城市公交車電動(dòng)化的困惑及解決途徑探討
2012年10月11日,國(guó)務(wù)院總理溫家寶主持國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)部署工作,要求樹立公共交通優(yōu)先發(fā)展理念。會(huì)議指出,必須樹立公共交通優(yōu)先發(fā)展理念,將公共交通放在城市交通發(fā)展的首要位置。要加快構(gòu)建以公共交通為主,由軌道交通網(wǎng)絡(luò)、公共汽車(筆者注:應(yīng)含無(wú)軌電車)、有軌電車等組成的城市機(jī)動(dòng)化出行系統(tǒng)。城市政府要將公共交通發(fā)展資金納入公共財(cái)政體系。"十二五"期間,對(duì)城市公共交通企業(yè)實(shí)行稅收優(yōu)惠政策,落實(shí)對(duì)城市公共交通行業(yè)的成品油價(jià)格補(bǔ)貼政策,對(duì)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)企業(yè)實(shí)行電價(jià)優(yōu)惠;拓寬投資渠道。通過特許經(jīng)營(yíng)、戰(zhàn)略投資、信托投資、股權(quán)融資等多種形式,吸引和鼓勵(lì)社會(huì)資金參與公共交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和運(yùn)營(yíng);保障公交路權(quán)優(yōu)先。增加劃設(shè)城市公共交通優(yōu)先車道,擴(kuò)大信號(hào)優(yōu)先范圍。
有了發(fā)展資金納入公共財(cái)政體系、稅收優(yōu)惠政策、成品油價(jià)格補(bǔ)貼宏觀政策的支持,有了設(shè)城市公共交通優(yōu)先車道,擴(kuò)大信號(hào)優(yōu)先范圍的權(quán)限。在新的形勢(shì)下,公交公司必須要做好、做強(qiáng),才能保證公共交通要優(yōu)先發(fā)展。宏觀層面上,為公交公司的發(fā)展,提供更有利條件,但城市交通的供需矛盾日益尖銳也是客觀存在的。本文基于以上要求,對(duì)城市公交車電動(dòng)化的困惑進(jìn)行分析,并對(duì)解決此問題的途徑進(jìn)行探討和建議,供參考。
1公交要優(yōu)先發(fā)展面臨的困惑
1.1全國(guó)城市公交車是耗油大戶
截止2011年底,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),公交大巴全國(guó)有50萬(wàn)多輛,要消耗2800萬(wàn)噸左右的原油,占全國(guó)汽車成品油消耗的20%以上,并呈上升趨勢(shì)。而據(jù)權(quán)威組織報(bào)告說,估計(jì)到了2050年世界石油將枯竭,全球40%的石油被汽車消耗。在我國(guó)在城鎮(zhèn)化大背景下,全國(guó)城市公交車的數(shù)量,必須還得逐年增加。這樣一來(lái),公交公司提高燃油用量的節(jié)約率、推動(dòng)城市公交車電動(dòng)化的任務(wù)十分艱巨。
1.2公交大巴是城市空氣主要污染源,嚴(yán)重污染城區(qū)2米以下的空間
2012年2月29日,國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)同意發(fā)布新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。會(huì)議要求2012年在京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等重點(diǎn)區(qū)域以及直轄市和省會(huì)城市開展PM2.5與臭氧等項(xiàng)目監(jiān)測(cè),2015年覆蓋到所有地級(jí)以上城市。而二氧化碳過度排放,25%的二氧化碳來(lái)自汽車,僅深圳公交車一年排放的二氧化碳近50萬(wàn)噸。這樣一來(lái),公交大巴就成了重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象
1.3公交車尾氣產(chǎn)生的熱島效應(yīng)和以及噪聲污染,導(dǎo)致出行居民心身健康受到危害
