圖19 燃料電池汽車和基準車輛MBRC統計32圖20 CTTRANSIT司機對燃料電池汽車與柴油車的性能對比評價33圖21 AC Transit關于乘客對開展大規模燃料電池公共汽車示范態度調查33圖22 示范運行組織管理流程圖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 被訪者總體認知情況43圖27 票價相同情況下乘客的選擇意愿43表1 Fyfleet:CUTE 項目示范車輛情況一覽表18表2 示范城市加氫站氫源供應方式19表3 美國燃料電池公共客車主要在示范項目情況27表4 示范運行車輛的行駛里程和時間統計28表5 燃料電池汽車車輛利用率29表6 加氫量統計32表7 北京燃料電池汽車示范運行項目車輛情況38表8 示范運行結果統計400 前 言進入21世紀，能源安全與環境保護已成為制約汽車工業可持續發展的重要因素，推動汽車能源動力系統轉型、實施節能減排戰略成為

5、國際汽車工業面臨的共同選擇。燃料電池電動汽車（FCEV），尤其是氫燃料電池汽車可以實現零污染排放和較高的能量轉化效率，且噪音低，能源取之不盡、用之不竭，成為解決環境污染和能源問題的最佳方案之一，近年來受到社會各界的廣泛關注。許多國家和地區都將其視為國家戰略、城市戰略的重要組成部分，相繼出臺燃料電池汽車的發展和推廣計劃，組織開展官產學研聯合攻關，實施大規模的政企示范運行項目，積極推進燃料電池汽車商業化運行；各大汽車企業也都將燃料電池汽車作為未來汽車技術發展的重要路徑，紛紛設立燃料電池汽車研究開發計劃，積極參與示范運行，加快了能源動力系統轉型和燃料電池汽車商業化運行步伐。世界范圍內已從2002年開

6、始燃料電池汽車的大規模示范運行，而燃料電池公共汽車被認為是最有可能率先產業化的車型之一，并在歐盟以及美國、日本、澳大利亞等多個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行，是解決高科技產品市場推廣初期規模和成本之間的矛盾，突破制約燃料電池汽車商業化運營的燃料電池汽成本、性能以及配套基礎設施建設等因素的關鍵。總結示范運行經驗，改進車輛設計，推動配套設施建設，更好地指導后期示范運行工作的開展，是推動燃料電池汽車商業化運行過程中不可或缺的重要步驟。本文以世界范圍內代表性的燃料電池公共汽車示范運行項目為基礎，對相關示范運行的組織開展情況進行了闡述和總結，以期對將來示范項目的開展有

7、所幫助和借鑒。1國際燃料電池汽車的發展現狀和動向為促進燃料電池汽車的技術發展與產業化，多年以來，世界范圍內很多國家對燃料電池汽車技術發展給與了持續支持，相繼出臺完整的國家層面燃料電池技術研究開發計劃，組織開展產學研聯合攻關和全球范圍內的跨國合作，大大促進了全球燃料電池及燃料電池汽車的研究開發進程。無論是燃料電池汽車技術水平，還是示范運行推廣，都取得了前所未有的成果，為推動燃料電池汽車產業化奠定了良好基礎。1.1 燃料電池汽車發展路線和規劃 1.1.1 政府方面發展規劃為應對能源和環境危機，尤其是高企的油價和日益嚴峻的節能減排壓力，美、日、歐等相繼實施新的汽車發展戰略，進一步明確了產業發展方向，

8、同時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計劃，支持解決該領域的發展面臨的技術性與非技術性的障礙。歐盟“燃料電池與氫能技術聯合行動計劃”。為促進相關產業間、國家間及國家與歐盟層級間的研究單位之間，加強彼此橫向的聯系，推動燃料電池與氫能向更廣與更深層次的發展，歐盟執委會于2003年成立了“氫能與燃料電池技術平臺”（HFP）。籍于此平臺近6年所取得的成就和達成的共識，2008年，歐洲委員會、歐洲工業團體和歐洲科研團體組成“燃料電池與氫能聯合執行體”，共同實施“燃料電池與氫能技術聯合行動計劃”，確定燃料電池和氫能為歐洲未來首選戰略性

