Giriş: Elektriksel Toplu Transit için Vaka
Elektüel geçiş sistemleri, en etkili stratejilerin bir tanesini temsil eder ve kentsel uygulanabilirliği artırmak için şehir içi ücretlendirmeyi kabul edebilir.Değişim, dizel-güçlü otobüsleri, trenleri ve diğer filo araçlarını batarya-elektrik veya hidrojen yakıt-uygun alternatifleri ile değiştirir. Konsept basit olsa da, finansal ve operasyonel etkiler karmaşıktır. Karar vericiler uzun vadeli operasyonel tasarruflara karşı önemli ölçüde sermaye maliyetlerinin yerine getirilmesi gerekir.
Küresel olarak, sera gazı emisyonlarının ve hava kirleticilerinin önemli bir payı için şehir ulaşım hesaplarını.Şeff:0)U.S. Çevre Koruma Ajansı (EPA)), ulaşım, toplam ABD sera gazı emisyonlarının% 28'ine katkıda bulundu, orta ve ağır ücretli kamyonlar ve otobüsler önemli bir kısmı temsil ediyor.
Analiz üç temel soru etrafında yapılandırılmıştır: Tam yaşam döngüsü maliyetleri nedir? Doğrulanabilir ve niteliksel faydalar nelerdir? Ve hangi koşullardan elektriklileştirilmesi ekonomik anlamda mantıklıdır? Bu soruları paketle paketle, bilgilendirilmiş yatırım kararlarını yapmak için politika yapıcıları açık bir çerçeveyle donatmayı amaçlıyoruz.
Transit Electrification'de Maliyet-Benefit Analizlerini Anlamak
Maliyet-benefit analizi, hem doğrudan finansal akışlar hem de tanımlanmış bir süre boyunca bir projenin veya politikanın beklenen maliyetlerini karşılaştırarak, ortalama 12 ila 20 yıl boyunca, beklenen elektrik otobüslerinin ve şarj altyapının beklenen yararlı yaşamını yansıtacak şekilde bir süreçtir.
Net mevcut değeri (NPV) yöntemi yaygın olarak kullanılır, gelecekteki maliyetleri ve faydaları güncel değerlere indirmektedir. NPV pozitif ise, proje ekonomik olarak uygulanabilir. Politika yapıcılar da fayda maliyetlidir (BCR), 1'den daha büyük bir oranda net fayda sağlar. Güvenilirlik analizleri, elektrik fiyatları, dizel yakıt maliyetleri, batarya yedek zamanlaması ve hükümet teşvikleri gibi - sonuç açısından önemli ölçüde, kapsamlı bir CBA, dışsal olmayan bir CBA, örneğin, çevresel avantaj sağlamanın her biri tarafından ortaya çıkan hasarları test eder.
Birkaç uluslararası çerçeve, transit geçiş değişikliği CBA. TheETHFLT:0)U.S. Ulaşım Bölümü (DOT)), çevresel faydalar dahil olmak üzere geçiş projelerinin değerlendirilmesine yardımcı olur.TheurFLT:2).
Elektriksel Toplu Transit Maliyetleri
denklemin maliyeti sermaye harcamalarını (CAPEX) içeriyor ve işletme masraflarını (OPEX) kullanıyor, bazı maliyetler bir kez olsa da, diğerlerinin varlık hayatının tekrarı.
Upfront Vehicle Satın Alma Maliyetleri
Elektrikli otobüsler ve trenler şu anda dizel meslektaşlarından daha yüksek bir satın alma fiyatı taşıyor. Standart 40 metrelik batarya-elektrikli otobüs maliyetleri 750.000 $ 1.2 milyon dolar, aynı zamanda benzer bir dizel otobüsleri yaklaşık 650.000 $ 600 $ 'a kadar yüksek bir satın alıyor. prim aralığı% 50 ila% 100 oranında arttı, çünkü batarya üretimi ölçekler ve teknoloji olgunları, fiyat boşlukları daraltılıyor.
Transit ajanslar federal, eyalet ve yerel hibeler aracılığıyla ön maliyetleri hafifletebilir. ABD'de, Avrupa Birliği'nin Temiz Araçlar Yönergesi, tedarik teşvikleri yoluyla elektrik otobüslerini tedarik etmeye teşvik eder.
Şarj ve Altyapı Maliyetleri
Şarj altyapısı büyük bir ek masrafı temsil eder. Tesis İçi depolama şarjı, mevcut elektrik kapasitesine bağlı olarak 5 milyon dolar ve 15 milyon dolar arasında maliyet gerektirir.Ayrıca, bazı rotalar en-route fırsat şarj şarj cihazına -bu duraklama ve beton kablolama sistemleri gibi - 50 otobüsler için - daha fazla maliyet.
Demiryolu sistemleri için, yüksek katalyalı tel elektriklileştirme, istasyonlarda veya kısa kateter bölümlerde şarj edilen alüminyum trenler, yüksek batarya maliyetleri ve sınırlı menzil nedeniyle yaklaşık 10 milyon dolar daha düşük.