公交車尾氣會(huì)產(chǎn)生的熱島效應(yīng)。在城區(qū)熱島中心,由于較強(qiáng)的暖氣流在此上升,而郊外上空為相對(duì)冷空氣下沉,這樣便形成了城郊環(huán)流,空氣中的各種污染物在這種局地環(huán)流的作用下,聚集在城市上空,市中心空氣污染加重,導(dǎo)致出行居民心身健康受到危害。這樣一來(lái),公交公司在人民群眾之中的形象,大受影響。
2要摘掉這三頂帽子,必須推行城市公交車電動(dòng)化
電動(dòng)汽車與燃油汽車的發(fā)明,都是源于同一時(shí)代。早在19世紀(jì)后半葉的1873年,英國(guó)人羅伯特o戴維森(RobertDavidson)發(fā)明了世界上最初的可供實(shí)用的電動(dòng)汽車,他比德國(guó)人戴姆勒(GottliebDaimler)和本茨(KarlBenz)發(fā)明汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車還早了10年以上,由于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了電動(dòng)汽車,這100多年汽車電動(dòng)化的進(jìn)程十分緩慢。
由于大氣污染,氣候變暖、燃油變得越來(lái)越少的問題的嚴(yán)重性,人們又開始關(guān)注電動(dòng)汽車。城市公交推行城市公交車電動(dòng)化工作,被提到了一個(gè)前所未有的高度,并有很強(qiáng)的緊迫感。但是如何推進(jìn)這項(xiàng)工作,仍然面臨許多困難。
2.1無(wú)軌電車是最節(jié)能、最清潔公交車,但發(fā)展此車卻得不到政府的支持
無(wú)軌電車是純電動(dòng)車輛中最節(jié)能的公交車,它具有低噪音、啟動(dòng)快、運(yùn)量大、不用油、自身零排放和運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn),其技術(shù)十分成熟,是最具實(shí)際意義上的電動(dòng)車輛。1911年德國(guó)人發(fā)明了無(wú)軌電車,英國(guó)有了世界上第一輛城市無(wú)軌電車,1914年我國(guó)在上海就有了城市無(wú)軌電車,繼后國(guó)內(nèi)就有26個(gè)大中城市有了無(wú)軌電車。這100多年來(lái),從發(fā)明至今,無(wú)軌電車制造技術(shù)得到了很多提升。如:AC/DC變換、DC/DC(或DC/AC)變換、,DC/DC變換控制裝置性能是越來(lái)越好,體積是越來(lái)越小,從而有效的提升無(wú)軌電車自身的質(zhì)量。尤其是電池或超級(jí)電容做輔助電源及采用集電桿自動(dòng)升降裝置的應(yīng)用,使電車通過十字交叉口能等先進(jìn)技術(shù),在無(wú)軌電車通過十字路口時(shí),完全可以不依賴滑觸線,而脫線運(yùn)行,多年來(lái)無(wú)軌電車影響城市景觀的問題得到了有效解決。
但是,在國(guó)家推廣使用節(jié)能與新能源汽車目錄里,有純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車,而無(wú)軌電車被排斥在外。一些城市想發(fā)展無(wú)軌電車,來(lái)有效地解決少用燃油、減少公交車尾氣而產(chǎn)生的環(huán)境污染方案,卻享受不了發(fā)展節(jié)能與新能汽車政策的支持。
2.2若采購(gòu)純電動(dòng)公交車,成本高達(dá)200萬(wàn)元/臺(tái),配套設(shè)施基本上沒有
純電動(dòng)公交車發(fā)展的四大瓶頸:一是電池、二是電驅(qū)、三是電控、四是電能補(bǔ)給。
1)以比亞迪的K9純電動(dòng)公交車為例,車身長(zhǎng)12米,電池重3噸多,續(xù)駛里程250公里,成本高達(dá)200萬(wàn)元/臺(tái),一次充電時(shí)間需要4個(gè)小時(shí)。
2)以中南某市的公交集團(tuán)為例,有7000多輛公交車,若全部換成純電動(dòng)車,要140億元的資金,而且其運(yùn)力還會(huì)下降很多,就算晚上充電,7000多輛車如何充?
