編者按：中國政府出臺了一系列支持發(fā)展電動客車的財政補貼政策，在某種程度上推動了電動客車的“大躍進”，與歐洲各國的無軌電車現(xiàn)狀和各大制造商相繼推出新型無軌電車的潮流相比較，反思中國新能源客車的技術路線、使用效果，以及示范運營的商業(yè)模式，我們該如何以科學、審慎的態(tài)度來吸取歐洲無軌電車復興和技術發(fā)展的經(jīng)驗教訓呢?記者為此采訪了重慶交通大學公共交通學者、世界客車研究院(Busworld Academy)的中國專家王健，請他分析無軌電車在中國復興的未來前景。
記者：本屆世界客車博覽會上，給你印象最深的車型是什么?
王?。?/STRONG>我認為有兩款車型特別值得推介：一是荷蘭巴士與客車制造商VDL的 Citea電動巴士，它將輪轂電機作為標準配置，標志著歐洲電動巴士技術發(fā)展的新方向;二是法國依維柯巴士的Ellisup概念車，采用8個小尺寸車輪，其中4個為輪轂電機驅動輪，它代表著歐洲未來公共巴士的發(fā)展潮流。
這兩款電動巴士都不約而同地選用輪轂電機(Hub-motor)，其推進系統(tǒng)(Propulsion Sysytem)將電源通過輪轂電機直接驅動車輛行駛，能源效率高達90%以上。也就是說，無論電動巴士的電力來源于架空線網(wǎng)、車載電池、部分來自車載電池和超級電容(充電式)，還是來自混合動力裝置(柴電或油電機組)， 推進系統(tǒng)的驅動裝置都是相同的。
公共交通電力化是全球城市公共巴士的發(fā)展方向。歐洲的基本策略是指明發(fā)展無軌電車、氫燃料巴士和電池巴士的方向，政府沒有提出任何的技術發(fā)展路線;中國的新能源客車戰(zhàn)略采用國家863項目提出的“三縱三橫”(三縱指混合動力、純電動和燃料電池;三橫指多能源動力總成、電機和電池)總體路線，主要倡導和鼓勵電池巴士(純電動客車)進行示范運營。換句話講，歐洲公共交通電力化發(fā)展的重點是改進推進系統(tǒng)，而中國新能源客車發(fā)展的重點是發(fā)展電池。歐洲制造商已經(jīng)把輪轂電機作為電動巴士的標準配置，中國卻沒有一輛類似技術路線的電動巴士(原型車)，歐洲的實踐表明，采用獨立的輪轂電機驅動車輪行駛與用一個中央電機驅動多個車輪行駛相比較，在相同動力條件下，輪轂電機的續(xù)駛能力可以延長30%。
檢討中國新能源客車研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化思路，看到許多電動巴士制造商都在走捷徑：把各種性能的電池簡單地裝拼到傳統(tǒng)巴士上取代發(fā)動機，仍然采用傳統(tǒng)的推進系統(tǒng)，電源通過各種傳動裝置(離合器、變速箱、緩速器、傳動軸、差速器和車橋等)和中央電機來驅動車輛行駛，完全沒有根據(jù)電動巴士的需求進行全新的車輛結構設計，也沒有采用新的車身材料和制造工藝(如模塊輕量化夾層板車身)。歐洲的電動巴士用輪轂電機直接取代離合器、變速器、傳動軸、差速器乃至分動器等部件，這一技術路線不僅使公共巴士的車輛結構更為簡單，還可以為乘客獲得更好的空間利用率，其能源效率也更高。
將輪轂電機作為標準配置的VDL Citea型電動巴士
電動巴士采用的產(chǎn)業(yè)化的輪轂電機結構示意圖
依維柯的概念車Ellisup也是一款采用輪轂電機驅動的電動巴士
Ellisup采用8個小尺寸車輪極大地增加了車內乘坐空間
小尺寸車輪不僅可以滿足電動巴士的承載要求(車頂布置電池及控制裝置)，還可以大幅降低一級踏步的地板高度，為乘客上下車帶來極大方便，輕松地實現(xiàn)低地板和無障礙流動等功能。
記者：無軌電車與電動巴士有什么差別?
