可行性报告互助电动公交车可行性研究报告最终改.docx
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可行性报告互助电动公交车可行性研究报告最终改
海运集团互助威远汽车运输有限责任公司电动公交汽车及配套充电设施
项目可行性研究报告
项目法人：
海运集团互助威远汽车运输有限责任公司
编制单位：
青海兴太工程咨询有限公司
青海省交通科学研究院
编制日期：
二○一五年七月
海运集团互助威远汽车运输有限责任公司电动公交汽车及配套充电设施
项目可行性研究报告
项目法人：
海运集团互助威远汽车运输有限责任公司
编制单位：
海运集团互助威远汽车运输有限责任公司电动公交汽车及配套充电设施
项目可行性研究报告
编制人员：
唐照春青海兴太工程咨询有限公司高级工程师
房建宏青海省交通科学研究院院长/研究员
张发秀青海兴太工程咨询有限公司高级工程师
徐安花青海省交通科学研究院副院长/研究员
刘磊青海省交通科学研究院副主任/工程师
第1章总论
1.1项目名称
项目名称：
海运集团互助威远汽车运输有限责任公司电动公交汽车及配套充电设施项目可行性研究报告。
1.2项目法人
项目法人：
海运集团互助威远汽车运输有限责任公司。
1.3项目概要
本项目拟在2015年年底前购置100台纯电动公交车，并在互助县安定西路和县汽车站建设充电站2个，项目投资需求总额为8507.7万元。
具体内容如下:
（1）本项目建议购置100台车身长8m的纯电动车，充电方式采用快充为主、插充为辅的模式，电池采用纳米碳锂电池；
（2）共需建设互助县安定西路和县汽车站建设充电站2个，每个充电站面积1500m2。
（3）2个电动公交车充电站电力设备配备如下：
县汽车站充电站
设置9组充电设备，每组充电设备含快充设备（4米长充电架1套，对应DC750V/300A充电机设备1台，功率225KW，充电机需接入AC380V电源）及插充设备DC（750V/300A充电机设备1台，功率225KW，充电机需接入AC380V电源）各一套；9组充电设备各对应500KVA箱式变压器一台。
安定西路充电站
设置7组充电设备，每组充电设备含快充设备（4米长充电架1套，对应DC750V/300A充电机设备1台，功率225KW，充电机需接入AC380V电源）及插充设备DC（750V/300A充电机设备1台，功率225KW，充电机需接入AC380V电源）各一套；7组充电设备各对应500KVA箱式变压器一台。
（4）选择8m纯电动公交车与8m常规柴油公交车进行对比，100辆公交车全寿命周期（10年）内总费用共可节省6944万元，可减少CO2气体排放34000吨。
（5）本项目投资需求总额为8507.7万元，建议申请国家补助4000万元、申请青海省省级补助2000万元、申请海东市及互助县地方财政资金支持2000万元，由海运集团互助威远汽车运输有限责任公司自筹资金507.7万元。
1.4主要编制依据
（1）《城市道路交通规划设计规范》（GB50220-95）；
（2）《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020）》；
（3）《国务院关于印发节能与新能源汽车产业发展规划（2012～2020年）的通知》（国发〔2012〕22号）；
（4）国务院办公厅《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》（国办发〔2014〕35号）；
（5）财政部、科技部《关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知》（财建〔2013〕551号）；
（6）财政部、工业和信息化部、交通运输部《关于完善城市公交车成品油价格补助政策、加快新能源汽车推广应用的通知》（财建〔2015〕159号）；
