氢气车队的维护成本比电池甚至柴油要贵得多 - CleanTechnica

由柏拉图重新发布

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我一直在做的一件有趣的事情是参加欧洲重型车辆脱碳比较和模拟研究的审查小组。这意味着，除其他外，我正在研究所使用的假设。

由于该论文正在审查中，并且假设正在接受测试和改进，因此我目前不会透露作者或组织的身份。这并不是说他们是错还是对，而是关于燃料电池重型车辆维护所做的一系列假设经不起审查，但在许多研究中被认为是可信的。

让我们从首要原则开始。货运卡车或公交车等重型燃料电池汽车是一种添加了燃料电池传动系统组件的电池电动汽车。这意味着电池动力系统包含电池、充电系统（除了插头上的翻盖之外没有移动部件）、通过电线将电力传输到电机的电源管理单元以及电机。有传感器、计算机控制装置等，但移动部件很少，而且需要大量维护的部件也很少。这是通过纯电动汽车的维护研究得出的结论。

燃料电池汽车是一种电池氢混合动力汽车。它增加了一个复杂的 700 个大气压的氢气罐或更复杂的液氢罐，带有压力传感器和泄压系统，这是一个复杂的氢燃料移动系统，必须在加压罐或非常大的体积的情况下处理非常大的压力变化，并且因此，当液态氢被加热为气态时，压力会发生变化，这是非常大的热管理挑战，因此在这两种情况下都需要热管理传感器、执行器和组件，这是一种昂贵且寿命有限的燃料电池，需要纯氢气和清洁空气、进气口过滤系统和排气系统，用于将燃料电池产生的水移出车辆而不结冰，从而形成加热溶液。

燃料电池汽车空气管理系统示意图由美国能源部提供

这张仅显示空气管理过程的图（请记住，电池电动汽车不需要空气管理过程）应该清楚地表明，燃料电池汽车的附加组件并非微不足道。还有更多的潜在故障点以及更多需要定期维护的事情。

最接近的例子是混合动力电动汽车。轻型汽车的数据显示，混合动力汽车的传动系统维护成本比纯电动汽车高得多，与内燃机汽车大致相同。

我的一件事批评国际清洁运输委员会去年的卡车运输研究存在严重缺陷，该研究对氢动力卡车的维护成本进行了重大改进，但对电池电动卡车却没有显着的改进。事实上，他们认为重型远程卡车（一些组织仍然对燃料电池抱有希望的唯一领域）在 2030 年之后的维护成本将与电池电动卡车非常相似，并且立即与柴油卡车相当。

这些数字均以每 100 公里欧元为单位。

ICCT总拥有成本报告中的重型卡车维护成本表

当我第一次评论它时，我对氢燃料电池卡车与电池电动卡车的成熟度给予怀疑的说法感到摸不着头脑。毕竟，燃料电池客车自 2000 年以来一直在世界各地进行试验运行，而燃料电池叉车的运行时间更长。电池电动卡车和公共汽车相对较新。

但现在我很困惑为什么每个人都认为氢燃料电池重型车辆的维护成本很低。

我一直在收集有关维护成本的轶事数据。法国波城车队运营商讲明当他们在运行四年后于 2023 年放弃氢燃料公交车时，它们的维护工作量非常大，保持它们的运行是一个持续的挑战。

“生产站的问题比预期的要多，公交车也有很多非常小的故障。至于我，虽然只是17条线中的一条，但我一天的四分之三时间都在那里度过！”

同样，十年前不列颠哥伦比亚省惠斯勒的经验发现维护成本翻倍，根据巴拉德本身。

根据生产燃料电池发动机的伯纳比巴拉德动力系统公司的说法，惠斯勒的氢动力公交车的维护成本为每公里 1.34 美元，而柴油动力公交车的维护成本为每公里 65 美分。

两家相隔十年、远隔重洋的公交车运营商，都对不同制造商的公交车有着相同的体验。但仍然是轶事。如果这就是全部数据，我会把它归咎于一些糟糕的经历。

但是，当德国 Stadler 的铁路 OEM 销售主管遇到这样的情况时说说他自己的产品，我以为出事了。

“此外，氢燃料电池比单独的电池需要更多的维护，平均需要在三年内更换。

奥布斯特解释说：“由于这一点以及车上的氢气罐，与电池列车相比，维护工作当然更加复杂。”他补充说，氢列车还需要电池作为备用电源。

因此，当我在正在审查的研究中看到非常低的维护成本假设时，我提供了此材料并建议几乎相同的维护成本假设是不合适的。首席研究员指出了来源，所以我就去了。这是德国工作组的一项研究，与我的研究是同样的努力几个月前评估过.

