十個(gè)歐洲城市目前正在試用以氫氣燃料電池為為的公共汽車在美國(guó)加利福尼亞州，由州政府和提供服務(wù)的公司組成的“燃料電池合伙伴”也在棕櫚泉附近運(yùn)行著50多輛非汽油客車，包括由當(dāng)?shù)靥?yáng)電池產(chǎn)生的氫氣客車。中國(guó)做好了進(jìn)行了同樣試驗(yàn)的準(zhǔn)備了嗎

公共交通使用氫氣燃料電池為動(dòng)力的時(shí)代也許還沒(méi)有到來(lái)，但是2004年，一隊(duì)氫氣燃料電池公共汽車在多個(gè)國(guó)家的城市試用。這種國(guó)際范圍的試用還是有史以來(lái)第一次。作為“歐洲清潔都市交通“項(xiàng)目(Clean Urban Transport forEurope，簡(jiǎn)稱CUTE)的一部份，倫敦、馬德里、阿姆斯特丹、巴塞羅納和漢堡這幾個(gè)歐盟城市的乘客將有機(jī)會(huì)乘坐三種特制的以氫氣燃料電池為動(dòng)力的公共汽車的一種。德國(guó)斯圖加特、盧森堡、葡萄牙的波爾圖、瑞典的斯德哥爾摩和冰島的雷克雅未克則在試用特制的梅賽德斯—奔馳公司的西塔羅型城市公車。澳大利亞西部的珀斯也將參與這個(gè)項(xiàng)目。

1999年到2001年期間，美國(guó)城市芝加哥、棕櫚泉以及加拿大城市溫哥華進(jìn)行了有限的嘗試，歐洲大陸在這樣大范圍內(nèi)試用燃料電池為動(dòng)力的公共汽車還是第一次。

這一為期兩年的試用項(xiàng)目(2003年至2005年)由歐洲委員會(huì)提供部份資金。整個(gè)項(xiàng)目耗資5200萬(wàn)歐元，歐洲委員會(huì)提供了1850萬(wàn)歐元。歐洲委員會(huì)還向愛(ài)爾蘭的“生態(tài)城市交通系統(tǒng)”另外提供了250萬(wàn)歐元。這個(gè)項(xiàng)目的目標(biāo)是試驗(yàn)這些車輛的機(jī)械設(shè)計(jì)、必不可少的充電基礎(chǔ)設(shè)施以及公眾對(duì)這一技術(shù)的接受程度。這十個(gè)城市建立了個(gè)個(gè)充氣站，每個(gè)充氣站使用不同過(guò)程產(chǎn)生氫氣，展示產(chǎn)生氫氣的各種靈活方式。這十個(gè)充氣站中有五個(gè)充氣站使用現(xiàn)場(chǎng)電解裝置：雷克雅未克和漢堡使用挪威“挪斯克氫”公司設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，斯德哥爾摩使用加拿大“斯圖亞特能源系統(tǒng)”設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，阿姆斯特丹和巴塞羅納使用比利時(shí)“旺德堡技術(shù)公司”設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。英國(guó)石油公司把在倫敦生產(chǎn)的低溫液氫裝在氣罐車?yán)铮诒R森堡和馬德里壓縮氫氣．同時(shí)還在波爾圖和斯圖加特現(xiàn)場(chǎng)為車隊(duì)改良天然氣。

新型的公共汽車

這些客車是在德國(guó)曼海姆戴姆勒克萊斯勒裝配廠根據(jù)系列生產(chǎn)條件生產(chǎn)的，其重負(fù)荷燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)由溫哥華“巴拉德動(dòng)力系統(tǒng)”設(shè)計(jì)和制造。這家公司仍然被認(rèn)為是世界上制造這種質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池的領(lǐng)頭人。這種205千瓦電能的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)由壓力為350巴(壓強(qiáng)5000)的氫氣氣缸供氣。這些客車長(zhǎng)12米，運(yùn)距200公里，最高速度每小時(shí)80公里，依每種車的使用性能而定，可以承載上至70位乘客。