王?。?/STRONG>所謂的電動巴士(Electrical Bus)是使用電能作為動力的巴士，根據(jù)電能的來源大致可以劃分為兩類：一是車載電能儲存的電池電動巴士和飛輪巴士，二是車外提供電能的無軌電車和隔空充電巴士。在傳統(tǒng)無軌電車上配置適當輔助電源裝置(APU)的雙源巴士(Dual-Mode Bus)，以及配置發(fā)電機組提供電源的混合動力巴士(Hybrid Bus)，這些由電機驅動行駛的車輛都屬于電動巴士的范疇。
電池電動巴士與內燃機巴士相比較，具有更好的能源效率、低排放和低噪音等優(yōu)勢，但車載電池的能量密度相對較低，這就限制了電池電動巴士的實用性。公共巴士需要裝備大量的電池才能完成日常的運營，這些電池既昂貴又笨重，且需要很長的充電時間。因此，在電池技術沒有取得革命性的突破之前，無軌電車和混合動力電車就成為節(jié)能減排的最有效公共交通工具。
無軌電車已經(jīng)進化為先進的電動巴士。在無軌電車上增加適當?shù)妮o助電源裝置(APU)，既要克服無軌電車運行軌跡受架空線網(wǎng)制約的困境，又要減輕車載電池自重的負擔，科學技術的不斷進步使現(xiàn)代無軌電車的發(fā)展已進入一個新的歷史階段。越來越多的歐洲巴士與客車制造商紛紛推出各種新型無軌電車，如比利時VanHool推出無軌電車與電動巴士(包括混合動力)共用平臺的ExquiCity，波蘭Solaris推出18米地鐵式的無軌電車Trollino 18 AC，瑞士HESS也展出快速充電式的TOSA。
VanHool的ExquiCity與Solaris的Trollino 18 AC無軌電車
HESS的TOSA閃充式無軌電車
記者：你還專程去考察了歐洲城市的無軌電車，有什么特別的感想?
王?。?/STRONG>在比利時參加世界客車歐洲展覽之后，特別安排了一次東歐旅行，去斯洛文尼亞的盧布亞拉、匈牙利的布達佩斯和捷克的布拉格等城市考察當?shù)氐墓步煌ㄏ到y(tǒng)，特別是無軌電車的發(fā)展現(xiàn)狀。一個比較強烈的視覺沖擊感就是：歐洲城市里各種有軌電車和無軌電車都構成一幅幅美麗的景觀，無論是在老城區(qū)或新城區(qū)，無軌電車在歐洲許多城市一直保持著正常的運營，并作為一種重要的公共交通工具，在城市公共交通系統(tǒng)中始終占有一定的份額;一些拆除的無軌電車線路又在重新恢復運營，并以嶄新的面目呈現(xiàn)。
無軌電車是能夠實現(xiàn)零排放、無污染的“綠色交通”工具，是對人體完全無害的現(xiàn)代化交通方式，作為電氣化交通工具，它將受到全社會與公眾的普遍歡迎，將像快速軌道交通一樣具有很強的生命力。
布達佩斯的有軌電車(Tram)被認為是城市里最繁忙的公共交通工具，這種1967-1978年間生產(chǎn)的Ganz KCSV7型車輛，經(jīng)過更新改造后依然保持著漂亮和良好的運行狀態(tài)，上圖是運行在著名的鏈子橋附近的19路有軌電車。
匈牙利布達佩斯運營中的老式(Ikarus)與新式(Solaris)無軌電車
記者：談到無軌電車，人們心中的感覺似乎是一種落后的技術產(chǎn)品?