这项研究是 2020 年的，感谢一个非常方便的在线网页的翻译，该网页将向我发送恳求永远给他们钱的电子邮件研讨会报告改变商用车的驱动：以电气化为重点的困难卡车脱碳方法来自德国国家平台：移动出行的未来。

我深入研究这一点，希望找到研究和经验数据的参考。我发现，来自两个机构的三名研究人员——M-Five 的 Wolfgang Schade 以及汉堡工业大学的 Patrick Fieltsch 和 Heike Flamig 提供了未提及或引用的维护断言。参考书目中也没有任何内容可以解释它们。我找不到任何其他可能是来源的德语研究，但用德语谷歌搜索并不是我的最高技能，所以我可能错过了一些东西。

因此，ICCT、M-Five 和 TUHH 都声称维护数量似乎很低，但到目前为止还没有数据或研究支持它们。

我回到 ICCT TCO 研究查看他们的维护数据，它引用了主要作者在 2023 年发表的另一篇文章，所以我去看了那项研究。它指向 Wang 等人于 2022 年发表的加州大学戴维斯分校论文， 估算电池电动和燃料电池重型卡车的维护和维修成本.

有数据吗？不，不，事实并非如此。它列出了它所参考的报告，明确指出没有数据可供参考，每个人都认为燃料电池卡车将与电池电动卡车大致相同，或者可能更贵一些。

到目前为止，我已经用两种语言在两大洲做了六份报告，但除了猜测之外什么也没找到。但我有两段来自巴士车队运营商的引述，一种是与具有高工作循环的重型卡车非常相似且相似的车辆类型，相隔十年，这清楚地表明它们的维护成本非常高，另一则引述来自一位火车原始设备制造商高管的引述，他明确表示他的燃料电池产品的维护成本也高得多。事实上，他说没有人会购买它，除非提案请求明确要求氢火车而不是其他任何东西。

这促使我去查看燃料电池公交车的维护数据，希望尽管氢能公交车在全球数十个地方试验和废弃的25年来，所有的故障都被掩盖起来，有人实际上会捕获一些数据。

瞧，加利福尼亚成功了。与美国一贯的做法一样，他们公布了有关自己的一切，为像我这样的分析师提供数据，以尝试推断出预算低得多的地方或任何人都会关心他们的地方。

我发现了三项关于加州三个不同交通组织的公交车队的研究，

本篇美国OSTI研究对加利福尼亚州奥克兰市 2020 辆燃料电池公交车的车队 59 年全年的调查发现，平均行驶距离维护成本远高于柴油公交车的维护成本，约为每英里 35 美分，而柴油公交车则为每英里 62 美分。顺便说一句，这与混合动力电池柴油车队的价格非常接近，后者的价格为 XNUMX 美分。

本篇根据一项研究， NREL 对来自南加州的 10 辆燃料电池公交车进行了 16 个月的调查，发现单位行驶距离的成本低于 OSTI 研究的每英里 42 美分，但仍高于每英里 35 美分的柴油基准线。值得注意的是，与推进相关的维护占总数的 37.3%。

本篇美国国家可再生能源实验室研究对河滨县 (Riverside County) 的燃料电池公交车进行了六年的维护，长期运行的桑莱县 (Sunline County) 与科切拉 (Coachella) 相邻城市，发现燃料电池车队的维护成本是旧式 CNG 车队的 2.5 倍，即每英里 56 美分或非常接近第一个研究。

进一步搜索后发现没有其他关于维护成本的英文经验数据。我查看了几篇氢叉清单论文，但它们没有以有用的方式列出维护或其他成本。需要注意的是，大约 50,000 辆氢叉车几乎全部位于美国的配送中心，这些配送中心获得了美国能源部的大量资金用于加氢站和初始叉车采购。另外值得注意的是，仅 1.2 年，全球就购买了 2022 万辆电动叉车。

所以现在的数据集如下：

对加利福尼亚州三个车队进行的为期八年的研究发现，维护成本比柴油基准高得多。
发表的引用不列颠哥伦比亚省惠斯勒和法国波城车队运营商的文章明确表示，无论是已有 14 年历史的惠斯勒经验还是一年历史的波城经验，其巴士车队的维护成本都非常高。十年零流动并不表明该行业已经成熟。
施泰德高管公开表示，他们全新列车的维护成本要高得多。

在我看来，很明显的是，有一群交通研究人员都在猜测，没有任何证据表明，显然更复杂、更容易出现故障的氢燃料卡车将与更简单的电池电动卡车大致相同，或者可能会稍差一些。更贵。此外，他们都认为它们的维护成本比柴油卡车便宜得多，至少他们有传动系统。

他们似乎没有人去查看邻近的有 25 年历史的氢能公交车的维护数据，也没有人查看铁路运营商的声明，尽管这句话是最近才引用的。他们似乎都没有去过进行过氢卡车试验的原始设备制造商并询问维护经验。他们似乎都没有注意到一位现代汽车车主收取的超过 100,000 万美元的燃料电池更换费用，并开始提出问题。

提醒一下，几乎所有这些公交车都装有巴拉德燃料电池，巴拉德已在全球销售该技术超过 25 年，自1.3年以来损失2000亿美元。这并不是一项不成熟的技术，只是每次试验后都未能大规模商业化。

就像廉价的绿色氢的假设一样，低维护燃料电池卡车的假设也经不起丝毫的审查。 2010 年代的公路货运研究人员做出了一些毫无根据且低价的假设，而在 2020 年代，这些假设被认为是有效的，因为它们被频繁引用。

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