9、新能源技術之一，并計劃在六年內共同投資近10億歐元，開展燃料電池和氫能研究和技術開發與示范，推動燃料電池新技術大規模推向市場。德國政府“氫能與燃料電池技術創新計劃”。2007年，德國啟動The National Hydrogen and Fuel Cell Technology Innovation Programme（簡稱NIP），未來10年，預計投入10億歐元，通過支持示范項目和引導型項目以及一些目標明確的基礎研究和應用研究，為氫能和燃料電池市場化做準備。具體到交通領域，NIP項目詳細地規劃了各項工作的時間節點、工作內容和目標以及資金投入等，如圖1所示。目前已有24個來自德國和歐盟的公司明

10、確表示加入NIP項目，并提供相應的資金支持。產業化的準備工作2020展望201520112015201020072010研發工作目標：降低成本；輕量化；縮小體積；提升使用壽命；改善運行條件；提升效率。車輛方面：質子膜燃料電池堆、關鍵零部件、電力驅動系統、氫儲存系統、氫內燃機、系統集成；基礎設施：重整、電解和生物質制氫技術；副產氫技術；氫的液化、儲存、管道和加注站項目預算：3.03億歐元項目預算：3.55億歐元 3.03億歐元 確立德國工業界在氫能和燃料電池技術領域的具有競爭性地位示范工作目標：在日常應用條件下進行技術驗證；為產業化、市場化作準備。項目預算：3.6億歐元項目預算：1.26億歐元多

11、樣化的氫供應途徑擴大氫加注站網絡擴大巴士示范車隊規模，擴大示范區域；擴大轎車示范車隊的規模驗證競爭性體系提升現有技術水平優化并拓展示范地區的氫基礎設施；在基礎設施具備的區域進行巴士車隊運行示范在基礎設施具備的區域進行轎車車隊運行示范進行項目總結，關注技術的可獲得性和系統解決方案在2015年，使得氫能的競爭性和消費者接受程度可與傳統技術相比；圖1 NIP項目交通領域的工作節點和工作內容2009年9月10日，德國交通部長Wolfgang Tiefensee與歐洲幾個主要工業巨頭在柏林簽署H2 Mobility項目合作備忘錄，就從2011年底在德國全面開展氫基礎設施網絡建設達成一致意見，支持德國20

12、15年燃料電池汽車商業化運行。日本政府“下一代汽車與燃料行動計劃”。2002年，日本啟動了在東京地區的氫能和燃料電池汽車示范計劃(JHFC)項目, 目前已進入項目二期實施階段。為進一步推動燃料電池汽車技術發展，2006年，日本制定了燃料電池汽車發展計劃，明確了燃料電池汽車商業化發展階段和目標，確定2015年開始燃料電池汽車商業化運行。具體時間節點和任務目標如圖2所示。為配合新的國家能源戰略的實施，2007年，日本提出“下一代汽車與燃料行動計劃”，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，力爭在2030年左右實現燃料電池汽車商業化。圖2 日本燃料電池汽車商業化發展階段目標2009年

13、10月8日，日本政府綜合科學技術會議確定了2010年度科學技術相關預算分配的方針，最優先考慮燃料電池、太陽能等環境、能源領域的技術革新，以達成溫室氣體減排的中期目標。美國“FreedomCAR”計劃。2002年9月，布什政府制定了 “FreedomCAR”計劃,這是一項美國能源部與通用、福特、戴姆勒克萊斯勒等汽車制造商聯合開發的“政府企業合作伙伴計劃”項目，計劃的重點是支持氫動力燃料電池汽車研發。此后，相繼提出“氫燃料計劃”和“先進能源計劃”，旨在發展商業上可行的氫燃料電池技術和基礎設施，進一步研究燃料電池成本降低技術，以及氫燃料的安全生產和運輸技術。但由于燃料電池技術開發難度大，持續突破預期

14、有所減弱，奧巴馬政府一再取消或減少了燃料電池技術發展計劃投入。2009年10月16日，美國國會通過了“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項目的資金重新得到批準，燃料電池及氫能工業將重新獲得1.74億美元的政府支持資金。 汽車企業發展戰略為了應對趨緊的能源和環保形勢對車用能源及動力系統提出的挑戰，同時為了在交通能源戰略轉型過程中搶占先機，豐田、通用、大眾等世界各大汽車集團都制定了車用能源動力發展戰略，燃料電池汽車或氫動力汽車作為遠期的發展目標或戰略技術儲備，被納入到各大汽車企業能源動力遠期發展戰略。如圖3、圖4、圖5、圖6所示。從根本上看，世界主要汽車集團對未來汽車能源

