3.            HYBRID BUS FEASIBILITY STUDY REPORT

 

RAPPORT D'ÉTUDE DE FAISABILITÉ DES AUTOBUS HYBRIDES

 

 

commITTEE RECOMMENDATIONS as amended

 

That Council receive this report for information, and approve the following:

 

1.         That the matter be referred to staff to arrange a cost-shared independent evaluation of the Compressed Natural Gas (CNG) Option, both from a financial consideration and from an emissions perspective, and to report back to Committee by March 2006.

 

2.         That our staff explore with the Enbridge Consortium and the National Research Council’s (NRC’s) Surface Transportation Technology Test Facility, the feasibility of running a technical comparison of CNG Buses with Hybrid Diesel Electric Vehicles for cost effictiveness.

 

3.         That for the 2006 the OC Transpo planned purchases of 63 buses be limited to fuel efficient diesel.

 

 

RecommandationS modifiÉes DU COMITÉ

 

Que le Conseil municipal prenne connaissance du présent rapport, et approuve ce qui suit :

 

1.         Que la question soit renvoyée au personnel afin qu’il prenne des dispositions pour que soit menée une évaluation indépendante à frais partagés de l’option de gaz naturel comprimé (GNC), tant du point de vue financier qu’en ce qui a trait aux émissions, et de faire rapport au Comité d’ici au mois de mars 2006.

 

2.         Que notre personnel examine, de concert avec le consortium Enbridge et le Centre des technologies de surface du Conseil national de recherches, la faisabilité d’effectuer une analyse technique comparative des autobus au GNC et des véhicules hybrides diesel-électriques aux fins d’établir un rapport coût-efficacité.

 

3.         Qu’en 2006, les 63 autobus que prévoient acheter OC Transpo soient des autobus à faible consommation de diesel.

 

 

Documentation

 

1.                  Acting Deputy City Manager, Public Works and Services report dated 25 October 2005 (ACS2005-PWS-FLT-0001)

 

2.                  Extract of Draft Minutes, 16 November 2005 – Refer to Extract of Draft Minutes of Report ACS2005-PWS-FLT-0004.

Report to/Rapport au :

 

Transportation Committee

Comité des transports

 

and Council / et au Conseil

 

25 October 2005 / le 25 octobre 2005

 

Submitted by/Soumis par :  R.G. Hewitt,

Acting Deputy City Manager/Directeur municipal adjoint intérimaire,

Public Works and Services/Services et Travaux publics 

 

Contact Person/Personne ressource : Ron Gillespie, Director/Directeur

Fleet Services/Service du parc automobile

(613) 842-3636 x2215, ron.gillespie@ottawa.ca

 

City Wide

Ref N°: ACS2005-PWS-FLT-0001

 

 

SUBJECT:

HYBRID BUS FEASIBILITY STUDY REPORT

 

 

OBJET:

RAPPORT D'ÉTUDE DE FAISABILITÉ DES AUTOBUS HYBRIDES

 

 

REPORT RECOMMENDATIONS

 

That the Transportation Committee recommend that Council approve:

 

1.                  The procurement of diesel-electric hybrid propulsion drive technology for all replacement and growth transit bus requirements for 2006, 2007 and 2008 budget years, estimated at 226 buses in accordance with the approved Long Range Financial Plan-2 (LRFP-2).

 

2.                  The release of the Request for Proposal (RFP) for the bus acquisition prior to budget 2006 approval and to be exempted from the provisions of the City’s Purchasing By-Law No. 50 (2000), as amended.

 

 

RECOMMANDATIONS DU RAPPORT

 

Que le Comité des transports recommande au Conseil municipal d'approuver:

 

1.                  L'achat du système de propulsion hybride diesel-électrique pour satisfaire aux exigences de remplacement et de croissance du transport en commun au cours des exercices 2006, 2007 et 2008; elles sont estimées à 226 autobus selon le Plan financier à long terme 2 (PFLT-2) approuvé.

 

2.                  L'émission d'une demande de propositions (DP) en vue de l'achat d'autobus avant l'approbation du budget de 2006 qui serait exempte des clauses du Règlement sur les achats no 50 (2000), tel que modifié.

