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工作论文 | 2019年 9月 | 1工作论文中国纯电动公交车运营现状分析与改善对策薛露露 韦围 刘鹏 刘岱宗 著OVERCOMING THE OPERATIONAL CHALLENGES OF ELECTRIC BUSES LESSONS LEARNT FROM CHINA引用建议薛露露（世界资源研究所）、韦围（北京理工大学）、刘鹏（北京理工大学）、刘岱宗（世界资源研究所）著. 中国纯电动公交车运营现状分析与改善对策. 2019. 工作报告，北京世界资源研究所. http// 2研究方法 . 6中国纯电动公交车应用推广现状 . 8中国纯电动公交车运营效率现状 . 14影响纯电动公交车运营效率的因素 . 20车辆性能与实际运营需求的匹配度 . 23充电桩规划与建设实施情况 . 26运营组织调度与充电协同 28车辆质量情况 . 33改善纯电动公交车运营效率的建议 . 34注释 . 39引用 . 39致谢 . 40执行摘要公共交通行业以固定路线、公共服务的特点，成为纯电动公交车推广应用的突破口。自2009年启动的“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广应用工程正式拉开新能源公交车推广的序幕以来，中国纯电动公交车数量高速增长。2018年全国营运公交车中纯电动公交车数量已超越柴油公交车和天然气公交车，成为规模最大的车辆类型。根据2018年“交通运输部八项重点任务攻坚污染防治”的要求，2020年底中国新能源公交车目标数量要超过40万辆，纯电动公交车将成为完成该目标的重要推手。随着纯电动公交车队的日益增长，已推广的纯电动公交车在运营中遇到的挑战也亟待解决，包括纯电动公交车仍然地理分布不均、运营效率不高，具体表现为纯电动公交车上线率低，日均运营里程远低于传统燃油车，通常需要多于1辆的纯电动公交车才能替换1辆传统燃油公交车。本文揭示，提升纯电动公交车运营效率对纯电动公交车8年生命周期成本的降幅贡献度最大。在2018年，最大化纯电动公交车的使用率，实现纯电动公交车与燃油公交车1∶1替换效率，可节约约110万元的纯电动公交车生命周期成本。在该条件下，即使没有政府购置和运营补贴，纯电动公交车8年生命周期成本已低于燃油公交车。因此，在政府补贴退坡的背景下，公交企业完全可以通过提高纯电动公交车运营效率实现成本的节约。基于大数据分析和问卷调查，本文揭示目前影响纯电动公交车运营的主要因素有车辆性能与运营要求不匹配、充电桩规划建设不到位、运营组织优化不及时等。其原因有以下几点一是车辆前期购置中没能妥善处理的问题在运营中浮现，包括车辆性能不满足运营要求、充电桩配套不到位等；二是纯电动公交车引入运营后的必然要求，包括行车计划的调整、运维人力和技术的提升等。2 | 最后，提升纯电动公交车运营效率，促进纯电动公交车推广，需要国家相关部委、行业协会组织、地方行业管理部门、公交企业和车辆生产企业形成合力■建立纯电动公交车性能测试、打分、抽查与公告机制。■搭建国家城市企业三级新能源公交车运营监测平台，根据新能源公交车推广地域与车型差异，提供精细化决策依据。■提供充电桩建设、电网扩容相关补贴；充电桩规划和建设提前到购车环节（即招投标之前）。■公交企业购置车辆时，根据公交线路实际运营需要购置车辆；购车招标时，在招标技术需求和购车合同中增加保障性条款。■编制纯电动公交车行车计划时，应针对快充型运营和慢充型运营做出区分；国家相关部委、行业协会与公交企业加强运营优化相关的经验交流和技术工具研发，鼓励更高效的行车计划安排。背景发展新能源汽车（包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车和氢燃料电池汽车等）对中国减轻石油依赖、减少碳排放、推动汽车产业转型升级具有重要的积极意义，对城市防治雾霾、改善空气质量更具有显著作用（见专栏一）。公共交通行业以固定路线、公共服务的特点，成为新能源汽车推广应用的突破口与前沿（见表1）。自2009年启动的“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广应用工程正式拉开中国城市新能源公交车10年推广的序幕以来，推广目标、购置和运营补贴为中国新能源公交车的数量爆发提供了必不可少的政策助推（见表2）。