王?。?/STRONG>總體上來講，說中國城市的無軌電車大多是落后的車型(或技術裝備)，這是一個比較客觀的判斷。如果從全球無軌電車市場來講，中國的無軌電車市場基本上屬于低水平的傳統(tǒng)系統(tǒng)，東歐國家大多屬于高水平的傳統(tǒng)系統(tǒng)，西歐國家屬于創(chuàng)新的傳統(tǒng)系統(tǒng)，南美一些城市還有BRT式的創(chuàng)新系統(tǒng)。中國城市正在快速發(fā)展中，我們應當吸取世界上大中城市的經(jīng)驗教訓，采用現(xiàn)代無軌電車技術，把傳統(tǒng)的無軌電車系統(tǒng)升級換代為先進公共交通系統(tǒng)的組成部分。
在汽車制造行業(yè)里，許多人把無軌電車看作次等技術，事實上，先進的無軌電車系統(tǒng)采用輪轂電機全輪驅動技術、輕量化夾層板車身、光學和雷達裝置進行導航，使古老的無軌電車完全脫胎換骨，在專用道上成為先進的公共交通系統(tǒng)(APTS)典范。
運行在厄瓜多爾基多BRT線路上的無軌電車
投資不到6000萬美元，可建4公里有軌電車線路或1公里地鐵線路，而厄瓜多爾基多建設了一條19公里的無軌電車BRT線路，投資成本低意味著票價低，可以吸引更多的乘客，加上良好的規(guī)劃與管理，基多的無軌電車總是保證準點運營。
現(xiàn)代無軌電車的發(fā)展緊跟有軌電車(電控)技術的發(fā)展、公共巴士(鉸接與低地板)技術的發(fā)展和輪轂電機(低地板和寬通道)技術的發(fā)展;架空線網(wǎng)設計顯著地減少視覺影響，且大大提高供電可靠性;無軌電車使用小型柴油發(fā)動機組成牽引電池(混合動力)可脫線行駛，在遭遇交通事故、計劃保養(yǎng)、并排停車等情況下，都可以毫無困難地繞過，這些技術方案使無軌電車既可以在延長線上運營，還可以消除道路交叉口的復雜線網(wǎng)。
采用光學導航裝置的現(xiàn)代無軌電車在意大利博洛尼亞亮相
記者：無軌電車的“小鞭子”一直被人詬病，也是許多城市拆除無軌電車的主要理由之一，歐洲人怎么認識這個問題?
王?。?/STRONG>中國有些城市的官員認為無軌電車的架空線網(wǎng)是一種視覺污染，而歐洲許多城市的官員和民眾都認為是一種視覺引導，為人們選擇乘坐公共交通提供指引。實際上，無軌電車的線網(wǎng)只是在道路交通交叉口的地方布線才顯得比較雜亂，在城市干道上與街道照明、交通信號、標志、廣告、檢測設備的電纜相比較，其視覺影響是很小的，特別是與空氣污染和噪聲污染相比較，所謂的視覺污染甚至可以忽略。許多國際機構在交通的環(huán)境評估體系中，從來就沒有視覺污染這個指標，中國還是一個發(fā)展中國家，而發(fā)達國家都沒有人去揪無軌電車的“小鞭子”，我們的政府官員似乎有些“冒進”，真的是“要面子”而“不要命”?
在歐洲許多城市里，其國民人均收入要比中國城市高N倍，城市當局大多保留和發(fā)展了無軌電車系統(tǒng)。
記者：無軌電車在中國城市的使用情況如何?從世界范圍看，應該采取哪些措施來支持無軌電車的發(fā)展?
王?。?/STRONG>無軌電車在中國許多城市已經(jīng)被拆除，少數(shù)城市保存了無軌電車線路。全國27個城市建設了無軌電車系統(tǒng)，無軌電車保有量近4800輛，年載客量30億多人次(占公共交通客運量的11%)，目前只有10個城市保存了無軌電車系統(tǒng)，大多削減了運營線路(約63條線路)，只有少數(shù)幾個城市在應用無軌電車新技術并取得良好的社會經(jīng)濟效應。