15、動力發展的戰略考慮比較相近：動力系統電動化是發展方向，燃料電池汽車是最終目標，但同時應用清潔汽柴油和替代燃料的內燃機汽車仍將長期存在。圖3 豐田汽車能源動力發展戰略豐田汽車公司將2010年前后發展的重點放在混合動力技術上，2015年向市場投放與現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力汽車。通過大幅度降低制造成本，把新型燃料電池混合動力汽車，作為繼混合動力汽車和純電動汽車之后的環保汽車加以開發和培育。遠期，替代燃料汽車、純電動汽車和燃料電池汽車將并存發展。圖4 通用汽車能源動力發展戰略通用汽車公司已經進行了燃料電池的小批量生產，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，燃料電池車產量占其汽車總產量的10，2025年這個比例提高到25，2020到2030年可廣泛被普通消費者所接受。圖5 大眾汽車能源動力發展戰大眾汽車公司近期將進一步優化汽油機、推廣先進柴油機，中期重點開發推廣純電動汽車、混合動力汽車或生物燃料等技術，遠期重點是電能和氫能源解決方案。圖6 戴姆勒燃料電池汽車發展路線圖戴姆勒公司在燃料電池客車方面，技術較為成熟，為世界范圍內公共汽車示范運行項目提供車輛。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。盡管受經濟不景氣影響，該公司表示不會更改現有的研發方向。

17、1.2 燃料電池汽車發展現狀和趨勢1.2.1 燃料電池汽車發展現狀燃料電池汽車市場方面。目前，燃料電池乘用車繼續處在小規模試用階段，以本田和通用兩家公司為主導；燃料電池公共汽車仍處于示范運行階段。世界各大汽車廠商燃料電池汽車計劃并沒有因為金融危機而受到影響，燃料電池新款車型或概念車相繼推出，世界范圍內燃料電池汽車保有量保持了持續增長態勢。如圖7所示。圖7 1997-2009年燃料電池汽車總量增長情況圖示 數據來源：氫潮網氫能基礎設施建設方面。目前，全世界投入使用的加氫站總數超過150座。半數以上集中在北美，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

18、政和政策支持。為迎接2010年冬奧會的到來，加拿大也在增加氫能基礎設施建設投資。在過去18個月里，氫燃料電池叉車市場的擴大也刺激了北美加氫站的建設。歐洲方面，CUTE項目進展緩慢，原定一些加氫站處于擱置狀態，但總量仍有所提升。該地區除擁有供應輕型乘用車和氫燃料電池巴士的加氫站外，還有供應氫動力船只的加氫站。德國仍為該地區的氫基礎設施建設的主導力量，這得益于幾個由政府、地區以及多方合作支持的燃料電池項目的開展。在斯堪的維納半島，氫基礎設施建設正在有計劃的向前推進。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設施建設。圖8 全球氫基礎設施建設 數據來源：氫潮網企業產品研發方面。在當前背

19、景下，各大汽車企業紛紛加大了產品研發投入，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步。（1）本田HONDA FCX CLARITY本田FCX CLARITY的V-Flow燃料電池堆采用垂直設計，既減小了體積、提高了效率，又有利于散熱和排水。使用的電機額定功率為100kW/3500rpm。使用228V鋰離子電池用作補充電源。FCX CLARITY能夠在-30啟動，同時具有完備的氫安全保護。V-Flow燃料電池堆在大幅提高性能的同時，實現了輕量化和小型化，與上一代FCX搭載的燃料電池堆相比，功率由86kW提高至100kW。續駛里程也提高了30%，達

20、到620km。（2）通用Cadillac ProvoqCadillac Provoq使用了通用E-FLEX平臺，采用電-電混合燃料電池技術,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，比功率達到3kW/L、2kW/kg。應用了9kWh的鋰離子電池組，峰值功率達到60kW 。Cadillac Provoq最高車速達到160km/h，0-100 km加速只需8.5秒, 較前一代提高30%，續駛里程達到480km，純動力電池驅動模式(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布了EcoVoyager燃料電池車。該車也采用了電-電混合燃料電池技術。該車使用45kW質子交換膜燃料電池（PEMFC），同時裝備了16kWh的鋰電池。氫氣存儲方式為高壓氫氣，壓力為700bar (10,000psi)。具備制動能量回饋功能，0-100km 加速時間8.8秒，最高時速184km/h，總續駛里程480km，純動力電池驅動模式(僅使用二次電池)下可行駛64km。 燃料電池汽車技術進展隨著燃料電池汽車研發和試驗考核的不斷深入，燃料電池關鍵技術研究與整車開發取得了新的進展。燃料電池堆壽命比2003年提高了2倍以上，燃料電池的系統成本已經降低至2002年的三