（7）交通运输部《关于加快推进新能源汽车在交通运输行业推广应用的实施意见》（交运发〔2015〕34号）；
（8）青海省人民政府办公厅《关于印发加快青海省新能源汽车推广应用实施方案的通知》（青政办[2015]77号）。
第2章项目的背景及必要性
2.1宏观政策支持推广新能源汽车
随着低碳日益成为衡量一个产业的重要指标时，汽车行业面临着金融危机、能源问题和环境问题的多重考验。
随着汽车的不断普及，石油的大量消耗、环境污染以及交通拥堵等问题不断出现，以石油为燃料的传统车型将逐步退出历史舞台，发展使用新型动力电池的新能源汽车被看作是未来汽车工业发展的方向，新能源汽车逐步替代传统石化燃料汽车将是历史必然。
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。
2006年，国务院颁布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006～2020）》，把低能耗与新能源汽车作为国家发展的重点领域及其优先主题。
国务院《关于节能与新能源汽车产业发展规划（2012～2020年）的通知》（国发〔2012〕22号）、国务院办公厅《关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》（国办发〔2014〕35号）均明确提出把新能源汽车作为我国汽车产业的重要发展方向。
财政部、科技部、工信部和发改委共同启动了节能与新能源汽车示范推广工程。
2013年9月，国家相关部门出台了《关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知》，其中明确了在2013～2015年，对消费者购买新能源汽车继续给予补贴。
国家对于进入新能源车目录的纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车给予购车补贴（目前目录中车型为国产车型）。
新能源汽车的补贴采用的是逐年递减的政策，2014年年初的新能源补贴金额在3.325～19.0万元间，其中电动车和插电式（含增程式）混合动力汽车的补贴为3.325～5.7万。
同时，自2014年9月1日至2017年12月31日，国家对于电动车免征车辆购置税。
2014年4月上海市交通委发布《关于推广应用节能和新能源等环保型公交车的实施意见》，对节能和新能源公交车的运营给予补贴。
其中纯电动公交运营每年补贴16.5万元，插电式混合动力（含增程式）公交车运营每年补贴7万元，超级电容公交车和双源无轨公交车每年补贴5万元，油电混合公交车每年补贴3万元，LNG公交车每年补贴6.5万元。
同时规定，对于使用节能和新能源等环保型公交车新增的运营成本，按照8年运营周期给予相应的补贴。
补贴标准按年核定，每年发放。
首次运营补贴在购置时支付。
第二年开始，根据车辆上一年度的使用情况支付运营补贴；上一年度单车年平均行驶里程在5万公里以上的，全额支付当年运营补贴；上一年度单车年平均行驶里程低于前述公里数的，当年运营补贴予以同比例扣减。
在2014年全国交通运输工作会议上，交通运输部部长杨传堂做了题为《深化改革务实创新加快推进“四个交通”发展》的报告，报告中明确指出：
交通运输是国家节能减排和应对气候变化的重点领域之一；加快发展绿色交通，是建设生态文明的基本要求，是转变交通运输发展方式的重要途径，也是实现交通运输与资源环境和谐发展的应有之义；发展绿色交通核心是以资源环境承载力为基础，以节约资源、提高能效、控制排放、保护环境为目标，加快推进绿色循环低碳交通基础设施建设、节能环保运输装备应用、集约高效运输组织体系建设，推动交通运输转入集约内涵式的发展轨道。