与此同时，随着中国城市扩张，公交行业自身也在经历快速发展阶段，运营车辆数量、线路数量均经历稳步增长。较之2014年，2018年运营车辆数量、运营线路数量和运营线路长度分别增长了28、35和47。然而，同一时期，新能源运营车辆数量增长最快，20142018年间爆发式增长了834（交通运输部2014、2018，见图1）。表 1 | 2017年新能源汽车在公共领域销量分布年销量（辆）公共领域销量占比城市公交89075 29物流货运84196 28企事业单位79449 26出租租赁46672 15其他（如公路客运）7599 2来源中国汽车技术研究中心有限公司 2018图 0 | 各类改善纯电动公交车运营效率的措施所对应的车辆购置和运维阶段车辆购置阶段运营阶段维护阶段车辆因素 车辆性能与运营匹配度 车辆质量（车辆故障频率）运营因素 运营组织优化与充电协同充电桩因素 充电桩规划、建设与完成进度中国纯电动公交车运营现状分析与改善对策工作论文 | 2019年 9月 | 3表 2 | 中国新能源公交车推广国家层面主要政策汇总年份政策内容2009“十城千辆”节能与新能源汽车示范推广应用工程试点推广2013关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知新能源汽车推广购置补助标准2015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目标设置2020年全国新能源公交车将达到20万辆2015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及新能源公交车推广应用考核办法降低城市公交车成品油价格补助， 增加新能源公交车运营补助2016关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知新能源汽车推广购置补助标准更新2018交通运输部八项重点任务攻坚污染防治目标设置2020年全国新能源公交车将达到40万辆图 1 | 中国全部运营公交车辆、运营线路数、运营线路长度和新能源公交车数量增长情况（2014年和2018 年）来源交通运输部 中国城市客运发展报告（2014）和中国城市客运发展报告（2018）2014年2018年运营新能源公交数辆所有运营线路长度公里所有运营线路数所有运营车辆数标台1,400,0001,200,0001,000,000800,000600,000400,000834283547200,00004 | 图 2 | 中国全部营运公交车队燃料构成（2015 年和2018 年）对比（）图 3 | 2018年中国新能源公交车队燃料结构（）2015年 2018年来源交通运输部 中国城市客运发展报告（2015）和中国城市客运发展报告（2018）说明1. 数据来源于中国城市客运发展报告（2018）2. 为便于简洁说明，占比为0.04的燃料电池公交车没有单独列出，在数量上并入混合动力公交车。在政府补贴政策和城市公交行业自身购车需求的双重加持下，中国新能源公交车保有量快速增长。截至2018年年底，中国新能源公交车总保有量超过34万辆，占运营公交车辆总数的51（见图3），超额完成“十三五”目标，即2020年城市公交领域新能源公交车达到20万辆。值得注意的是，根据交通运输部中国城市客运发展报告对新能源公交车的统计口径，新能源公交车实际指代“节能和新能源”公交车，包括混合动力（含插电式和非插电式）公交车、纯电动公交车和燃料电池公交车三类。严格意义上， 非插电式混合动力汽车作为“节能与新能源车”，已不属于目前国家新能源车推广范畴。所以，这一统计口径会比正常意义上的新能源公交车范围大。在新能源公交车的快速普及下，中国城市公交车队的结构发生了巨变其中，新能源公交车（如纯电动公交车和混合动力公交车）的增幅最大，传统燃油公交车（如柴油公交车和天然气公交车）降幅最大。具体而言，2015年，中国营运公交车中，78的车辆还是柴油公交车和天然气公交车；但2018年底，公交车队结构已经呈现新能源公交车、传统燃料公交车“二分天下”的局面（交通运输部2015、2018，见图2和图3）。