22、分之一左右。總結燃料電池汽車技術領域取得的進展，主要有以下5個方面： (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，動力系統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%。整車節能性比“FCX”提高20%，續駛里程提高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、，并有望繼續降低。 (3)燃料電池汽車能量轉換效率有望繼續提高。考慮“從礦井到車輪”的總體效率，燃料電池混合動力汽車“從油井到車輪”的總效率為29%，汽油機混合動力汽車普銳斯的總效率為28%。燃料電池汽車的能量轉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小時提高到5000小時，燃料電池堆的實驗室壽命也由2003年的1000小時提高到目前的2000小時以上。(5)燃料電池系統成本逐漸下降。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是2010年降到45美元/kW

24、，2015年降到30美元/kW，與目前汽油機的價格水平相當。1.2.3 燃料電池汽車發展趨勢當前，車用燃料電池技術發展方向逐漸明確，質子膜氫燃料電池被公認為最適合車輛應用的燃料電池技術，各大汽車廠商繼續進行新一代燃料電池技術的研發，目標是降低制造成本和提高可靠性和耐久性。新一代（第五代）燃料電池系統技術可能在2013年左右研制出來。燃料電池汽車技術發展的趨勢表現為：車載能源載體氫氣化，制取多樣化。經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途徑，更多得采用了車輛直接儲存氫氣的方案，儲存方式以高壓氣態為主；而氫氣制取在制氫站完成，采取了基于本地資源特點的多種制氫途

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，燃料電池發展出現模塊化趨勢。單個燃料電池模塊的功率范圍被界定在一定的范圍之內，通過模塊的組裝，實現不同車輛對燃料電池功率等級的要求。燃料電池汽車動力系統混合化。在目前的燃料電池汽車動力系統中，已經不再采用最初的動力方案，而是燃料電池系統與動力蓄電池混合驅動的方式。這種混合動力驅動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行規模化。通過示范運行，考核不同的氫氣制取途徑的技術并開展綜合評估研究、考核燃料電池汽車技術對環境的適應性和在實際運行中可能出現的技術問題，并通過

26、示范運行開展氫能燃料電池技術的公眾宣傳和知識普及。燃料電池汽車產業聯盟化。在汽車制造行業，燃料電池技術通常是自己研發，但目前燃料電池汽車產業發展正在突破這種常規發展模式。目前，汽車整車生產企業與電池生產廠家加強了技術整合，如現代汽車與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的股份，以保持自己在這一領域技術的領先地位。汽車整車生產廠商與燃料電池生產企業的合作共贏成為了燃料電池汽車發展的一種重要模式。2國內外燃料電池公共汽車示范運行現狀為加快推進燃料電池汽車的商業化進程，解決燃料電池汽車商業化運行之前存在的技術性與非技術性的障礙，世界范圍內不同

27、的組織、國家、企業紛紛開展燃料電池汽車示范運行。公共汽車由于其空間大、定線定時行駛的特性，被認為是最有可能率先產業化的車型之一，成為了示范運行工程的首選對象。在過去6年的時間里，世界范圍內20多個城市和地區已經或正在開展燃料電池公共汽車示范運行工程，既有城市自行組織開展的示范項目，也有跨城市的聯合示范運行項目，如CUTE、HyFleet：CUTE等。世界范圍內示范項目的實施，在發現問題和提供解決方案方面取得了很大進展，新的測試方法、示范運行規劃、產品設計等正在得到進一步改進和提高。本章通過對世界范圍內具有代表性的幾項示范運行工作的介紹和分析,總結歸納出當前示范工作的成果，并對今后中國繼續開展此

28、項工作提出了可供借鑒的經驗。2.1 HyFleet：CUTE示范運行項目HyFleet：CUTE是CUTE（Clean Urban Transport for Europe）項目的延伸，旨在CUTE前期示范運行的基礎上，進一步驗證氫燃料發動機汽車技術、氫燃料發動機汽車技術、下一代燃料電池汽車、氫動力汽車以及氫站基礎設施的穩定性。該項目組織完善，商業化程度較高，并充分考慮了不同地區不同的氣候、環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行項目。 示范運行組織組織規模 2006-2009年，Hyfleet:CUTE項目由歐盟委員會和歐盟第六框架研究下的31個工業合作伙伴共同出資，