2015年3月交通运输部出台了《关于加快推进新能源汽车在交通运输行业推广应用的实施意见》，《意见》提出至2020年，新能源汽车在交通运输行业的应用初具规模，在城市公交、出租汽车和城市物流配送等领域的总量达到30万辆；新能源汽车配套服务设施基本完备，新能源汽车运营效率和安全水平明显提升。
公交都市创建城市新增或更新城市公交车、出租汽车和城市物流配送车辆中，新能源汽车比例不低于30%。
最近两年，国家针对新能源汽车已经出台了相关的补贴标准和政策，同时地方政府为了配合国家新能源汽车的战略也有针对性的推出了地方的新能源汽车政策，有力地促进了新能源汽车的推广和应用。
截至2015年5月，全国已有22个省市出台支持新能源汽车产业发展配套政策，其中：
上海市、深圳市、广东省城市群、福建省城市群、浙江省城市群、江苏省城市群、新乡市、天津市、太原市、河北省城市群等10省市补贴力度最大，给予1:
1配套地方购置补贴；长株潭地区、西安市、泸州市、潍坊市4省市给予1:
1配套地方购置补贴，国家和地方省市补贴之和最高不超过车辆销售价格的60%；大连市、江西省城市群、海口市、青岛市4省市分别给予0.8:
1、0.45:
1、0.6:
1、0.2:
1配套地方补贴，其中江西南昌市、萍乡市除去省级补贴，同时制定了市级补贴标准；山东省、贵阳市、重庆市3省市分别给予每辆新能源客车5万、10万、16万省级定额补贴，其中山东省各示范城市同时制定了市级补贴标准。
各地在对纯电动公交车给予车辆购置补贴的同时，还相继出台了纯电动公交车运营补贴。
《关于完善城市公交车成品油价格补助政策加快新能源汽车推广应用的通知》（财建〔2015〕159号）文件中，财政部明确，油价补助接下来将分类实施。
具体而言，2015～2019年，现行城市公交车成品油价格补助中的涨价补助以2013年实际执行数作为基数逐步递减，其中2015年减少15%、2016年减少30%、2017年减少40%、2018年减少50%、2019年减少60%，2020年以后根据城市公交车用能结构情况另行确定。
在支持新能源、节能公交车推广应用方面，财政部首次明确将建立根据绩效考核进行有奖有罚的动态支持机制，对各省（区、市）新能源公交车推广情况进行考核，完成新能源公交车推广目标的，给予新能源公交车运营补助，纯电动公交每年最高可获8万元运营补助。
2.2推广新能源汽车经济效益明显
参考相关文献资料，结合现有燃油、燃气、电价格，分不同车型，按照每百公里燃料消耗费用进行对比（如表2.1），可推出每采用1000台纯电动客车，每年将节省燃料费用近3000万元。
表2.1不同能源车辆燃料费用对比
车型
燃油/100Km
（取均值）
燃气/100Km
（取均值）
电能/100Km
（取均值）
年节省燃料费
（万元）
消耗
（L）
费用
消耗
（M³）
费用
消耗
（KWh）
费用
油电
对比
气电
对比
6米
14-16
87
16-18
67.66
50-60
55
节省
2.3万
节省
0.9万
8米
20-22
121.8
25-27
103.48
70-80
75
节省
3.4万
节省
2.0万
10米
28-30
168.2
33-35
135.32
90-110
100
节省
4.9万
节省
2.5万
注：
以上数据按燃油、燃气、电价格分别：
5.8元/L、3.98元/M³、1元/KWH计算。
2.3推广新能源汽车社会效益明显
从燃油汽车的汽油开采到使用的全过程角度来看，汽车的总能耗由“石油开采”过程以及“路上排放”这两个过程能耗组成。
相比燃油汽车，电动汽车省去了“石油开采”环节，而且由于电动机的效率远高于内燃发动机，加上现代电力系统的综合发电效率相比过去有了较大提高，使得电动汽车的总体能耗要显著低于传统燃油汽车，具有显著的节能优势。
清华大学等院校科研机构的全寿命周期分析结果都指出，在我国当前电源结构下，纯电动乘用车相比同类型汽油车能够节能约50%，纯电动公交车相比常规燃油公交车能够节能56%，电动汽车的能效优势十分显著。
