电动巴士整体最适合二氧化碳，健康与安全；价钱;氢最差

最近，在CleanTechnica上，有几篇出色的文章谈到了一般车辆用氢燃料电池所面临的挑战，但是对于城市公交车来说，它们将如何表现呢？看看在美国行驶100公里的柴油，电动无轨电车和氢能公交车之间的对比，对我们很有帮助。

根据该评估，在平均网格上，柴油是二氧化碳排放量最少的选择。它在主要人口密集地区的颗粒物和一氧化二氮排放仍然使它成为一个可疑的选择，尤其是在每千瓦时二氧化碳平均水平高于平均水平的地方。在以煤炭为主的电网中，CO2的排放肯定要好于电动无轨电车，但由于城市空气质量和相关的健康问题，氢气公交可能更适合在那里。

随着电网的脱碳，主要是由于可再生能源的增加，二氧化碳平衡将发生变化。在当今的11个州中，就二氧化碳排放量而言，电动无轨电车已经等同于或优于柴油电车，并且当然不会排放任何微粒或化学污染。这些州是加利福尼亚州，康涅狄格州，爱达荷州，缅因州，新罕布什尔州，新泽西州，纽约州，俄勒冈州，南达科他州，佛蒙特州和华盛顿州。如果网格将全碳减少20％，则电动无轨电车的18个州会更好。

运营价格是一个重要的考虑因素。电动无轨电车需要架空线系统，但它是迄今为止运行起来最便宜的系统，因此对于人口稠密的城市地区而言，总体上最便宜。氢公交车的高昂运营成本使得它们无论其他因素如何都不太可能成为普通公交车。

电动无轨电车是电网已充分脱碳的二氧化碳排放量最低的选择，是运行最便宜的且对人体健康无害。电网将要脱碳。在人口稠密的城市地区，公交电动化似乎是显而易见的选择。

电动无轨电车

美国平均电网每千瓦时的电力产生543克的二氧化碳。煤炭生产每千瓦时产生约1000克二氧化碳。

架空电线下运行的无轨电车每公里使用约2.73千瓦时。这意味着，在美国平均每百公里的电网中，它们将产生约150公斤的二氧化碳。如果电网仅使用煤炭，则电动公交车将在100公里内产生约276千克二氧化碳。

煤炭在运行过程中产生大量的颗粒物和化学物排放，天然气的排放量则少得多，而核能，风能和太阳能发电则不产生任何排放。电网大部分时间都在转向低碳发电，因此，随着时间的推移，我们可以预期二氧化碳的数量以及电网颗粒物和化学物质的排放量将大大减少。爱达荷州可再生能源发电量的78％处于领先地位，其产生的0.055千克二氧化碳当量/千瓦时极低，仅为平均水平的十分之一。这就是电力的未来。

在操作过程中，电动无轨电车在市区不会排放任何颗粒或化学污染，因此不会对燃料的选择产生直接的健康影响。必须考虑高煤网对健康的间接影响，但与直接在密集城市地区的柴油排放相比，高煤网通常具有更大的扩散性和更低的人均排放量。

当然，这是假定相对简单的手推车接线网的沉没成本。这是能源使用的四舍五入误差，柴油和氢气也都需要基础设施，因此对于稠密的城市地区来说，这是可以接受的光泽度。

2013年运输行业的平均电价为每千瓦时0.103美元。由于行驶100公里需要273千瓦时，因此，无轨电车的燃料成本为28.12美元。

柴油巴士

柴油公交车平均每100公里约39升（6英里/加仑）。燃烧时，柴油排放的二氧化碳大约为2.67千克，这是油箱到车轮的排放量，但是，根据这项研究，这是井到轮排放量的86％。这样，它将在100公里内排放约121千克的二氧化碳。

注意：本文的早期版本使用的是油箱到车轮的编号，而不是油轮到车轮的编号。

根据该消息来源，柴油-电动混合动力车的燃油效率仅比柴油高10％，因此它们仅比直接柴油公交车略好，因此将不作详细考虑。

评估柴油公交车对健康的影响很重要，因为它们在人口稠密的地区同时行驶，因为街道上的人口比例较高。根据EPA的《柴油机尾气健康评估文件》，在美国，由于法规的限制，柴油的排放量已大幅下降，而一氧化二氮（NOx）是夏季形成臭氧和烟雾的关键。