新能源公交 51纯电动公交 38混合动力公交 13传统燃料公交 49柴油 45乙醇 1汽油 1柴油 22天然气 25液化石油气 1双燃料 1天然气 33双燃料 3纯电动 6纯电动 38混合动力 13混合动力 9无轨电车 0其他 0乙醇 0液化石油气 0无轨电车 0汽油 2中国纯电动公交车运营现状分析与改善对策工作论文 | 2019年 9月 | 5中国的新能源公交车队中，纯电动公交车规模占比最大、增幅最快。2018年年底，中国纯电动公交车总量约25.5万辆，占新能源公交车总量的75，全部公交车总量的38（中国城市客运发展报告2018，见图3）。纯电动车型的强劲增势主要得益于国务院2012年发布的节能与新能源汽车产业发展规划（20122020年），该规划“以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略方向”。纯电动车型的增势还得益于国家和地方对纯电动公交车的大力推广。截至2017年年底，中国纯电动公交车保有量占全球总保有量的99（布隆伯格新能源财经 2018）；深圳市甚至实现了全市公交车队几乎100纯电动化。根据2018年“交通运输部八项重点任务攻坚污染防治”的要求，2020年年底，中国节能和新能源公交车数量将有望超过40万辆，其中纯电动公交车将是主要推动力。然而，虽然目前中国投入日常运营的纯电动公交车数量大，但遇到的常见问题除了购置成本高外，车辆运营效率低等问题也日益凸显。对率先规模化推广纯电动公交车的中国城市而言，纯电动公交车运营中的问题影响到公交企业的日常运营质量与效率，加剧企业、地方财政负担；对尚未普及纯电动公交车的城市，这些问题也会造成它们对纯电动公交车认识上的误区，阻碍纯电动公交车的广泛推广。因此，本文基于数据分析和实地调研，深入了解国内城市已推广的纯电动公交车在运营效率上面临的挑战，并将对策和建议反馈到纯电动公交车购置、运营和维护等环节，形成闭环，以期改进存量纯电动公交车运营现状，并帮助城市与公交企业购置更为符合运营需求的新纯电动车。▪温室气体排放在目前全国平均 71的火力发电1水平下，纯电动公交车的油井到车 轮二氧化碳排放在所有车型中最低，比传统柴油公交车少3138，比天然气公交 车少4245，也低于各类混合动力车型亚洲开发银行 2018。随着电动公交车百公里电耗的降低与我国电力发电结构的优化，纯电动公交车的温室气体排放有望进一步降低。专栏 1 | 纯电动公交车的环境效益来源亚洲开发银行（2018）说明 据统计，中国纯电动乘用车在车辆生产阶段和运行中全生命周期的排放分别占总排放量的28和72（沈万霞等，2017）。由于对公交车没有相关研究，本文暂不计车辆生产侧的排放。专栏图 1 | 传统燃料公交车、混合动力公交车、纯电动公交车年均油井到车轮二氧化碳排放比较（tCO2e）柴油柴油8米10-12米天然气天然气纯电动纯电动油电混合油电混合气电混合气电混合506070104030200尾气排放油井到车轮排放6 | ▪污染物排放对比温室气体减排，纯电动公交车比符合国家第六阶段机动车污染物排放标准以下或简称“国六”的公交车对空气污染物的控制效果更显著。在“国六”情景下，重型柴油车污染物总量的排放限值为2.04g/kWh。纯电动公交车在100和71火电情景下，污染物排放总量主要为发电侧排放分别为0.83g/kWh和0.6g/kWh，远低于“国六”的排放限值。如果不计非尾气排放如发电环节排放、轮胎摩擦排放等，纯电动公交车本地污染物排放甚至为零。无论以哪一种排放边界 计算，纯电动公交车都是控制城市空气污染的有效措施。专栏 1 | 纯电动公交车的环境效益（续）专栏图 2 | “国六”公交车和电动公交车单车每年污染物排放比较（g/kWh）来源根据中国电动汽车百人会（2018）修改研究方法本文主要读者对象为国家相关部委、行业协会、城市公交行业管理部门和公交企业的相关人员。为从主观与客观两个视角分析纯电动公交车推广与运营现状，本研究采用大数据分析结合问卷调查两种方式。利用大数据，本文力图了解已推广的纯电动车辆运营现状；此外，为与大数据分析互为补充，本文也基于问卷调查和实地调研，着重收集公交企业、行业主管部门反映的纯电动公交车运营挑战，识别问题根源。在定量、定性分析的基础上，探讨针对存量、增量纯电动公交车运营效率提升应采取的途径与措施。补贴机制不是本文主要讨论内容。■样本城市选取虽然中国纯电公交车的规模居全球第一，但纯电动公交车在中国各个城市的发展情况各异。为体现代表性，本文在36个中心城市中选取了12个城市（含北京、深圳、南京、济南、贵阳等），以及3个中小城市（宜昌、株洲和襄阳），共同作为研究对象（见图4）。