例如北京市和杭州市采用的青年JNP6120BEV雙源無軌電車(也稱即充式純電動巴士)，可分別使用架空線網(wǎng)提供的電源和車載的動力電池組驅動車輛行駛，用鋰離子電池代替鉛酸電池，使無軌電車脫線行駛里程由原來的5公里增加到20公里，提高了無軌電車脫線行駛的機動性能。北京市和杭州市的青年新型無軌電車實際應用效果表明：無軌電車是真正意義上最經(jīng)濟的電動車，在現(xiàn)有線網(wǎng)基礎上，無需換電站建設(快換電池巴士)，也無需充電樁和場地建設(插電式電池車)，可通過減少管理操作人員、少配電池容量來降低運營成本和提高使用壽命;無軌電車能真正實現(xiàn)零排放，減少電池投入，節(jié)能減排效果比換電和插電更優(yōu)(快換電池車要配1.5套電池，插電巴士要配至少2倍);提高車輛利用率，無軌電車完全相當常規(guī)動力車型發(fā)車和調度(快換方案需換電場站和空駛里程，插電式要場站和充電時間);無軌電車為乘客提供舒適的乘坐環(huán)境，加減速平緩，對城市居民影響小;無軌電車解決傳統(tǒng)無軌電車線網(wǎng)在交叉路口等特殊路段的視覺問題，可實現(xiàn)脫網(wǎng)行駛。
中國杭州運營的青年JNP6120BEV雙源無軌電車
世界各地的運營經(jīng)驗推動無軌電車制造發(fā)展為一個成熟的行業(yè)，在創(chuàng)造高效無軌電車部件方面的措施包括：增加電機每千克的功率密度、開發(fā)高壓系統(tǒng)來減少電力導線的截面及整個線網(wǎng)的重量、用高壓連接大部分電氣系統(tǒng)供電而減輕重量、將所有照明改為LED;在減少能源消耗方面的措施包括：通過更好的軟件控制能源管理流程和更多的集中加熱和冷卻來提高能源管理，通過車上和路旁(變電站)的能源回收來改善能源管理;在存儲和回收利用制動能方面的措施包括：超電容器、電池、飛輪和靜態(tài)存儲單元;無軌電車采用混合動力裝置，在直線和末端直接從架空線網(wǎng)取電，消除市中心的架空線網(wǎng)，可通過道路交叉口，結合自主行駛和間接電流收集。
記者：我國政府一直通過財政補貼的方式在公共交通行業(yè)推行新能源汽車示范運營，但效果不佳。您怎么看待這種發(fā)展思路?
王健：十城千輛的新能源客車示范運營工作應當告一段落了?？梢孕〗Y地說，目前尚不具備推廣應用電池電動巴士的技術水平和經(jīng)濟條件，僅靠財政補貼是不可持續(xù)的。我曾經(jīng)比較深入地去了解到電池電動巴士(純電動巴士)的技術水平和實際運營現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)兩個基本的事實有助于人們做出正確的判斷：
(1)純電動巴士的電池自重，以各大城市示范運營的12米標準車型為例，對于相同技術配置的無軌電車而言，電池電動巴士所裝備的電池重量為2500～3500公斤(接近車輛核定載客重量)，每天運營300公里就相當于運載50～70名乘客體重的電池做無用功，這無疑是一種能源浪費。這種電動巴士運送的是電池，而不是運送旅客，在電池固有特性(重量與容量等技術方面)沒有革命性的突破之前，采用電池為巴士提供動力電源很難實現(xiàn)商業(yè)化，仍然只是一種理想。
(2)電能轉換為機械能來驅動“新能源”車輛行駛，其節(jié)能效果卻遠不如“傳統(tǒng)的”無軌電車。理論上講，電力推進系統(tǒng)的能效為80%～90%，燃料電池推進系統(tǒng)的能效為45%，內燃機推進系統(tǒng)的能效只有15%～30%，而示范運營的電池巴士大多是簡單地將電池取代傳統(tǒng)的發(fā)動機作為動力，仍然采用機械傳動方式驅動車輛行駛，而沒有將電力與驅動裝置整合為新的推進系統(tǒng)，完全忽視公共巴士的特性，更沒有對電動巴士進行全新的設計，展示未來公共巴士的新特征。
從公共交通車輛所產(chǎn)生的污染物排放標準上進行比較，柴油巴士所產(chǎn)生的溫室氣候效應(碳、氮和氮氧化物等有害元素和微粒)，可通過混合動力裝置來減少排放，而無軌電車則是零污染排放?；谡墓?jié)能減排政策，參照國家新能源客車補貼辦法，建議對購置無軌電車提供財政補貼，或按照國際上的碳排放權交易機制，為無軌電車提供適當?shù)呢攧昭a貼。
僅從能源效率的角度來講，如果政府按照節(jié)能減排效果而非技術路線補貼城市公共交通，無軌電車將得到復興與發(fā)展。
記者：國際公共交通發(fā)展的趨勢之一就是電力推進，中國的新能源客車示范與歐洲的發(fā)展有什么區(qū)別?