从全寿命周期排放角度来看，电动汽车的排放应考虑车辆制造、电力生产传输以及车辆使用这三个过程。
从使用过程来看，相比燃油汽车，电动汽车是“零排放”，这一点对于缓解城市PM2.5等大气污染问题具有重要意义。
随着公共交通作为城市交通的主流趋势日趋明显，公交车数量的不断增加，对城市自然环境的污染也日益严重。
虽然不断采用新技术降低传统公交车的污染物排放，但是依赖石化燃料作为动力的传统公交车，碳排放量根本上无法降低。
而且随着石化类燃料供应的日趋紧张，公共交通对石化类燃料的依赖度逐步提高，一旦燃料供应出现问题，对城市公共交通的影响是不言而喻的。
参考相关文献资料，分不同车型，按照每百公里碳排放情况进行对比（如表2.2），可推出每采用1000台纯电动客车，每年将减少CO2气体排放近4万吨。
表2.2不同能源车辆碳排放对比
车型
燃油/100Km
（取均值）
燃气/100Km
（取均值）
电力/100Km
（取均值）
年碳排放减少
（吨）
消耗
（L）
碳排放
（KG）
消耗
（M³）
碳排放
（KG）
消耗
（KWh）
碳排放
（KG）
油电
对比
气电
对比
6米
14-16
33.81
16-18
32.05
50-60
0
减排
24吨
减排
23吨
8米
20-22
47.33
25-27
49.01
70-80
0
减排
34吨
减排
35吨
10米
28-30
65.37
33-35
64.09
90-110
0
减排
7吨
减排
46吨
注：
以上数据按燃油、燃气分别产生CO2气体2.254KG/L、1.885KG/M³计算。
2.4青海省对推广新能源公交车提出了目标和要求
基于柴达木盆地丰富的盐湖锂资源和得天独厚的产业发展气候条件，“十一五”以来，青海不断关注新能源产业走向和技术进步趋势，着力打造以盐湖锂资源开发、电池正负极材料、储能电池和动力电池为重点的完整锂产业链，并形成了一定规模的产业基础，以此助推电动汽车产业快速发展。
2014年，通过环青海湖（国际）电动汽车挑战赛，国网青海电力公司在西宁市城南新区及环青海湖区域的海晏县、湟源县等8个赛点安装了100千瓦直流充电桩8台、40千瓦直流充电桩18台、7千瓦交流充电桩60台。
充电桩成功规模应用，开启了青海新能源汽车推广应用的新里程。
电价方面，对向电网经营企业直接报装接电的经营性集中式重换电设施用电，执行工业用电价格，2020年前暂免收基本电费；其他充电设施按其所在场所执行分类目录电价；电动汽车充换电设施用电执行峰谷分时电价政策。
电动汽车充电设施产权分界点至电网的配套接网工程，由电网企业负责建设和维护，不得收取接网费用，相应成本纳入电网输配电价成本统一核算。
在市级层面，青海省各州、市均也相继出台了关于新能源汽车补贴的明文规定和政策，对新能源汽车的发展均给予了大力扶持，2014年省政府给予西宁市纯电动公交车项目资金补助2000万元，由西宁市公交总公司具体负责纯电动公交车的购置和运营，从而使西宁市的纯电动公交车应用取得了重大突破。
2015年4月青海省人民政府办公厅出台了《关于印发加快青海省新能源汽车推广应用实施方案的通知》，对青海省到2020年的新能源汽车应用工作提出了明确目标。
在推广应用新能源汽车方面，《通知》提出“2015年,争取将西宁市纳入全国新能源汽车示范城市,争取国家对新能源汽车推广应用的各项政策和补贴支持,在全省率先开展应用试点；2016～2018年，将海西州和海东市纳入试点地区。
通过三年时间,试点地区推广应用新能源汽车2000辆以上。
其中,西宁1100辆、海东500辆、海西400辆,含各类警务巡逻、观光、仓储物流等小型非公路车400辆以上；2019～2020年,全省范围内普遍开展新能源汽车推广,应用新能源汽车3000辆以上”，并从新能源公交车、新能源出租车、新能源公务车、新能源专用车辆、新能源社会车辆五个层面分别做了要求，其中新能源公交车方面提出“从2015年起,新增公交车辆逐步开始使用新能源汽车,更新车辆中新能源汽车的比例不低于10%,并逐年提高应用比例，到2020年,新能源公交车数量占公交车总数的比例不低于30%”。