所选城市的纯电动公交车普及率和经济发展水平、地理位置不同，分属一线、二线和三四线城市，具有相当数量的纯电动公交车队（大于100辆），能较全面地反应全国不同地区、不同类型城市、不同纯电动公交车普及率（见图5）的公交企业运营情况。纯电动公交车普及率偏低的西北和东北城市，由于调研数据量偏低，易受个别、非典型车辆运营数据的影响，且受气候因素影响大，因此没有选为研究样本城市。■运营大数据分析本研究基于新能源汽车国家监测与管理中心2018年8月工作日的纯电动公交车运营数据，以城市为单位，分析城市层面纯电动公交车总体运营情况，如上线率、日行驶里程，以及车辆平均充电行为特征，包括充电方式（快充、慢充）、日充电次数、充电时长等。■问卷调查分析在定量数据分析的基础上，本研究结合问卷调查方式，在上述15个城市中选取10个城市的交通管理部门和公交企业开展调CO NOx THC SCxPM“国六”公交车纯电动公交车（71火电）纯电动公交车（100火电）1.00.52.52.01.500.360.010.080.130.390.401.500.260.060.28中国纯电动公交车运营现状分析与改善对策工作论文 | 2019年 9月 | 7查。问卷除涉及各城市纯电动公交车运营和充电特征外，还涉及纯电动公交车运营中最需解决的问题、影响运营车辆性能指标的因素，以及一线公交运营者对来纯电动公交技术的期望等。问卷调查于2018年8月开展，以在线方式，通过立意抽样方法（purposive sampling），面向10个城市73位在纯电动公交车购置、运营方面具有资深经验的从业者，定向发放问卷，收到有效问卷61份结果前后矛盾或明显不符合事实的问卷被排除在外。由于不同城市的样本数量差别较大例如某城市样本量达到10份，而另一个城市样本量仅有2份，若不做任何统计处理，会导致样本量大的城市过度代表全体，造成样本变差。因而，本研究进而采用自助抽样法（Bootstrap），对每个城市的样本循环进行2400次随机抽样，得到每个城市相同的2400个样本数量，进行比较和分析汇总。图 4 | 本研究样本城市选取图 5 | 2017年36个中心城市纯电动公交车普及率（）及研究样本城市说明图中标黄色的城市为本文选择的一部分研究城市；除这部分城市外，研究城市还包括少数非中心城市。来源交通运输部科学研究院2017中国新能源公交车推广应用研究报告北京青岛上海南京郑州襄阳重庆成都贵阳株洲宜昌武汉杭州深圳济南拉萨天津银川呼和浩特贵阳重庆南宁乌鲁木齐西宁成都兰州广州厦门长春济南哈尔滨西安武汉上海青岛北京南昌合肥福州郑州沈阳5020深圳长沙海口太原宁波杭州大连石家庄南京昆明70801009030201060504008 | 中国纯电动公交车应用推广现状纯电动公交车集中于中心城市和东部地区虽然近年来中国纯电动公交车规模一直在增长，到2018年年底时达25.5万辆，超越柴油公交车和天然气公交车，成为运营公交车数量最大的车型，但目前纯电动公交车推广在城市和区域层面十分异质化。受气候、财政等因素影响，纯电动公交车主要集中分布于中心城市和东部地区。■纯电动公交车在中心城市与非中心城市的分布根据新能源汽车国家监测与管理中心的不完全统计，全国36个中心城市平均每个城市纯电动公交车保有量为1419辆（每个城市新能源运营车辆平均保有量为2754辆），而非中心城市（含中小城市）纯电动公交车平均保有量仅为233辆。此外，虽然全国36个中心城市公交车总数仅占全国公交车总数的40，但20142018年间51的新增纯电动公交车集中于中心城市。因此，中心城市纯电动公交车的数量与比例均高于非中心城市。由于三四线城市与地方县市对于购车成本相对敏感，纯电动公交车推广考虑应因地制宜。即便在中心城市中，纯电动公交车推广情况也呈现较大分化一些城市（如深圳、郑州、长沙等）的纯电动公交车普及率已经超过40，纯电动公交购买与运营已经形成相对成熟的体系。然而，也有一些中心城市（如贵阳、兰州、重庆等）的纯电动公交普及率不到10，仍在纯电动公交车购买与运营的初期“摸索”阶段（见图5）。■纯电动公交车在地理空间上的分布根据交通运输部科学研究院的统计，纯电动公交车主要集中于蓝天保卫战重点区域京津冀地区（除北京）、珠三角地区，以及湖南省等东部省份。而受财政、海拔与温度适应性的制约，西北、东北、西南地区纯电动公交车的推广数量明显偏少（见图6）。