Pojazdy na wodór będą wymagać większego nakładu na konserwację niż samochody elektryczne na baterie

燃料电池动力车辆将比电池电动车辆需要更多的维护

2024-07-10

一项由欧洲专家组进行的关于减少重型车辆碳排放的研究旨在比较和模拟不同的情景。这项研究的一个方面是分析关于氢燃料电池动力卡车维护的假设。尽管这些假设被认为是可靠的,但在经过详细分析后,往往发现某些假设是不可靠的。

氢燃料电池动力卡车本质上是一种带有额外氢燃料电池动力模块的电动车辆。这意味着电动驾驶是基于电池、无运动部件的电充电系统、能量管理单元和电动机运行的。传感器、计算机控制和其他组件几乎没有运动部件,需要很少的维护。关于仅基于电池的电动车辆的研究也证实了这一点。

由于燃料电池车辆是氢-电混合动力车辆,它们还包括具有压力为700大气压或更复杂的液氢气体压力传感器和安全系统的先进氢气罐。氢气分配系统必须能够处理在压力罐的情况下的重大压力变化或在加热液态氢至气态形式时的大容积变化和因此压力。此外,这些车辆面临着相当大的温度管理挑战,需要温度传感器和组件,以及需要清洁氢气和清洁空气的昂贵、限时使用的燃料电池。因此,还需要有空气进气和过滤系统,以及排气系统,以排除氢与氧反应产生的水蒸气,同时避免冻结软管的风险。

从图表中显示燃料电池车辆的空气管理系统,显然这些车辆的附加元件是复杂的。这里有许多潜在故障点和需要定期维护的组件。

最接近的例子是混合动力电动车辆。关于乘用车的数据显示,混合动力车辆的维护成本明显高于仅基于电池的车辆,并且与内燃机车辆的维护成本相似。

在一项由国际清洁运输委员会开展的有关交通部门的研究中,比较了不同类型车辆的拥有成本,考虑到了燃料电池动力卡车维护成本的改善,但没有看到电池动力电动车的维护成本的改善。假设认为,长途重型车辆是唯一一类仍然对燃料电池技术充满希望的领域,到2030年后,这类车辆的维护成本几乎相同于电池动力电动车,以及与柴油车的立即维护成本相当。

所有的数据都以每100公里的欧元为单位提供。

初步审查这项研究时,有些惊讶的是考虑到燃料电池技术的成熟性是值得的,尤其是考虑到自2000年以来全球范围内已经测试了氢燃料电池公交车,甚至氢动力叉车已经使用了更长时间。相比之下,仅基于电池的电动卡车和公交车相对较新。

然而,人们普遍相信燃料电池动力卡车的维护成本低的原因是什么,这引起了怀疑。

我与各种人士进行了交谈并收集了有关维护成本的非官方数据。法国的Pau当地运输公司在2023年撤回了其氢气公交车,在使用四年后,承认了维护成本异常高以及持续运营车辆存在着持续挑战。

“我们的服务站问题比我们预期的多,公交车出现了许多小故障。即便只是17条线路中的一条,我每天要花三分之二的时间在那里!” 一位船队管理公司的代表说道。

在多年前加拿大不列颠哥伦比亚省惠斯勒发生过类似经验,Ballard 公司提供的数据也证实了这一点。

根据加拿大公司 Ballard Power Systems 所述,惠斯勒的维护氢气公交车的成本为每公里1.34美元,而柴油公交车为每公里65美分。

来自分别隔了多年和一片海洋的两个运输公司有着不同制造商公交车的相同经历。但这只是一些个例。如果这是唯一可用的信息,可能会被视为几次不好的经历。

然而,当德国公司 Stadler 的铁路车辆销售总监谈到氢气列车时,我开始怀疑事实真相是什么。

“此外,燃料电池动力系统的维护成本显著高于仅基于电池的,并且平均每三年需要更换一次(…)。由于存在氢气罐,维护比电池动力火车自然要复杂得多,”Obst解释道。“氢气列车还需要电池作为紧急电力供应。”

因此,当我发现我正在审查的研究假设维护成本非常低时,我提出了这些信息,并建议所假设的几乎相同的维护成本是不恰当的。首席研究员让我查看了来源,于是我就看了过来。结果证明是一家德国研究工作组正在进行一个与我几个月前审查过的方向相同的研究。

这项研究是2020年德国国家交通平台发布的名为“商用车辆推进转变:重点放在电气化方面减少需求车上”的研讨会报告,翻译过来使用了一个非常贴心的网站,该网站不断向我要捐款。从这份研究报告中,我开始带着希望寻找对研究和实证分析的参考资料。然而,结果表明,有两个机构的三位研究人员——来自 M-Five 的Wolfgang Schade 和来自 Haus der Technik 的Patrick Fieltsch 和 Heike Flamig 参与了这个项目。

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