29、累計投入4.3億歐元，在三大洲、十個城市：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模示范運行，共計有47輛氫動力公共汽車投入運行。示范運行組織有序、分工明確，建立了良好的統一平臺，實現了信息共享和示范工程的高效運作。示范運行工作開展如圖9所示。氫基礎設施氫內燃機汽車示范燃料電池汽車示范質量 安全 培訓社會經濟環境效益評價示范項目組織開展全球氫燃料公共汽車統一平臺圖9 示范運行組織開展構架圖車輛情況 參與示范的47輛氫動力公共汽車中，33輛燃料電池公共汽車Citaro Fuel Cell來自佩恩、北京等9個先前燃料電池公共汽車示范項目，剩余14輛氫

30、燃料發動機公共汽車H2 Internal Combustion Engine Bus來自德國MAN公司。MAN提供的14輛氫燃料發動機中，前4輛采用自然進氣，后10輛采用渦輪增壓進氣。Citaro Fuel Cell以及H2 Internal Combustion Engine Bus指標見表1所列。表1 Fyfleet:CUTE 項目示范車輛情況一覽表Citaro Fuel Cell（CUTE）指標H2 Internal Combustion Engine Bus指標燃料電池系統250KWBuses 1-4（H2 NA）Buses 4-14(H2 TC)驅動功率205KW（15-20s）發動

31、機型號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)燃料電池系統效率43-38%儲能裝置系統10vessels，DynetekH2消耗量20-24kg/100km容量50kg期望壽命2年，2000h最大壓力350bar基礎設施及氫源供應 除柏林外，Fyfleet:CUTE大部分沿用了前期示范運行的氫供應設施，共有10個加氫站投入示范運行（詳細見表2），并且每個加氫站配備有兩名機械師，負責日常維護和故

32、障處理。柏林在該項目中特別進行了加氫站建設，能夠從LPG、LH2獲取氫源，除能給示范車輛加氫外，還能夠為大眾車輛提供燃料加注服務，其中包括LH2；此外，加氫站還設有靜態燃料電池裝置，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 柏林加氫站建設布局表2 示范城市加氫站氫源供應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××××××電解水制氫××××天然氣重整制氫×LPG重整制氫×

33、;儲備外部氫氣供應××××納入公共加氣站×× 示范運行情況車輛運行 參與示范項目的33輛燃料電池公共汽車累計運行66038h，行駛10181485km，車輛可利用率達到92.6%。平均來看，日均運行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據如圖11所示。圖11 示范車輛車輛利用率和行駛里程統計車輛運行過程中沒有出現大的事故。從車輛停運原因統計來看（如圖12所示），大部分停運與標準機械、電子部件故障有關（比如穩壓閥、逆變器、燃料電池儀表板），由標準總線故障直接導致的停運占不到總數的8%。隨

34、著示范工作的進行，部件設計進一步優化，部件的壽命和可靠性與示范運行初期相比已有了很大的提升。圖12 車輛停運原因統計加氫站運行 參與示范的10個加氫站（電解水制氫的有4個，LPG/CNG重整制氫的2個，外部氫源供應的6個）累計加氫13149次，加氫量326468kg。其中加氫站制氫158445kg，外部氫源供應232322kg。加氫站綜合利用率達到89.8%。相比CUTE、ECTOS等示范運行項目，加氫站的加氫量有20%-46%的提升，并且運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備投入比例依然較高。標準情況下（即該項目產能為60Nm3/h系統來說），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研究報告指出，隨著生產需求的增加，該項成本投入比重還會有明顯增加。對于加氫站利用情況，從統計來看，停工主要是生產環節故障、壓縮機或低溫泵故障、系統維護、安全問題和運輸問題五大原因導致。圖13 加氫站停工原因統計社會與環境效益 結合運行車輛情況，從燃油經濟性統計數據來看，燃料電池公共汽車平均燃油經濟性21.9kg/100km，折算成柴油，約為72.9L/100km。從總耗氫量統計來看，本次運行消耗氫氣326468kg，直接節約替代燃油1086736L。減少GHG氣體排放方面，結合WTW有關研究，燃油汽車GHG排放（不區分汽、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計數據，在此沒有計算。而對于內燃機汽車，CNG、柴油和氫氣三種不同汽車全生命周期內GHG排放對比情況如圖8所示（以柴油車為基準）。其中，H2 NA是指自然進氣式氫燃料內燃機汽車，H2 TC是指渦輪增壓式氫燃料內燃機汽車。圖14 不同車輛全壽命周期內GHG排放對比公眾宣傳與交流 公眾對氫能利用的認知度和接受度將直接影響氫氣技術的市場和基礎設施建設，因而該項目在實施過程中積極推進公共宣傳力度，大力開展與公眾的多樣化交流。據統計，先后有67000人瀏覽關注示范網站，近2000人觀看過活動錄像，全球范圍內95個不