随着纯电动公交车在中心城市和东部地区的渗透率逐渐趋于成熟，加之纯电动公交技术在温度适应性方面的改善，其在非中心城市和其他地区推广的可行性与必要性也将提上日程。图 6 | 2018年分省（自治区、直辖市）纯电动公交占营运公交总量的比例分布来源交通运输部科学院统计数据2017 注不含港澳台数据纯电动公交渗透率无数据1-1020-3010-2030-48江苏上海浙江江西西藏青海甘肃陕西山西河南湖北安徽山东宁夏内蒙古黑龙江吉林辽宁河北北京天津新疆福建台湾海南广东香港广西云南四川重庆贵州湖南澳门中国纯电动公交车运营现状分析与改善对策工作论文 | 2019年 9月 | 9为推广新能源汽车，中国从国家到地方层面均推出车辆购置补贴政策。由于地方补贴不能超过国家补贴额度，因此国家车辆购置补贴额度最大，地方一般以1∶1、1∶2等比例与国家车辆购置补贴进行配套。近年来，随着新能源汽车技术发展和规模扩大（如专栏图3.电池系统成本价格在2013-2016的迅速下降），中国已经正式将2020年定为新能源公交车国家和地方购置补贴退出的时间。为了推动高技术附加值、低排放的车辆普及，国家针对不同车辆技术、电池能量密度、续驶里程，提出不同档的补贴额度。其中，纯电动公交车的国家补贴在2017年前一直处于较高水平，加之退补预期、电池系统单价下降带来车辆价格下降等因素，在一定程度上促进了纯电动公交车销量增长。新能源公交国家购置补贴将于2021年正式退出，新能源公交的推广也将从“政策为导向”向“市场为导向”转移。专栏 2 | 国家层面新能源公交车购置补贴“退补”趋势数据来源1.关于扩大混合动力城市公交客车示范推广范围有关工作的通知2.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）3.关于20162020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知（财建〔2015〕134号）4.关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知（财建〔2016〕877号）5.关于调整完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知（财建〔2018〕18号）专栏图 3 | 8～10米非快充类纯电动公交国家补贴上限（元/辆）与电池系统价格变化（元/kWh）（ 20122020年）2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 20203,0001,0005004,5003,9771,7861,5071,3901,3501,200400,000200,000120,00055,0000500,00400,00300,00200,00100,0002,5004,0002,0003,5001,5000电池系统成本单价（元/kWh）电池系统预测成本单价（元/kWh）纯电动公交国家购置补贴上限（元/辆）10 | 产品技术选择多，但仍以慢充公交车为主，车身长度小于10米国内纯电动公交车市场发展成熟，不乏换电、无线充电、超级电容等新国产技术涌现（值得注意，双源有轨/无轨车辆不属于国家和地方补贴范畴，本文中没有计入）（见表3）。表 3 | 不同类型电动公交车技术比较在“尝鲜”各种新技术（如换电等）后，纯电动公交市场正逐渐向快充、慢充两种技术收敛。其中，充电倍率小于3C的慢充方式是目前纯电动公交推广的主流2017 年我国快充客车产量中仅6为快充（3C及以上）。然而，随着电池技术逐步兼具能量、功率特征，慢充类纯电动公交车的充电倍率在提升，甚至一些整技术类型城市覆盖度技术完善度资金投入政策支持慢充多数城市高电池电量大，单车价格更高力度大快充少数城市快充电池充电倍率、能量密度等有待提高快充功率大、充电桩投资更高，一些情况下需要对电网进行扩容力度大换电个别城市如北京、青岛、天津换电容易造成电池的耗损平均每辆车需要配备多块电池，才能满足换电需求；和土地占地面积大，导致充电站建设投入大力度大在线充电个别城市如北京、上海、济南高基础设施投入高，可能有碍景观。