3)另外,供電公司得投多少配套資金,目前沒有一個(gè)可以估計(jì)的數(shù)據(jù)。
以純電動(dòng)公交車目前的技術(shù)水準(zhǔn)(注:國(guó)務(wù)院總理的表述是"純電動(dòng)車開發(fā)剛剛起步,總體上還處于初級(jí)探索和跟蹤外國(guó)技術(shù)階段,主要設(shè)備和材料都依靠進(jìn)口"),就算示范運(yùn)營(yíng),就是白送10-20臺(tái)純電動(dòng)公交車給公交公司,他們還是不會(huì)愿意接受,主要原因是實(shí)用的充電配套設(shè)施基本上沒有。
所以說,純電動(dòng)公交車的技術(shù)水準(zhǔn)要達(dá)到示范程度,還需要等到電源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和電池技術(shù)達(dá)到一個(gè)新的高度。
2.3推廣混合電動(dòng)公交車時(shí)選用插電式還是非插電式的困惑
2011年9月,工業(yè)和信息化部、科技部、國(guó)家發(fā)改委等明確表示,插電式混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車被劃為新能源汽車,非插電式的普通混合動(dòng)力汽車被劃為節(jié)能汽車。即推廣非插電式的普通混合動(dòng)力汽車,就得不到政府享受不了發(fā)展節(jié)能與新能汽車政策的補(bǔ)貼;若推行插電式混合動(dòng)力汽車,所遇到的困惑,與推廣純電動(dòng)公交車是一樣的,是實(shí)用的充電配套設(shè)施基本上沒有。
目前,公交公司在用的燃油汽車的技術(shù)水準(zhǔn),是當(dāng)今世界級(jí)的,而混合電動(dòng)公交車技術(shù)水平,其與發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大差距。公交公司是實(shí)際用車單位,要求普通的司機(jī)來(lái)開這樣的車,思想工作如何做呢?
所以說,混合電動(dòng)公交車的技術(shù)水準(zhǔn),要達(dá)到普通司機(jī)能接受的程度,還有相當(dāng)一段路要走。
3公交車制造廠家肩負(fù)解決困擾的重任
2011年5月底,在中國(guó)科協(xié)第八次全國(guó)代表大會(huì)上,溫家寶總理在關(guān)于新能源汽車發(fā)展方面的講話中,提出這樣幾個(gè)問題:
1)新能源汽車發(fā)展方向和最終目標(biāo)是什么?
2)目前重點(diǎn)發(fā)展的混合動(dòng)力車和電動(dòng)車是不是最終產(chǎn)品?
3)混合動(dòng)力車有了一些進(jìn)展,但技術(shù)上與發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大差距?
4)純電動(dòng)車開發(fā)剛剛起步,總體上還處于初級(jí)探索和跟蹤外國(guó)技術(shù)階段,主要設(shè)備和材料都依靠進(jìn)口?