電機(jī)和自動(dòng)變速器設(shè)置在客車的后面。車上有三個(gè)沒(méi)有臺(tái)階的門，乘客車廂地板低，噪音小，乘坐起來(lái)非常舒服愜意。與1996年在里斯本、柏林以及哥本哈根示范的120千瓦電能的鉸接型設(shè)計(jì)以及1999年以來(lái)在慕尼黑機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪使用的140千瓦電能氫動(dòng)力內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)客車相比，這一型客車的動(dòng)力性能有了大大提高，令人印象深刻。

梅賽德斯一奔馳公司的西塔羅客車的設(shè)計(jì)是在車的前身裝置一束質(zhì)子交換膜燃料電池。這些電池消耗氫氣和氧氣，從車的尾管排出(或者也可裝罐的)純水。與現(xiàn)在廣泛運(yùn)用在固定設(shè)備上的固體氧化物燃料電池不同，這些電池在攝氏80度－120度這一相對(duì)較低的溫度范圍內(nèi)運(yùn)作。高度精密的動(dòng)力電子和傳動(dòng)技術(shù)從205千瓦電能的電池束產(chǎn)生的功率為297制動(dòng)馬力(bhp)(從260千瓦電能的電池束產(chǎn)生的功率高達(dá)354制動(dòng)馬力)。燃料電池束、散熱件、氫氣擴(kuò)散器以及九個(gè)氣缸和電動(dòng)機(jī)一起安裝在車頂上，變速器、驅(qū)動(dòng)軸和機(jī)械后軸則都裝在車的后部。

這一型客車毛重15噸，其中包括44公斤純氫氣(約1890公升)。這種12米長(zhǎng)的車型和15米長(zhǎng)的三軸客車以及18米長(zhǎng)的鉸接型客車同屬于西塔羅型中的一種。

城市交通中汽車加速和剎車頻繁，再生制動(dòng)技術(shù)的使用使得這型車把制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能儲(chǔ)存起來(lái)，然后使用在隨后的啟動(dòng)和加速中。車上安裝了具有創(chuàng)新意義的“超級(jí)儲(chǔ)能器”，用來(lái)儲(chǔ)存電量。

對(duì)這些部件進(jìn)行試用得出結(jié)論說(shuō)，在正常的城市交通中，能源的再生能幫助減少15％的燃料消耗。沿固定路線運(yùn)行的公共汽車可以有控制地制動(dòng)、最大限度地回收能源，從而獲得最佳的燃料效率。“歐洲清潔都市交通”項(xiàng)目根據(jù)交通控制標(biāo)準(zhǔn)的不同以及氣候和地形對(duì)比等因素而選擇了試點(diǎn)城市。和其它以碳?xì)錇榛A(chǔ)的技術(shù)相比，燃料電池系統(tǒng)的整體效能現(xiàn)在正在達(dá)到60％的水平(內(nèi)容發(fā)動(dòng)機(jī)的效能一般在15％左右)。

對(duì)效能論的反對(duì)意見(jiàn)在于兩種燃料遞送系統(tǒng)的比較上：一個(gè)是“從油井到方向盤”，另一個(gè)是“從氣罐到方向盤”。歐盟內(nèi)部沒(méi)有類似美國(guó)加利福尼亞洲“零排放車輛”那樣的政治運(yùn)動(dòng)。歐盟把二氧化碳看作是整體經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)因素，并且將從2005年開(kāi)始實(shí)施第一套排放指標(biāo)交易措施。英國(guó)從2002年起已經(jīng)成功地率先開(kāi)始做了。