可利用现有城市无轨电车基础设施，降低投入，减少电池容量和车辆成本双源有轨/无轨车辆不属于国家和地方购车补贴范畴无线充电无充电过程中耗损多、能量传输效率低，充电功率不宜过高，且存在安全隐患无线充电设备成本仍较高，无商业模式；国内无相关标准力度大中国纯电动公交车运营现状分析与改善对策工作论文 | 2019年 9月 | 11车生产企业或电池生产企业将充电倍率在1.6C以上的纯电动公交车也称为“快充”（图7）。从纯电动公交车长度看，虽然中国城市传统燃油燃气公交车保有量中约56为长度10米以上的大型车辆（亚洲开发银行2018），但在我国纯电动公交车推广早期，由于车载电池容量、图 7 | 纯电动公交车基于充电倍率的分类续驶里程、购车成本的限制，以及早期国家购置补贴金额设置不合理导致车辆大小与售车利润倒挂2等原因，接近50的新增纯电动公交车长度为10米以下（见表4）。这一特征与同样引入纯电动公交车的拉美城市（如波哥大、圣地亚哥）大相径庭，后者通常率先选择在中大运量BRT系统中引入长度为12米、18米甚至24米的纯电动公交车。近年来，随着纯电动公交车电池能量密度增加、价格下降、补贴结构改善，这一趋势正在扭转，10米以上纯电动公交车销量占比正逐年提升，从2015年的占年销量的30提升到2018年的54；主干线路的10～12米公交车也逐渐迈入电动化时代。然而与拉美国家不同，18米、24米纯电动公交车技术本身仍有待完善，纯电动铰链式公交车在中国BRT走廊中的推广仍有待时日。纯电动公交市场竞争激励、品牌区域化特征明显中国新能源汽车的优惠政策也引导纯电动公交车生产企业快速研发产品、提高产量，以应对快速增长的市场规模，这导致大规模产量各异的客车生产企业加入竞争。对比中国，美国纯电动公交车市场份额几乎是“二分天下”的格局美国本土客车企业Proterra占据绝对的市场份额，约占全美市场的60，比亚迪约占30的市场份额。而在中国市场，纯电动公交车以自有品牌为主，竞争局面更激烈与多元化，市场产品选择丰富多样。2017中国纯电动公交车市场销量前十名的企业约占市场份额的80，其中，除了宇通和比亚迪，另外8家企业的市场份额都不超过8（见图8）。表 4 | 2015和2018 年度不同类型公交车新增及更换车型尺寸结构（）公交车类型2015年2015年6～8米8～10米10米以上6～8米8～10米10米以上燃油公交车27 27 46 -- -- --混合动力公交车0 0 100 0 23 77纯电动公交车44 26 30 4 42 5401.6C3C快充小快充慢充（1.6 C）慢充来源交通运输部科学研究院201912 | 图 8 | 中美纯电动公交车各类品牌市场占有率比较（）说明 中国数据来源于交通运输部科学研究院2017年统计数据 美国数据来源于 https// http// 中国市场各纯电动公交车品牌市场占有率 2017年 b. 美国市场各纯电动公交车品牌市场占有率 2017年 Proterra 60郑州宇通客车股份有限公司 25比亚迪汽车工业有限公司 16中通客车控股股份有限公司 8其他 10其他 21比亚迪 30厦门金龙联合汽车 工业有限公司 4安徽安凯汽车股份有限公司 2南京金龙客车制造有限公司 2厦门金龙旅行车有限公司 4北京福田汽车股份有限公司 5珠海广通汽车有限公司 6湖南中车时代电动汽车股份有限公司 7中国纯电动公交车运营现状分析与改善对策工作论文 | 2019年 9月 | 13受地方补贴等倾向性购车优惠政策影响，国内电动公交车品牌的地域性较明显。基于新能源汽车国家监测与管理中心对电动公交车各品牌在全国各地销量的不完全统计显示（见图9），宇通等占有率较高品牌的地域性较弱、市场覆盖城市多，且各个城市销量差别不大。北汽福田、安徽安凯等品牌的地域特征较明显。例如，北汽福田在北京的销量占比超过40，远大于销量排名第二的湖州。图 9 | 不同品牌2015-2018 年纯电动公交车销量前八位的城市与销量占比数据来源新能源汽车国家监测与管理中心2018年统计数据中国新能源公交车生产企业与产品众多，在丰富了市场选择的同时，也在某些程度上增加公交企业购车时信息搜集与比较的成本。一方面，由于地方购置补贴等政策多针对本地品牌，抑制了市场的公平竞争，弱化了正常“正向”淘汰机制；另一方面，由于缺乏车辆测试条件和相关标准，加之公交企业和车辆生产企业之间信息不对称，公交企业会轻信车辆生产企业所标称的车辆性能，付出较大的“试错”成本。