5)發(fā)展新能源汽車,包括技術(shù)路線問題、關(guān)鍵核心技術(shù)、投入問題、政策支持問題,必須盡快明確下來(lái)。
對(duì)發(fā)展方向和最終目標(biāo)是什么?發(fā)展新能源汽車的技術(shù)路線、關(guān)鍵核心技術(shù)問題,作為公交客車的制造廠家,必須要回答以上問題。
3.1回答溫家寶總理的提問
筆者以公交客車制造廠的一名工程技術(shù)人員的身份,以城市公交車電動(dòng)化的視角,進(jìn)行以下回答。
1)筆者將"發(fā)展新能源公交車"的表述,轉(zhuǎn)成工程術(shù)語(yǔ),即發(fā)展電動(dòng)化公交車,這也就是發(fā)展新能源汽車的切入點(diǎn)。
2)發(fā)展電動(dòng)化公交車為切入點(diǎn),是要幫助公交公司摘掉"耗油大戶、城區(qū)主要污染源及熱島效應(yīng)制造者"這三頂帽子,有助于公交公司的發(fā)展符合"科學(xué)發(fā)展觀"的要求。
3)基于城市公交車電動(dòng)化的最終目標(biāo),需大力發(fā)展新型無(wú)軌電車等具有低噪音、啟動(dòng)快、運(yùn)量大、只耗電不用油、自身零排放等優(yōu)點(diǎn)的車輛。
無(wú)軌電車與新能源汽車定義中的純電動(dòng)汽車,是最接近的車種。無(wú)軌電車無(wú)論是購(gòu)車成本,還是運(yùn)營(yíng)成本與傳統(tǒng)的公共汽車是同級(jí)別的。
無(wú)軌電車是純電動(dòng)汽車的過渡產(chǎn)品,這一點(diǎn)與新能源汽車定義中的混合電動(dòng)汽車的作用是相同的。無(wú)軌電車之所以是無(wú)軌電車,而不是新能源汽車中定義的純電動(dòng)汽車,理由是動(dòng)力電池是瓶頸,可以說,無(wú)軌電車100年的歷史,就是動(dòng)力電池的瓶頸史。
所以說,動(dòng)力電池瓶頸沒有突破以前,發(fā)展混合電動(dòng)公交車這個(gè)過渡產(chǎn)品,不如發(fā)展無(wú)軌電車這個(gè)過渡產(chǎn)品。發(fā)展新型無(wú)軌電車就是城市公交車電動(dòng)化的具體技術(shù)路線中的切入點(diǎn)。
發(fā)展新型無(wú)軌電車能有效地推動(dòng)電池技術(shù)的進(jìn)步。新型無(wú)軌電車是已經(jīng)有了配備"輔源裝置"的新產(chǎn)品。所謂"輔源裝置"就是新型無(wú)軌電車自帶的儲(chǔ)電能裝置(電池)。在這一點(diǎn)上,與目前所說的混合電動(dòng)汽車和純電動(dòng)汽車的電池,是同一個(gè)東西。
無(wú)軌電車自帶的儲(chǔ)電能裝置(電池)每有一點(diǎn)進(jìn)步,車輛不依賴"滑觸線"行走的路程就會(huì)延伸"一點(diǎn)"。換一句話說,"滑觸線"架線長(zhǎng)度就會(huì)縮短"一點(diǎn)"。當(dāng)無(wú)軌電車不依賴"滑觸線"行走的路程延伸到了極限,即"滑觸線"架線長(zhǎng)度縮短到為"零"之日,將是純電動(dòng)公交車實(shí)現(xiàn)之時(shí)。
4推動(dòng)城市公交車電動(dòng)化進(jìn)程的困難所在
新能源汽車發(fā)展到遇到瓶頸的主要原因是,發(fā)展新能源汽車過程中,產(chǎn)生了一大堆"名詞和概念",外行人聽不懂,內(nèi)行人對(duì)這些"名詞和概念"搞不清楚,一些權(quán)威的專家、學(xué)者是各說各的,以前說的與后來(lái)講的,不能自圓其說。這就應(yīng)驗(yàn)了古人之說"名不正,言不順,事不成"。
針對(duì)推動(dòng)城市公交車電動(dòng)化這一具體工作,筆者認(rèn)為在宏觀層面上的困難主要有以下三點(diǎn):
難點(diǎn)之一:工業(yè)和信息化部、科技部、國(guó)家發(fā)改委等部委部不認(rèn)可新型無(wú)軌電車是純電動(dòng)車輛。理由很牽強(qiáng),因?yàn)樾滦蜔o(wú)軌電車不符合汽車的定義,不在汽車之列。