重新考量加氣問(wèn)題

氫氣燃料電池加氣站在設(shè)計(jì)上跟普通的汽油加油站十分類似，使用包括加拿大“斯圖亞特能源系統(tǒng)”在內(nèi)的不同的加氣系統(tǒng)。一般來(lái)說(shuō)加氣站的氣BENG一次能給客車加40公斤的氫氣，加氣站裝配的站內(nèi)電解裝置每天能夠生產(chǎn)120公斤的氫氣。加一次氣一般需要不到十分鐘的時(shí)間，加氣的工人在學(xué)習(xí)有關(guān)技術(shù)的時(shí)候也沒(méi)有表示有任何問(wèn)題。隨著電接地、直線分離以及氣門被綜合到設(shè)計(jì)中，氫氣的遞送安全系數(shù)和汽油的遞送安全系數(shù)相當(dāng)，氫氣泄露幾乎是不可能發(fā)生的事情。斯圖亞特的“社區(qū)加氣車”已經(jīng)達(dá)到了歐盟所制訂的標(biāo)準(zhǔn)。由于氫氣是一種相對(duì)惰性的氣體，而且沒(méi)有什么“溫室效應(yīng)”，因此從環(huán)境保護(hù)來(lái)說(shuō)，加氣過(guò)程和普通的加油過(guò)程相比可能更有益一些， 因?yàn)榧佑驼酒屯庑故墙?jīng)常發(fā)生的事。

低排放

氫氣燃料電池最大的好處當(dāng)然是在廢氣排放上。歐洲為2005至2008年規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)氧化氮以及十微米以下的微粒排放物。上世紀(jì)九十年代以來(lái)，催化式排氣凈化器技術(shù)的發(fā)展正在成功地將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的氧化氮排放從每千瓦小時(shí)14克降低到每千瓦小時(shí)3克。十微米以下微粒物的排放也有大幅度的降低。歐洲那怕只在有限范圍內(nèi)運(yùn)用類似氫燃料電池這種零排放技術(shù)，就能夠很容易達(dá)到2008年的排放規(guī)定。

那么氫燃料電池客車都有哪些缺點(diǎn)呢？

據(jù)1999年到2001年間參與溫哥華試點(diǎn)的司機(jī)說(shuō)，燃料電池客車的加速比較慢。溫哥華“海岸山客車公司”的幾個(gè)司機(jī)說(shuō)，雖然溫哥華近年開(kāi)辟了更多“多乘客車輛”專用的車道，雖然公車專用線從整體上緩和了緊張情況，但是由于這個(gè)城市的坡度比較大，他們還是無(wú)法以正常速度合流。

在燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的范疇內(nèi)，質(zhì)子交換膜的堵塞會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，其中一氧化碳所造成的損害尤其嚴(yán)重。就連氫氣純度達(dá)到99．99％的電池內(nèi)都含有上游碳?xì)湓吹暮圹E。需要通過(guò)一種鉑催化劑將其轉(zhuǎn)化為二氧化碳。電池內(nèi)的膜電極組合必須置換，服務(wù)會(huì)因此中斷。

但是在像溫哥華這樣一個(gè)已經(jīng)在實(shí)行“空氣維護(hù)”項(xiàng)目的城市，從事這些日常的發(fā)動(dòng)機(jī)維修工作并不比測(cè)量尾氣排放以及隨之而來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整和再測(cè)量更花費(fèi)時(shí)間。

固然干凈了……但是安全嗎?

公眾對(duì)氫氣安全的認(rèn)識(shí)仍然千差萬(wàn)別。不過(guò)最近的一項(xiàng)民意調(diào)查顯示，在后9．11的世界，公眾在旅行時(shí)對(duì)他們頭頂上或者腳底下有一種相對(duì)比較容易揮發(fā)的燃料來(lái)源并不那么擔(dān)心，他們更擔(dān)心的是日常生活中其它的危險(xiǎn)。

運(yùn)輸幾個(gè)氣缸的壓縮氫氣顯然有其不利的地方，目前的研究正在探討使用金屬“氫化合物”技術(shù)所帶來(lái)的可能性。這種技術(shù)把氫氣附著到金屬表面，然后不斷釋放出來(lái)，為電池提供燃料流。眼下，這種技術(shù)還無(wú)法成為一種直接的替代物，部份原因在于，相對(duì)于金屬量而言，氫氣的釋放量比較小。但是使用可逆反應(yīng)技術(shù)來(lái)產(chǎn)生熱(它本身可以用在電池反應(yīng)過(guò)程中)以及產(chǎn)生氫氣則具有很大的前景。