在配套体系方面，《通知》提出“按照满足5000辆新能源汽车运行的要求,新建充电桩2000个。
其中,2016年建设充电桩300个,2017年建设500个,2018年建设1200个。
到2020年,形成符合青海省情的新能源汽车销售、维修保养、充（换）电、审验行驶以及电池回收处理等较为完善的社会化配套服务支撑体系”。
第3章需求分析与购置规模
根据调查及初步预测结果，海运集团互助威远汽车运输有限责任公司运营公交线路2015年高峰小时公交客流量将在2014年的基础上增加2000～2300人，为进一步满足人民群众出行需求，结合各条线路客流需求情况，特有针对性的制定车辆投放计划及发车间隔，如表3.1所示。
表3.12015年公交车投放计划
序号
投放线路
里程
（km）
投放车数
（辆）
载客数量
（人）
发车间隔
（min）
1
互助至西宁（西路）
35
30
17～25
15
2
互助至西宁（东路）
35
27
17～25
15
3
威远至林川
18
6
17～25
8
4
威远至台子
15
6
17～25
8
5
威远至东和
15
6
17～25
8
6
威远至东沟
12
6
17～25
6
7
威远至五峰
15
6
17～25
6
8
威远至丹麻
18
6
17～25
8
9
威远至西山
22
7
17～25
10
合计
100
第4章电动公交车充电模式及车型选择
4.1充电模式选择
目前电动公交车充电模式主要分为快速充电模式、换电模式以及插充模式等（如图4.1～图4.3所示），其中换电模式和插充模式充电速度较慢，需专业人员值守，且充电站建设用地规模较大，投资需求较大。
相较于换电模式和插充模式，快速充电模式具有充电速度快，无需专业人员值守，占地面积及投资相对较小等优点，目前已成为电动公交车发展的主流方向（如表4.1所示）。
图4.1快速充电模式
图4.2换电模式
图4.3插充模式
表4.1电动公交车三种充电模式对比
对比项目
快充模式
换电模式
插充模式
充电时间
5～10分钟，即充即走，无空驶里程
换电站负责电池充电，车辆更换电池约10分钟，有空驶里程
3～6小时，有空驶里程
电池寿命
充电次数10万次以上，保用10年
4年衰减严重，需更换
4年衰减严重，需更换
使用投入
基本不占用场地，充电设备投入两套约80万元
某大型电动汽车智能充换储放一体化示范电站投资3.3亿元
每台车需单独充电桩，需专用停车充电场站，建设成本高
安全性能
不起火、不爆炸
易起火、爆炸
易起火、爆炸
车辆运力
与常规公交车相当
比常规公交车降低20～30%
比常规公交车降低40～50%
考虑到快速充电模式的优势，同时为确保充电架及车辆受电弓发生故障情况下电动公交车的正常运营，本项目建议海运集团互助威远汽车运输有限责任公司拟购置电动公交车采用以快充模式为主，插充模式为辅的充电模式。
充电方式为：
由电网提供10KV电压，经过变压器（AC10KV转AC380V）转换为交流380V工业用电，再经过整流器输出750V/300A直流电到充电机（其中快充模式需建充电架，再由车载受电弓为电池充电，如图4.4所示）。
充电方式中主要用到的电力设备包括变压器（目前以箱变为主，如图4.5）和充电机（如图4.6）。
图4.4快速充电模式原理
图4.5箱式变压器
图4.6充电机
4.2车型选择
（1）车身长度
目前，纯电动公交车车身长度主要介于6～12m之间，根据海运集团互助威远汽车运输有限责任公司经营公交线路客流量增长情况，同时考虑后期乘坐公交出行乘客客运量的增长，本项目建议购置100台车身长度为8m纯电动公交车。
（2）车辆能源补给系统