37、同國家和地區提供了相關信息。此外，項目還對公眾的認知和選擇意愿展開調查。通過8個示范城市2833名個人采訪和519名網絡調查發現，78%受訪者知道氫氣能夠作為車用能源，72%受訪者認為有必要尋找替代能源；對于氫動力公交車取代傳統公交車，大部分表示支持，不到1%表示反對。對于傳統車和氫動力車選乘問題，在相同線路和票價下，76%選擇后者，1%選擇前者，21%表示無所謂，另2%沒有做出選擇。而對于提高氫動力公交車票價合理性問題，44%的被調查者認為合理，57%認為不合理。然而，有些城市有超過50%的公眾愿意接受高票價。圖15 是否支持氫能源車進入公共交通服務體系調查盡管如此，愛爾蘭大學和愛爾蘭大學新

38、能源中心聯合開展的大眾對于氫氣作為交通燃料看法的調研發現，公眾對于替代燃料的認識水平還很低，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。 示范運行總結Hyfleet:CUTE大規模示范運行項目的開展，進一步檢驗了高負荷運作強度下燃料電池公共汽車以及加氫站運行的可靠性，并改進設計出了下一代燃料電池汽車，優化提高了加氫站運行效率。無論是加氫站建設、車輛優化設計，還是示范運行組織、安全事故防范，都獲得了豐富的經驗，但同時，仍然面臨一些挑戰需要克服。（1）車輛方面從車輛運行情況來看，其性能基本達到預期，但距離商業化運行還有一段距離。燃料電池壽命已經超過4000hrs，但是燃料電池及關鍵部

39、件可靠性和壽命有待進一步改進和提高；自然進氣式氫內燃機汽車運行良好，但是渦輪增壓式還存在一些問題需要改進。另外，車用燃料電池技術轉化使用成本、燃料電池汽車購置成本，依然是商業化過程中的重大障礙。（2）基礎設施方面雖然14個加氫站在示范運行過程中表現出了良好的穩定性，但依然需要在技術上作出改進，以提高系統可靠性，滿足更大規模示范運行的需求。比如，氫源制取方面，充分利用可再生能源途徑，確保廉價、持續地獲取氫氣；設備方面，提高電解水、重整制氫單元以及壓縮機等關鍵部件和設備的可靠性，并有效遏制氫氣散失，保證系統利用效率等。（3）其他方面示范項目的成功開展，充分證明了燃料電池汽車在不同氣候、交通條件下運

40、行的可行性，這對于進一步獲取政府和公眾支持邁出了重要一步。政府應該出臺燃料電池汽車長遠發展戰略，制定長期政策支持體系框架，從車輛購置、運行以及所需的外部條件等全方面支持燃料電池汽車發展，加快推進其產業化進程。2.2 美國燃料電池公共汽車示范運行項目為應對環境和氣候變化，美國政府高度重視清潔綠色能源發展和高效技術應用，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計劃的提出，進一步明確了燃料電池技術發展目標，極大的推動了燃料電池汽車的技術進步和示范運行的組織開展。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地點正在開展示范運行，并相繼有下一步示范運行工作提上日程。下面就美國近期開展的幾個代表性項目示范運行情況做一匯總分析。 示范運行組織AC Transit AC Transit早在1998年就對燃料電池公共汽車表現出濃厚興趣，并成功開展為期一周的示范。為應對CARB要求，2001年，與GGT開展燃料電池公共汽車培訓和示范合作，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行。CTTRANSIT 康涅狄格州一直致力于改善能源和環境危機，制定執行高于“清潔空氣法令”的規范。2007年，支持開展燃料電池公共汽車示范運行，在市