Transit ajanslar ayrıca ağ bağlantı yükseltmeleri için de hesaba katmalıdır. Yerel fayda, artan yükleri işlemek için yeni transformatörler, yeraltı yemleri ve alt istasyonlar kurmak gerekebilir. Bu maliyetler önemli olabilir - bazen 1 milyondan fazla pervam - ve çok yıllık koordinasyon gerektirir.
Operasyonlar ve Bakım Maliyetleri
Elektrikli araçlar daha az hareketli parçalara ve daha düşük planlanan bakım maliyetlerine sahip olsa da ( petrol değişiklikleri, rejeneratif frenleme nedeniyle daha az fren yedekleri), bu maliyetin OEM'e kadar geçen 8 ila 12 yıl boyunca şarj modellerini sunar.
Elektrikli sürücüler teknisyenler için özel eğitim gerektirir. Yüksek gerilim sistemlerinin teşhisi ve onarımı sertifikalı elektrikçiler ve özel yazılım araçları talep edilmektedir. Elektrikli araçlar için yedek parçalar tedarik zincirleri hala maturing, bu da yılda 40.000 mil daha fazla yakıtlı makinelere kıyasla seyahat edebilir.Diğer yandan, enerji maliyetleri dizel maliyetleri genellikle dizelden daha düşük maliyetlidir.
Personel Eğitimi ve Geçiş Maliyetleri
Yeni bir teknoloji çalışmak, işgücünü yetenekli hale getirmek gerektirir. Sürücüler farklı sürüş özellikleri için yönlendirmeye ihtiyaç duyar (başka bir ivme, sessiz operasyon, rejeneratif frenleme etkisi). Mekanikler, yüksek gerilim güvenlik sertifikasyonuna ve pil yönetim sistemleri ile aşinalığa ihtiyaç duyar. Bakım tesisleri, elektrikli su geçirmez batarya paketleri için geri yükleme makinelerine ihtiyaç duyar, ve malzeme için uygun depolama sağlar.Bu geçiş maliyetleri genellikle hafife alınır, ancak eğitim ve tesis değişiklikleri için depolanır.
Risk ve Yetki Maliyetleri
Erken kabul doğal belirsizliği taşır. Battery bozulmaları, yazılım aksaklıkları nedeniyle garanti altına alınabilir.A prudent CBA, risk prim veya kontingency bütçesi içerir - toplam CAPEX% 10 ila% 20'ye kadar - öngörülemeyen sorunları kapsamaz.
Elektrifikasyon Kamu Transitlarının Faydaları
Elektrrifikasyonun faydaları çeşitlidir: doğrudan operasyonel tasarruflar, çevresel ve sağlık kazanımlar, enerji direnci ve gelişmiş yolcu deneyimi. Bunların çoğu iş davasını güçlendirebilir, güçlendirilebilir.
Sera Gazı ve Hava Kirliliği Azaltır
Elektrrifikasyon için birincil sürücü çevreseldır. Battery-elektrik otobüsleri sıfır kuyruk emisyonlarını üretir, ızgara karışımına bağlı olarak yerel kirleticileri ortadan kaldırır (NOx), katılımcı madde (PM2.5), ve sulfur oksitler. yukarı elektrik üretimi için muhasebede bile, yaşam döngüsü sera gazı emisyonlarının% 40'ı, ızgara karışımına bağlı olarak.
Bu azalmaları teşvik etmek, yıllık olarak 500 dolarlık bir dışsal maliyetle mümkündür. Ayrıca, CO2 başına 50 $ 'lık bir tahminde, yılda 70 ton CO2'yi satın alan tek bir dizel otobüsü, yıllık olarak dışsal bir maliyetle mümkündür. $ 500 otobüsler, böylece ABD'deki sıfırdan gelen araçların sağlık yararlarını azaltmaktadır.
Düşük Yakıt ve Maliyetleri İşletim
Elektrikli otobüsler için yakıt maliyeti genellikle 0,40 $ 'a karşılık, dizel için $ 70 $ 'a karşılık gelir.Bu avantaj 12 yıldan fazla operasyon, milyonlarca dolarlık bakım maliyeti (% 1,1 $) daha düşük: Toplam elektrik otobüsleri için $ 1,1 $ 'a kadar, dizel için $ 'a ulaşırken, batarya yedekleri hariç.Yaşam döngüsü, ortalama 12 yıldan fazla çalışma koşullarından gelenlere kadar, Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuarı (NREL) , ortalama elektrik otobüsleri (TCO) daha düşük gösteriyor.
Enerji Verimliliği ve Grid Faydaları
Elektrikli sürücüler, şebeke elektriklerinin% 80'ini tahrike dönüştürürken, dizel motorlar sadece% 25 ila% 40 yakıt enerjisinden tasarruf sağlar.Bu verimlilik avantajı, ek olarak, araç-to-grid (V2G) kapasitesi ile elektrik hatları, yüksek talep sırasında yüklenerek şebeke hizmetleri sağlayarak geçiş yapan ve ağ dışı saatler boyunca şarj sağlayarak daha fazla gelir akışı oluşturur.