因此，如果一辆柴油公交车行驶100公里，它们将散发大约60克的颗粒物，这些颗粒物直接发炎到肺部，使哮喘恶化并刺激眼睛和鼻子。它们将散发约4,000克NOx，并会与挥发性有机化合物缠结并结合在一起，形成夏季烟雾，直接影响儿童，老人科以及患有哮喘和肺气肿的人们的呼吸。它们将排放约60克有效燃烧的未燃燃料（HC =碳氢化合物），具有不同的健康风险。

相比之下，煤炭生产也面临许多相同的风险，但是燃煤电厂并没有使成千上万的通勤者闲逛。一般而言，它们的排放物流向工厂的下游，并且比公共汽车的排放物更为分散。

例如，在芝加哥，公交车每天行驶约300,000公里，因此，如果它们都是相对较新的柴油公交车，则它们每天会排放约12,000公斤的烟雾，产生一氧化二氮，以及每天排放数百公斤的颗粒物和未燃烧的燃料。这意味着每年将产生360万公斤的一氧化二氮和5万公斤的颗粒物以及未燃烧的燃料。这是大量影响健康的空气污染。

总体而言，英国最近发布的消息对柴油车似乎并不乐观。

建议的过早死亡人数必须考虑到乘用车和货运卡车，而不仅仅是公共汽车，但很明显，柴油公交车会因排放，健康和生活质量下降而导致过早死亡。对于更多的人。

相比之下，电动公交车和氢气公交车在紧邻民众的城市街道上没有增加任何微粒或化学污染。

根据过去三年中美国的平均零售价，柴油每升的价格为1.03美元。行驶100公里将需要39升汽油，费用为40.17美元。

氢

氢比能量更多地是能量的存储介质。它必须由原始输入（例如水或天然气）创建。

天然气

氢气通常由天然气加工而成。蒸汽重整过程需要大量的能量，并且氢气是众所周知的光滑分子，呈气态，密度非常低。根据2001年NREL的整个生命周期评估，天然气产生的一千克氢气的总CO2排放量为11.9千克，其中25％的总排放量来自过程，存储和运输。其他来源将主要的二氧化碳生成量定为最高10.1 kg CO2e / kg H2，因此，假设该比例保持不变，则最高可达13.3 kg CO2e / kg H2。NREL号码无论如何都会使用，但需要注意的是，它甚至会更糟。

柴油的汽油加仑当量为0.88，一千克氢气的能量当量为一加仑汽油。正如该消息来源所指出的那样，氢燃料电池发动机的效率大致相同，并且在许多情况下低于柴油发动机的效率，因此将它们视为同等水平。

从39升柴油开始，行驶100公里需要氢气10.3千克，因此这将产生139千克的二氧化碳排放量。

产生氢气的过程是污染性的，但无论如何，燃烧过程都比燃烧煤或柴油的污染少。

天然气制氢能扩大规模吗？好吧，目前美国炼油厂的氢气生产能力约为每天700万公斤，足以满足每天约7,000万辆巴士的行驶里程。在美国，巴士每天行驶约900万英里。扩大用于公交车的氢气生产似乎是将产能提高13％左右的可行方法。似乎至少可以考虑使用天然气来为公交车队制造氢气。

电解

关于电解有一个明显的说法：将电能转化为氢气然后将氢气转化为电能比直接使用电能效率低。以下报价仅基于电解。

假设该比率正确，那么公交车在行驶100公里时将实际使用四倍的电量，因此，从电网产生的二氧化碳是直接公交车的四倍。这意味着在100 km内它将产生大约600 kg的二氧化碳。在仅煤炭的电网上，这将转化为1,105千克的二氧化碳以及明显更高的颗粒和化学污染物。

电解产生的氢在低碳网格中是否有意义？考虑到爱达荷州的二氧化碳排放量为0.055千克/千瓦时，由于公共汽车行驶100公里，电解产生的氢气突然将仅60千克的二氧化碳当量排放到大气中，使其比柴油好得多。但是，同一辆直接断电的公交车只能将15千克的二氧化碳排放到空中。有一种说法是使用非高峰廉价的风能或核能通过电解来产生氢，但这比直接的环境论据更经济。

氢气价格估计为7美元，作为蒸汽重整的预期未来平均价格，并且类似于汽油的分配模型，已证明这似乎是最可能和最低的CO2模型。如果行驶100公里，则需要10.3公斤氢气，费用为72.10美元。电解的成本更高，估计平均为每公斤9美元，或者100公里行驶时为92.70美元，这使其既是最大的CO2排放者，也是迄今为止最昂贵的选择。