42、區明星線路開展循環運行服務，開創了新英格蘭燃料電池汽車示范運行的先河。為發現和解決燃料電池汽車在寒冷條件下的暴露的問題，填補先前示范空白，提供了機遇。示范的組織開展充分考慮了與制造商的通力合作，示范組織執行方CTTRANSIT的選取緣于靠近UTC POWER,便于車輛的通體檢查、運行數據的收集，利于車輛技術改進和創新。Sunline Transit Agency 陽光車道運輸公司主要提供加州科切拉谷地公共交通服務，在2006年1月，開啟了燃料電池公共汽車的示范運行。示范運行在專有線路（50號線）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示范運行規劃。車輛示范運行VTA主要負責，SamTrans協助示范規劃和成本預算。2005年2月28日，VTA開始三輛燃料電池公共汽車示范運行，在常規線路上實施額外服務，即在正常車輛發車間隔運行。2008年，UTC Power對AC Transit、CTTRANSIT、Sunline示范車輛燃料電池動力系統進行了更換。在此之后，各示范項目加強了車輛利用強度。截至2009年10月，各示范項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目情況項目運作方地點車輛總數運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、ISE混合公里系統 小規模天然氣重整制氫；配備Pdc Machines壓縮機，在6250psi下儲氫366kg，能夠滿足3輛燃料汽車需求；設有來年各個氫加注站，在5000psi下能同時為兩臺車加注。CTTRANSIT哈特福德11V an HoolUTC POWER 燃料電池系統、ISE混合公里系統利用UTC POWER加氫站，為車輛提供加注服務。外部氫源供應，加氫站液態氫儲存、壓縮、加注。陽光車道運輸公司紹森帕姆斯11V an HoolUTC POWER 燃料電池系統、ISE混合公里系統電解制氫和天然氣重整制氫205kg/天；配備Pdc Machines壓縮機，能夠儲氫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。加氫站設有容積為9000加侖的低溫儲罐來儲存液態氫。在利用之前，液態氫加壓到6000psi，并氣化儲存在另外6個儲罐，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 示范運行情況表4列出了AC Transit、CTTRANSIT、Sunline各示范運行行駛里程、運行時間、平均車速以及月均行駛里程數據（VTA目前沒有最新的統計資料，故未列出）。從最近一次統計來看，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，達到2300英里；與前期示范相比，三示范項目月平均行駛里程均有了不同程度的增加。表4 示范運行車輛的行駛里程和時間統計示范統計日期運行時間（m）運行車輛數行駛里程運行時間（h）MphMpm早期燃料電池系統示范結果AC Transit4/06-10/0719360198549910.91023Sunline1/06-3/0827152336402713.01886CTTRANSIT4/07-12/0710145548865.6516新燃料電池系統示范結果AC Tr

47、ansit11/07-7/09193112210114529.82044Sunline4/08-7/0916127778205313.51736CTTRANSIT1/08-7/091912863142726.71507最新示范運行統計結果AC Transit8/08-7/091238315686369.62310Sunline8/08-7/0912121556155913.81796CTTRANSIT8/08-7/091211890027386.91575（1）車輛利用同各基準車輛運行數據比較來看，示范運行車輛行駛里程依然偏小，但隨著運行強度的增加，累計運行時間和行駛里程相比以前均有不同程度的

48、增加。示范運行項目燃料電池汽車和基準車輛的月均行駛里程對比如圖16所示。圖16 示范運行車輛月均行駛里程數據統計從車輛利用率（此處為實際車輛運行天數與計劃運行天數的比值）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計日期運行時間/月運行車輛數計劃運行天數實際運行天數車輛利用率/%早期燃料電池系統示范結果AC Transit4/06-10/07193124672058Sunline1/06-3/0827165343266CTTRANSI

49、T4/07-12/071011928745新燃料電池系統示范結果AC Transit11/07-7/09193146386859Sunline4/08-7/0916141927465CTTRANSIT1/08-7/0919145231369最新示范運行統計結果AC Transit8/08-7/0912387860269Sunline8/08-7/0912131019563CTTRANSIT8/08-7/0912129019868從停工原因統計來看， AC Transit車輛主要與日常維護和電池原因導致的混合動力系統故障有關；CTTRANSIT主要是由于示范車輛燃料電池動力系統出現了嚴重問題；