提高生產(chǎn)量

成本因素是另一個(gè)有待克服的主要障礙?！皻W洲清潔都市交通”項(xiàng)目的客車還無(wú)法和柴油客車競(jìng)爭(zhēng)(柴油客車運(yùn)行的成本在每千瓦電80美元至100美元之間)，也無(wú)法和天然氣客車競(jìng)爭(zhēng)(每千瓦電將近200美元)。在對(duì)所有相關(guān)的成本進(jìn)行估算后，歐洲西塔羅客車的運(yùn)行成本在每千瓦電1000美元左右。

降低成本的辦法當(dāng)然在于大批量生產(chǎn)以及大范圍內(nèi)商業(yè)化的努力，而這種努力現(xiàn)在正在開(kāi)始進(jìn)行。

“歐洲清潔都市交通”客車的燃料電池制造商巴拉德動(dòng)力系統(tǒng)公司將在2005年啟動(dòng)第二個(gè)大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)施(目前還沒(méi)有披露具體地點(diǎn))。他們公司的“一廠”2000年在其溫哥華總部旁邊啟動(dòng)，當(dāng)時(shí)的加拿大總理克雷帝安親自出席了啟用儀式。人們預(yù)期“二廠”將是“一廠”生產(chǎn)能力的十倍，每年將出產(chǎn)30萬(wàn)個(gè)汽車燃料電池。這樣的生產(chǎn)量將有助于達(dá)到每千瓦電50美元的成本值。許多行內(nèi)人士認(rèn)為，只有降到這個(gè)水平，燃料電池汽車才能夠獲得廣泛的采納。如果說(shuō)上世紀(jì)九十年代標(biāo)志著市場(chǎng)對(duì)燃料電池的追求期，新千年的到來(lái)標(biāo)志著技術(shù)和工業(yè)需求的結(jié)合，那么“歐洲清潔都市交通”項(xiàng)目可看作是燃料電池在抵達(dá)國(guó)際舞臺(tái)前在公交領(lǐng)域的第一個(gè)后代。

巴拉德動(dòng)力系統(tǒng)公司總裁費(fèi)羅茲·拉蘇爾最近承認(rèn)，氫燃料電池要獲得廣泛采納，也許需要一件類似上世紀(jì)七十年代石油危機(jī)那樣具有催化作用的市場(chǎng)大事。不然的話，氫氣燃料電池將不得不通過(guò)電池制造商和汽車行業(yè)之間的戰(zhàn)略聯(lián)盟來(lái)逐漸進(jìn)入市場(chǎng)。巴拉德公司和大多數(shù)主要汽車公司都有商業(yè)協(xié)議。

“歐洲清潔都市交通”以及美國(guó)加利福尼亞州“燃料電池合伙體”代表著一種更大規(guī)模的聯(lián)盟，也就是政府與私人領(lǐng)域之間的戰(zhàn)略聯(lián)盟。在加利福尼亞，州政府和提供服務(wù)的公司在棕櫚泉附近運(yùn)行50多輛非汽油客車，包括由當(dāng)?shù)靥?yáng)電池產(chǎn)生的氫氣客車。

2004年7月底，巴拉德公司還宣布將向戴姆勒克萊斯勒西塔羅客車在中國(guó)北京的示范項(xiàng)目提供三個(gè)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)。這個(gè)為期兩年的示范項(xiàng)目將從2005年底開(kāi)始，持續(xù)到2007年底。巴拉德公司還給予加利福尼亞州圣克拉拉谷交通局吉利格公司三個(gè)重負(fù)荷燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)，使得該公司的示范客車達(dá)到3 9輛。2004年4月，加利福尼亞州州長(zhǎng)阿諾德·施瓦辛格簽署了一項(xiàng)行政令，在州政府和私人公司之間建立合伙關(guān)系，2010年前在加利福尼亞建成一條氫氣動(dòng)力高速公路。鑒于目前各個(gè)示范項(xiàng)目的成功，加利福尼亞州一定會(huì)達(dá)到這一目標(biāo)。