王?。?/STRONG>電動巴士是指使用電力驅動或牽引在道路上行駛的載客車輛，包括電力來自車載存儲介質的電池電動巴士和來自架空接觸網(wǎng)的無軌電車，以及由車載內燃機發(fā)電來驅動車輛行駛的混合動力巴士。
由于傳統(tǒng)無軌電車存在集電桿經(jīng)常脫落的缺陷，在城市小汽車交通快速發(fā)展的年代就受到車主的質疑，使其發(fā)展基本上呈停滯、萎縮狀態(tài)。
20世紀90年代以來，因為環(huán)境保護和能源政策的變化，無軌電車在采用新技術方面進行了大量工作。采用自動升降集電桿就解決了掉辮子的問題。小巧輕型的優(yōu)質電桿整齊美觀，簡潔明快的線網(wǎng)也改變了線網(wǎng)繁雜紊亂的狀況，使線網(wǎng)與城市街景能較好地協(xié)調一致。
“三桿合一”技術的發(fā)展，無軌電車完全可以不產(chǎn)生“視覺污染”?，F(xiàn)在，北京等城市將電車線網(wǎng)與供電、電信網(wǎng)絡整合在一起，實現(xiàn)了路燈桿、電線桿、電車架線桿“三桿合一”?！斑@不僅減輕了城市建設的負擔，也讓城市上空不再充斥密密麻麻的線網(wǎng)，變得更加整潔、美麗。而且，路燈需要每隔45～50米設立一桿，電車線網(wǎng)只要求60米一桿。如果不是為了遷就路燈，架線桿間距還可以拉大。 目前高架橋的不斷建設，有些線路30%～40%都是高架橋，完全可以將電車架線鋪設在高架橋的下方，也可以很好的避免視覺污染。
輔助動力單元(APU)的應用，使無軌電車走出線網(wǎng)制約其發(fā)展的困境，現(xiàn)代無軌電車即將進入新階段。
低地板、冷暖空調、站點顯示和自動報站同步裝置等多種新技術的應用，使無軌電車面貌煥然一新，為進一步提高公共交通服務質量創(chuàng)造了條件。
結合了現(xiàn)代商用車制造技術和車隊管理系統(tǒng)等現(xiàn)代高新技術的無軌電車正在走出原有的落后面貌，進而迸發(fā)出無限活力，無軌電車的復興浪潮正在來臨。
記者：你認為無軌電車在中國復興的未來前景如何?
王?。?/STRONG>很高興地看到，在國家新能源客車產(chǎn)品目錄中，一些現(xiàn)代無軌電車已經(jīng)列入政府《節(jié)能與新能源汽車示范推廣應用工程推薦車型目錄》，這有助于推進巴士制造商開發(fā)現(xiàn)代無軌電車;交通運輸部在《關于改進提升交通運輸服務的若干指導意見》中，提出實現(xiàn)“運輸服務更安全可靠，公眾出行更便捷暢通，運輸發(fā)展更經(jīng)濟高效，發(fā)展方式更綠色低碳”的總體目標，就有利于巴士運營商采用無軌電車和燃氣客車，實現(xiàn)綠色低碳出行的目標。
交通運輸部還將提高公交都市創(chuàng)建城市的補助資金標準，并在基礎設施、智能交通、快速公交和低碳交通4方面對公交都市創(chuàng)建城市予以支持。地方各級政府在國家政策和措施的支持下，紛紛推出無軌電車復興計劃。濟南市提出的“泉城電車復興計劃”，將打造以電車網(wǎng)絡為骨干的城市公共交通網(wǎng)絡(6環(huán)9射，無軌電車線路總長304公里)，逐漸形成有軌電車與無軌電車相結合的零排放城市公共交通系統(tǒng)。
節(jié)約能源和減少污染源需要樹立全民意識，需要全民參與，更需要堅持可持續(xù)發(fā)展的原則。我以為，能源危機和環(huán)境污染這兩大社會問題，都要求發(fā)展無軌電車，并成為公共交通系統(tǒng)的重要組成部分。北京、上海、杭州等大都市的政府和公共交通管理機構紛紛表示：不會淘汰無軌電車，而是要更新和增加無軌電車。
對社會來講，無軌電車的非可再生資源消耗最低、溫室氣體排放最低;對乘客來講，無軌電車的乘坐質量好、平穩(wěn)加速和制動、噪音低，以及街道上的零污染排放;對運營商來講，無軌電車的機械可靠性和能源效率都比較高、使用壽命長、無怠速電能損失、加速度和爬坡性能好、動力成本低、維修成本低。
顯然，無軌電車在中國的復興運動即將進入新階段。
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