对应快速充电模式，纯电动公交车应具备以自动升降的受电弓作为能源补给的系统，且驾驶员在公交车内可以随时了解公交车充电情况，公交车可利用进站等候发车时间为车辆补给能量，实现整车不间断运行。
（3）车辆储能系统
作为纯电动公交车核心技术之一，电池技术显得尤为重要。
目前，纳米碳锂电池的出现为纯电动公交车的推广利用提供了保障，与常规锂电池相比，其具有安全环保、方便快捷、经济性明显等优点（如表4.3所示）。
基于以上考虑，本项目建议所购置的50台纯电动公交车均以纳米碳锂电池作为车辆储能系统。
表4.3纳米碳锂电池优势
安全环保
纳米碳锂电池：
不起火，不爆炸，安全可靠，可回收利用，不污染环境；而常规锂电池则容易起火和爆炸，安全性低。
方便快捷
（1）纳米碳锂电池公交车可根据不同线路里程，配置不同电池容量，可实现全天候、不间断，无里程限定运行；
（2）充电时间：
纳米碳锂电池公交车一次充电5～10分钟；而常规锂电池需3～6小时。
经济性
（1）能量回收：
具有良好的能量回收能力；
（2）使用寿命：
纳米碳锂电池使用寿命10年以上（其他品牌常规锂电池只可使用寿命2年）；
（3）使用成本：
与常规锂电池城市公交车相比，纳米碳锂电池部分十年可节约成本200万元（不含常规锂电池单体易损坏维修费用）；
（4）充电设施：
纳米碳锂电池基础设施及设备的全线路投资费用仅为40万元/套（按十台车线路计算），常规锂电池充电基础设施及设备投资费高达2亿元。
第5章充电站选址及建设
5.1充电站选址原则
充电站主要由行车道、充电区、供配电设施、充电装置、监控装置等组成。
根据《电动汽车充电站通用要求》（GB/T29781-2013）及《电动汽车充电站布置设计导则》（Q/GDW237—2009），充电站选址时应重点遵循以下原则：
（1）充电站的总体规划应对站区、进出线走廊、给排水设施、防排洪设施、进出站道路等进行合理布局、统筹安排；
（2）城市建成区内的充电站，宜靠近城市道路，不宜选在城市干道的交叉路口和交通繁忙路段附近；
（3）充电站不应靠近有潜在危险的地方，当与有爆炸或火灾危险的建筑物毗连时，应符合GB50058-92的有关规定；
（4）充电站不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧；
（5）充电站不应设在有剧烈振动或高温的场所；
（6）充电站不应设在地势低洼和可能积水的场所；
（7）充电区域应具备一定的通风条件，以利于蓄电池产生气体的排放；
（8）某些有可能发生严重潮湿天气的区域，应具有对空气湿度的监测和处理的设备和手段；
（9）公交充电站应与当地交通部门的公交场站规划、建设与改造相结合。
5.2充电站选址方案
根据充电站选址原则，结合拟购置公交车投放计划，本项目拟在海运集团互助威远汽车运输有限责任公司新址（安定西路）和县汽车站（台子路）投资修建纯电动客车充电站各一个，每个充电站占地面积1500m2。
根据《互助县定安西路工程地质勘查报告》以及《互助县台子路工程地质勘查报告》，本项目拟建充电站所在地无特殊及不良地质情况，满足工程建设需要。
5.3充电站电力设备配备
5.3.1分线路公交车电力消耗分析
（1）互助至西宁（西路）公交线路
互助至西宁（西路）线路里程35km，发车间隔15分钟，拟投入公交车30辆，平均行车速度取60km/h。
经分析，互助至西宁（西路）线路可采用单头充电，按每公里消耗0.4度电测算（考虑空调满负荷工作以及严重堵车状况），一个来回耗电28.0Kwh。
即车辆到站等待时间需补充28.0Kwh电量。
采用单台DC750V/300A充电机充电，理论每分钟可充3.75度电，实际按每分钟充3度电计算，9分钟内可补回耗电量。
考虑车辆进出充电位及升降受电弓时间，
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