宇通 厦门金龙 湖南中车安徽安凯 北汽福田0 000010 202030205020 30 40101010103020 3030郑州福州合肥长沙北京上海厦门六安广州湖州商丘泉州聊城宁波佛山哈尔滨广州潍坊益阳长沙佛山宁德海口株洲沧州广州海口吕梁永州唐山淄博南平保定彬州揭阳宜春莆田徐州长治许昌14 | 中国纯电动公交车运营效率现状中国城市在纯电动公交车推广数量方面取得举世瞩目的成就。得益于大规模车辆推广，公交企业积累了很多成熟的运营经验，也面临运营效率的挑战。较之传统燃油公交车，质量合格的纯电动公交车在运营和维护上具有先天优势，具体表现在以下几个方面■在运营成本方面，纯电动公交车每辆车每天用电成本仅为柴油公交车燃料成本的1/3～1/2，单车运营成本优势明显。■在维护方面，纯电动公交车结构简单，如果质量有保证，则单车的定期维护次数和费用都低于燃油公交车和天然气公交车。■在客流方面，如果运营计划不做大幅调整、服务质量不降低，纯电动公交车和燃油公交车相比，基本不存在客流差别。尽管如此，中国纯电动公交车在实际运营中仍存在可改进空间，特别是调研中城市普遍反映纯电动车公交运营效率低的情况。为客观地描述中国城市纯电动公交车的运营效率，本文采用车辆上线率、单车日均运营里程、线路配车数三个指标进行定量反映（见表5）。值得说明的是，车辆上线率、单车日均运营里程，线路配车数仅是运营效率问题的表象，问题成因及具体改善途径将在第5章中详细阐述。车辆上线率根据纯电动公交车日运营趟次信息，公交车的车辆上线率指参与运营的公交车占公交车总量的比例，即同时上线运营的公交车数量最大占比。传统燃油公交车的车辆上线率一般为90～95。而对纯电动公交车而言，其上线率普遍低于传统燃油公交车。根据新能源汽车国家监测与管理中心的不完全统计，15个城市纯电动公交车的夏季工作日平均上线率3仅为66.4，跨度从24到84不等（见图10）。除去数据质量和准确性的因素，在不同城市或同一城市不同运营企业，纯电动公交车上线率存在显著差异。部分城市纯电动公交车的出车使用情况与燃油公交车接近，但也存在很多“有车不用”的城市或公交线路（原因分析见第5.4节）。单车日均运营里程中国城市2018年纯电动公交车单车日均运营里程为123公里，与2017年的119公里相比，略上升3，但仍仅为传统柴油公交车和插电混合动力公交车日均运营里程的一半。其中，不同城市、省份纯电动公交车日均运营里程也存在较大差异（见图11）。例如，深圳、郑州等城市单车日均运营里程较高，其170公里的日运营里程已接近燃油车。但北京、天津等地的纯电动公交车单车日均运营里程仍不足100公里。但是，对单车日均运营里程的解读需谨慎本研究问卷调查显示（见图12），公交企业最初更愿意将纯电动公交车投入到线路长度为3～5公里的社区线路、微循环线路或客流量小、发车频率低的线路上，客流量大、发车频率高的线路不是纯电动公交车投入的首选。由于微循环线路、社区线路或客流量小、发车频率低的线路日运营里程为100～180公里，与纯电动公交车续驶里程大致相当，基本可以与燃油公交车实现1∶1的替代。事实上，当纯电动公交车在城市公交车队中占比不高时（如低于20），城市在日均运营里程本身就低的线路上（如社区公交表 5 | 纯电动公交车与燃油公交车运营效率比较指标燃油公交车纯电动公交车车辆上线率（）90 66单车日均运营里程（公里）203 123线路配车数1∶1燃油公交车和纯电动公交车替代1∶2或2∶3燃油公交车和纯电动公交车替代数据来源车辆上线率来自新能源汽车国家监测与管理中心、日运营里程来自于交通运输部科学研究院统计，线路配车数来自实地调研。中国纯电动公交车运营现状分析与改善对策工作论文 | 2019年 9月 | 15图 10 | 15个国内城市纯电动公交车夏季工作日平均上线率不完全统计（）图 11 | 2018年中国纯电动公交车单车日运营里程前十位的省份（自治区、直辖市）（公里）图 12 | 纯电动公交车布设公交线路优先级（问卷调查）（ 自助抽样法后的样本量）来源新能源汽车国家监测与管理中心来源交通运输部科学研究院2017 中国新能源公交车推广应用研究报告0 50 100 150 200 250燃油公交单车日运营里程纯电动公交车日运营里程广东上海甘肃重庆贵州西藏青海陕西湖北浙江济南宜昌南京郑州襄阳成都杭州重庆北京上海株洲青岛深圳贵阳武汉7080903020106050400优先级1（最高）优先级2优先级3优先级4微循环社区巴士客流大、频率高的线路里程长的郊区线客流小、频率低的线路15,00020,00025,0005,00010,000016 | 大于传统燃油公交车配车数，需要公交企业和城市相关部门从车辆性能、充电桩配套和运营调度三个方面入手，优化纯电动公交车配车数，尽可能与原先燃油公交车配车数相当。