Yaşamın Sağlık ve Kalitesi İyileştirmeler
Temiz hava doğrudan halk sağlığını geliştirir. Hava kirliliği ile ilgili hastalıklardan yıllık 50.000'in üzerinde erken ölümlerin azaltılması, 60'ın altında elektrik otobüslerinin, dizel otobüslerin 75-80'ine kıyasla daha iyi bir fayda sağlar.
Gelişmiş Kamu Görüntü ve Sigortacılık
Sıfır emisyon filoları daha geniş sürdürülebilir hedeflerle uyum sağlar, geçiş ajansının kamu imajını geliştirir. Birkaç şehir (örneğin, Shenzhen, Londra, Santiago) elektrik otobüslerini tanıtdıktan sonra yolcu taşımacılığını artırdı, kısmen sessiz, pürüzsüz bir yolculuk ve algılanan çevresel sorumluluk nedeniyle.
Ekonomik ve Çevresel Etki: Erken Kabulleyicilerden Kanıt
Gerçek dünya uygulamaları CBA modelleri için beton veriler sağlar.
Shenzhen, Çin
Shenzhen, 2017'nin tüm 16.000 otobüs filosunu onayladı ve dünyanın ilk tam elektrikli otobüs şehri oldu. 2015 ve 2020 yılları arasında taşıma sektöründen % 48,5 oranında düşüş gerçekleşti. Ancak, şehir net olumlu geri dönüşler gerçekleştirmeye başladı.
Los Angeles, ABD
Los Angeles Metro, 2030 yılına kadar tamamen sıfır emisyonlu bir otobüs filosuna karar verdi. CBA, elektrik otobüslerinin yaşam döngüsü maliyetinin yakıt tasarrufu, bakım ve sağlık yararları dahil olmak üzere toplam% 30 daha düşük olacağını belirtti.
Londra, İngiltere
Londra'ya ulaşım (TfL) 1000 elektrikli çift katlı otobüsler üzerinden dağıtıldı. TfL'in analizi, her otobüsün yaklaşık £ 100,000 yakıt ve bakım maliyetleri 12 yıllık yaşam boyunca, satın alma fiyatının yüksek ücretli bir primine rağmen, NOx ve CO2 emisyonlarının sosyal değeri - otobüs başına £ 150 $ tasarruf ettiğini gösteriyor - net şimdiki değer güçlü bir şekilde olumlu hale gelir.
Meydanlar ve Mitigation Strategies
Zorlu yararlarına rağmen, elektriklileştirme, CBA'da ele alınması gereken birkaç zorlukla karşı karşıya.
Grid Kapasite ve Dayanıklılık
Büyük filoların şarjı yerel şebekeleri güçlendirebilir. Peak yük yönetimi akıllı şarj, V2G ve yerinde batarya depolama kapasite yükseltme maliyetlerini azaltabilir. Transit ajansları gecikmelerden kaçınmak için erken iletişim kurabilir.
Battery Life and Thermal Management
Battery bozulması aşırı ısı veya soğukta hızlanır. Termal yönetim sistemleri (aktif sıvı soğutma) batarya ömrünü uzatıyor, ancak yerel iklime uygun kimyayı seçmek - Enerji yoğunluğu için NMC - temel olarak. Bazı ajanslar batarya servis modellerini risk transfer etmek için araştırıyor.
Tedarik Zinciri ve İmalat Kıtları
Piller ve elektrikli sürücüler tedarik zincirleri için küresel talep. Uzun zaman (18-24 ay otobüsler için) önceden satın alma planlama gerektirir. Hükümetler, endüstriyel politika yoluyla yerli üretim kapasitesini destekleyebilir.
Eşitlik ve İş Geçiş
Dizel bakım işçileri yeniden eğitime ihtiyaç duyabilir; aksi takdirde, işler yerinden edilebilir.İşler işgücü geçiş programları – mevcut gemiler, sertifikalar – CBA sosyal sürdürülebilirliği sağlar. Birkaç sendikalar sadece geçiş yolları tasarlamak için ajanslar ile ortaklığa sahiptir.
Sonuç: Electrification için Vakayı Yapmak
Kapsamlı bir maliyet-benefit analizi, kamu transit sistemlerinin ekonomik ve çevresel açıdan avantajlı olduğunu doğrulamaktadır.Dön sermaye maliyetleri yüksek kalırken -% 30 ila% 80 daha fazla dizel - daha düşük yakıt ve bakım maliyetlerinin birleşimi, gelişmiş halk sağlığı, azaltım, ve mevcut sübvansiyonlar çoğu kentsel filo için net bir değer sağlar.
Başarı titiz bir analize, erken yardım koordinasyonuna, işgücü planlamasına ve teşvik programlarına bağlıdır. Şimdi elektrikli süpürgelik gerektiren şehirler kendilerini daha temiz hava, sessiz sokaklarla sürdürülebilir bir gelecek için konumlandırıyor ve daha dayanıklı sistemler olarak şarj etmeye devam ediyor.Süresel durum sadece güçlenecek. Politika yapıcılar gecikmemelidir: her yıl daha yüksek dizel maliyetler ve halk sağlığı zararları için ertelenme kilitleniyor.