50、Sunline除了燃料電池動力系統故障外，還因為氫站原因停工一個月。各示范運行車輛停工原因統計如圖17所示。圖17 運行車輛停工原因統計（2）燃料經濟性圖18展示了燃料電池汽車、基準車輛最新的燃油經濟性數據及對比情況。盡管燃油經濟性數據因各公司的路線、站點設置、運行安排的不同而不同，但通過對比CNG、柴油基準車輛數據，三示范燃料電池汽車燃油經濟性有59%-141%的提高。需要說明的是，AC Transit柴油車沒有空調，而燃料電池汽車有。此外，由于CTTRANSIT示范基準車輛平均運行車速是燃料電池汽車的2倍，導致與其他示范車輛相比，燃料電池汽車的燃油經濟性大大降低。圖18 燃料電池汽車和基準

51、車輛燃油經濟性數據統計（3）道路救援（RC）道路救援是指車輛在運行過程中出現故障，不能繼續行駛（需替換）或給交通帶來較大延誤的事件，用來作為評價車輛運行可靠性的重要指標。但若故障在停留間隙得以解決，沒有帶來運行延誤，不算作“道路救援”。圖19展示了各車輛的無故障行駛里程數據（MBRC）,并分別對燃料電池系統、動力系統MBRC進行了分類統計描述。從統計結果來看，燃料電池汽車MBRC值明顯低于基準車輛。很明顯，燃料電池公共汽車需要在車輛可靠性方面需要進一步改進提高。汽車制造商和運輸公司致力于解決導致MBRC值低的問題。從上述三個示范項目的5輛燃料電池汽車統計來看，電池和混合動力控制系統軟件問題占到

52、動力系統RC的67%，UTC Power燃料電池系統占27%。圖19 燃料電池汽車和基準車輛MBRC統計（4）加氫量在將近4年的時間里，加氫站沒有出現安全事故，累計為三個示范項目的燃料電池汽車加氫超過60000kg（包括一輛氫混合動力汽車）。結果統計如表6所列。表6 加氫量統計示范項目統計時間加氫量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，在示范運行城市積極開展公眾宣傳交流活動。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組織了專門調查。部分結果如圖19、20所示。此外，示范車輛還積極參與當地的活動，取得了滿意的效果。圖20 CTTRANSIT司機對燃料電池汽車與柴油車的性能對比評價圖21 AC Transit關于乘客對開展大規模燃料電池公共汽車示范態度調查2.2.3 示范運行總結開展模型車輛示范運行十分重要，對于驗證技術可行性、確定改進可靠性、耐用性設計方案，加快商業化進程，具有十分重要的意義。結合跟蹤統計數據，對近4年AC Transit 、CTTRANSIT、SunLine 5輛燃料電池汽車（Van Hool/UTC Power）運行情況分析如下：（1）

54、示范運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，而被驗證車輛從2006年開始就持續用于公共交通服務。（2）燃料電池動力系統制造商反復驗證和優化燃料電池動力系統的設計，并成功將優化方案融入到其新一代產品體系，提高了系統的可靠性。（3）能量儲存和車載氫能儲量設計還沒達到最優。由于能量儲存還未能與混合動力系統完好匹配，以及質量控制缺乏等，能量儲存設計還存在很多問題。此外，車載氫能儲存量遠超過需求。在下一代燃料電池汽車中將應用鋰電池，并有效減少車載儲氫量和車輛自重（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施運行良好，但是對于開展更大規模的示范運

55、行，氫氣的制取和輸送問題需要進一步研究和探討。在接下來的幾年時間里，美國將進一步推動燃料電池汽車發展，進行全面的大規模示范運行和車輛可靠性測試。將來的示范運行將繼續關注以下幾個方面：（1）車輛性能 示范運行第一階段主要是驗證燃料電池汽車的可行性，并開始燃料電池動力系統以及關鍵零部件的可靠性評價，目前已接近尾聲。燃料電池系統以及混合動力系統未達到可靠性要求，需要進一部優化，新一代燃料電池汽車將著重對車載儲氫和電堆進行優化設計。（2）氫氣制取和加氫站建設 為更多車輛提供穩定的燃料供應和對氫站進行更優化設計往往需要有更多的加氫站，而大規模加氫站運作也需要大規模車輛的示范運行。因此，要處理好燃料電池汽車與氫源基礎設施的協調發展關系。（3）市場導入準備 在下一步大規模示范運行中，將開展技術或產品的可靠性評估、相關標準完善和修訂，并繼續做好數據收集、分析工作，為市場化做好前期準備。（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務。成本的大幅降低能夠提高市場競爭力，但是性能達到要求依然是主要