一般而言，同一条线路的公交车有三种不同的运营时间和里程要求（见图14和表6）■高峰（单班）车车辆仅在早晚高峰时运营，平峰时停运，运营里程与时间相对较短，早晚高峰间的停运时间可达5小时。线路、发车频率低的公交线路）引入纯电动公交车，不但不会影响运营效率，反而可有效降低早期纯电动公交车的购置成本风险与运营调整难度。因此，有必要为刚引入纯电动公交车的城市提供适应与学习的过程。但随着城市公交车电动化比例逐步上升，更多的纯电动公交车被应用到使用强度大、日均运营里程高的线路上，如果城市所有纯电动公交车的平均日运营里程仍维持在较低水平时，较低的车辆利用率与高昂的购置成本就形成反差，如图13中的北京。线路配车数传统燃油公交车为主的公交线路的配车数由线路高峰小时断面最大客流量和周转时间决定。但是当燃油公交车更新替代为纯电动公交车后，出于充电和调度需要，纯电动公交车的配车数会图 13 | 2017年纯电动公交车在城市公交车队的不同占比条件下纯电动公交车与燃油公交车日均运营里程比较（公里）来源深圳市都市交通规划设计研究院 2018、交通运输部科学研究院2017中国新能源公交车推广应用研究报告（2017年日运营里程）注北京2018年纯电动公交车日均运营里程为106公里，比2017年增加35公里。深圳北京青岛武汉重庆纯电动公交车普及率96 23 23 21 4燃油公交单车日运营里程纯电动公交车日运营里程深圳武汉重庆青岛北京纯电动公交车高普及率1707111499158228 228174180170纯电动公交车中等普及率纯电动公交车 低普及率150200250501000纯电动公交车配车数传统燃油公交车配车数最大断面客流≥单车 客容量满载率标准周转 时间60 中国纯电动公交车运营现状分析与改善对策工作论文 | 2019年 9月 | 17■一班半车车辆在从早高峰开始一直工作到晚高峰结束，运营时间为10小时左右，通常由一名驾驶员完成但不同城市的公交企业也存在差异，平峰期累计停运休息时间可达1～2小时。■正班车车辆从早工作到晚，运营时间可高达16小时，通常由2名驾驶员分成早班、晚班完成，平峰期累计休息时间比一班半车较短，早晚班交接班时间可为1～2小时。根据线路客流时间分布特征，正班车约占线路配车数的20～30。一班半车和高峰车占比视线路客流高峰突出情况与平峰下降幅度而定通常高峰车占比为20～30，高峰客流突图 14 | 一天不同时间线路客流量分布（公交客流量/小时）来源实地调研与不同公交企业走访、座谈。说明往返1次（2个单程）记作1圈。出时，高峰车占比可达50。该比例不具有参考意义，不同公交车在车队中的具体占比由客流特征决定。同时，不是所有城市都采用以上三类分类方式组织行车计划。例如，郑州采用的是“一班半车”组成的单一制行车计划，而南京和苏州在燃油公交车时期主要采用的是“高峰班”和“正班车”两类车组成的行车计划。当燃油公交车替换为纯电动公交车时，目前纯电动公交车的续驶里程能够基本与“高峰车”和“一班半车”实现1∶1的替换。但让纯电动公交车执行“正班车”的任务运营时间超过15小时、日里程超过240公里，在现有续驶里程下仍比较困难。因此，需要多辆纯电动公交车才能完成以前一辆燃油公交车就能完表 6 | 线路行车计划对不同车辆的运营要求车队占比驾驶员（名）运营圈数日运营时间 （小时）停运休息时间 （小时）纯电动公交车 替代难度高峰车40～50 1 2～4 5～6 6～7 容易一班半车20～30 1 5～6 10～12 1～1.5 容易正班车30 2 7～8 16～18 1～2 难500 220021002000190018001700160015001400130012001100100090080070060014181262016104280正班车一班半车高峰车18 | b cb d11322成的任务（见图15）。例如，在没有“一班半车”行车计划的城市（如南京和苏州）引入“一班半车”替换原来的“正班车”，其行车计划由“高峰车正班车”转为“高峰车一班半车”（见图15方案三）。事实上，纯电动公交车与燃油公交车存在多种替代方案。如何科学定量地优化运营和