難點(diǎn)之二:一些專家和學(xué)者只認(rèn)可,混合電動(dòng)汽車是純電動(dòng)汽車的過渡產(chǎn)品,卻不認(rèn)可無(wú)軌電車是純電動(dòng)汽車的過渡產(chǎn)品,盡管這個(gè)產(chǎn)品事實(shí)上已經(jīng)存在100年了。
難點(diǎn)之三:一些專家和學(xué)者不認(rèn)可新型無(wú)軌電車是最接近純電動(dòng)公交車產(chǎn)品,而長(zhǎng)期在混合電動(dòng)公交車上的這一點(diǎn)打轉(zhuǎn)。比如:
1)從能源聯(lián)接方式提出了并聯(lián)、串聯(lián)、混聯(lián)等概念;
2)從能源的結(jié)合程度上提出了輕混、中混、重混的新概念;
3)從能不能充電上提出了插電式還是非插電式的說法;
4)更有專家導(dǎo)入了增程式混合動(dòng)力電動(dòng)車名稱。
因邏輯上不通的理論在指導(dǎo)實(shí)踐,于是其結(jié)果是,"發(fā)展混合電動(dòng)公交車是有一定進(jìn)步",卻形成不上規(guī)模產(chǎn)業(yè)。
5對(duì)發(fā)展城市公交新能源車的技術(shù)路線提出建議
當(dāng)前,發(fā)展無(wú)軌電車是摘掉公交公司"耗油大戶、城區(qū)主要污染源及熱島效應(yīng)制造者"的三頂帽子的最實(shí)用、最科學(xué)的辦法。
1)建議工業(yè)和信息化部、科技部、國(guó)家發(fā)改委等部委支持類似"北京與株州兩地合作將電力機(jī)車的交流變頻調(diào)速先進(jìn)技術(shù)移植到城市無(wú)軌電車上"的項(xiàng)目;支持客車企業(yè)對(duì)"城市無(wú)軌電車"核心技術(shù)的研發(fā);支持支撐城市無(wú)軌電車上的所需的"電池、電驅(qū)、電控"3大核心技術(shù)的研發(fā)工作。爭(zhēng)取用大概要5-8年的時(shí)間,發(fā)展節(jié)能明顯的、新型的無(wú)軌電車相關(guān)技術(shù),實(shí)現(xiàn)公交企業(yè)基本摘掉"耗油大戶"的帽子。
2)在無(wú)軌電車發(fā)展到一定規(guī)模的基礎(chǔ)上(至少恢復(fù)到以前有的26個(gè)大中城市的無(wú)軌電車的規(guī)模),促使在無(wú)軌電車所需的"電池、電驅(qū)、電控"3大核心技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破,重點(diǎn)是推動(dòng)"電池"技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展。
3)在"電池、電驅(qū)、電控"三大核心技術(shù)的研發(fā)工作水平與發(fā)達(dá)國(guó)家基本平齊的前提下,有序安排性能穩(wěn)定、成本與傳動(dòng)汽車在同一個(gè)級(jí)別上、車長(zhǎng)在10-11米的混合動(dòng)力公交車的推廣。
4)經(jīng)過新型無(wú)軌電車發(fā)展期和混合動(dòng)力公交車的推廣期,我國(guó)新能源公交車的技術(shù)水準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)主要設(shè)備和材料都不再依靠進(jìn)口,盡快跟上國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。
【參考文獻(xiàn)】
1.《國(guó)務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)建設(shè)部等部門關(guān)于優(yōu)先發(fā)展城市公共交通意見的通知》國(guó)辦發(fā)【2005】46號(hào)
2.《關(guān)于優(yōu)先發(fā)展城市公共交通若干經(jīng)濟(jì)政策的意見》建城【2006】288號(hào)文
3.《關(guān)于進(jìn)一步做好節(jié)能與新能源汽車示范推廣試點(diǎn)工作的通知》財(cái)辦建【2011】149號(hào)文
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