 

 

EXECUTIVE SUMMARY

 

Assumptions and Analysis:

 

As part of the City's Fleet Emission Reduction Strategy approved by Council in 2002, a four-phase program to acquire diesel-electric technology was recommended as the next significant step towards a zero-emission fleet.  Phase 1 of the Hybrid Bus Implementation project (the Hybrid Bus Feasibility Study)  has now been completed.  The study demonstrated that implementation of diesel-electric hybrid buses in Ottawa is feasible and economical.  In the trial, the Allison Electric Drive and the BAE HybriDrive systems demonstrated similar performance, improved fuel economy and lower life cycle costs than conventional diesel systems. The business case for diesel-electric hybrid technology indicates a per-bus operating cost savings of $20,864 per year.  With the current Ontario Transit Vehicle Program (OTVP) subsidy, the payback period for the increased capital cost is under six years with $261,025 per bus saved over the expected 18-year life of the bus.  Without the OTVP subsidy, the payback period is estimated at 16 years with a life cycle cost saving of $64,800 per bus.

 

Financial Implications:

 

The Long Range Financial Plan 2 requirements for 226 hybrid buses by 2009 will have a potential unscheduled capital impact totalling $14.5 million for the 2006 to 2008 budget envelopes. Under the existing OTVP subsidy program, two thirds of this impact is eligible for subsidy, reducing the impact to $5.5 million as an unfunded residual.  The 01 June 2005 federal announcement of an additional $800 million for public transit under Bill C-48 of the 2005 Federal Budget, of which $40 million would be allocated to Ottawa, could be used to fund the residual amount.  Funding requirements will be submitted to Council for approval as part of the annual budget process and will reflect changes to requirements from on-going transit and fleet needs analysis.

 

Public Consultation/Input:

 

The Environmental Advisory Committee and the Pedestrian and Transit Advisory Committee have reviewed this report and each passed motions in support of this report to Committee and Council.  The Fleet Emission Reduction Strategy, the umbrella under which the Hybrid Bus Project operates, was approved in 2002. Since then, the Fleet Services Branch has contributed to a number of events celebrating green initiatives where  public verbal comments and perspectives on the Hybrid Bus Implementation Program have been favourable.

 

Adoption of hybrid technology into the City’s fleet will provide significant contributions to meeting Ottawa's commitments to maintain and enhance air quality and to reduce greenhouse gas emissions, as stated in the City of Ottawa Air Quality and Climate Change Management Plan approved by Council in January 2005.  The City will also be demonstrating strong environmental leadership to other vehicle fleet owners within the community.

 

BACKGROUND

 

The aim of this report is to present the findings and recommendations of the hybrid bus feasibility study conducted by the National Research Council (NRC) of Canada and seek direction on proceeding with Phases 2 and 3 (procurement and introduction) of the project.

 

The Fleet Emission Reduction Strategy (FERS) was approved by Council in 2002, and updated in 2004. The introduction of diesel-electric hybrid buses was identified as a mid-term objective toward a zero-emission fleet.  In 2003, City Council approved a new capital project (Hybrid Bus Implementation Program), which included four phases to acquire diesel-electric transit bus technology.  This report marks the completion of Phase 1 - the feasibility study and selection of the preferred technology.

 

In January 2005, City Council approved the “Air Quality and Climate Change Plan” where the Hybrid Bus Implementation Program of the FERS was identified as a key initiative to meet air quality and climate change targets.  The 2004 LRFP-2 included the cost impact of implementing a hybrid bus fleet starting in 2006 for 2007 bus deliveries, but was underestimated at the time.

 

DISCUSSION

 

The Hybrid Bus Feasibility Study was contracted in the fall of 2004 to the National Research Council’s Centre for Surface and Transportation Technologies (CSTT), a world-class research and development facility in Ottawa.  As a third party, CSTT provided an independent evaluation of the two commercially available hybrid systems for the Ottawa-specific transit system network (including transitway) and climate (winter).

 

Feasibility Study Report:  The CSTT developed a comprehensive performance test and in-service trial to characterize independently the operating differences of the two hybrid systems against existing diesel transit buses.  The systems are the "Electric Drive"  from Allison Transmission of General Motors Corporation and the "HybriDrive" from BAE Systems. The study analyzed the life cycle cost of each technology over the expected 18-year life of the bus, which included the initial capital costs.  The details of the performance test and the life cycle costs were submitted in a comprehensive report to the Fleet Services Branch.  The executive summary of the NRC report is attached as Document 1.  The report’s conclusions and recommendations are summarized below:

 

 

 

 

 

 

Implementation Capital Investment and Operating Cost Savings: The additional capital cost for hybrid buses, in comparison to a conventional diesel bus, is estimated between $270,000 to $324,000 each (including taxes).  In addition, one-time infrastructure cost is estimated at $900,000 , plus initial training costs for operators and mechanics, and one full-time equivalent (FTE) required in the Fleet Services Branch to manage technical support of the new technology during the implementation and while in-service.  These initial costs are offset over the life of the bus through the following cost benefits:

 

 

 

 

Document 2 demonstrates the predicted capital costs and operational savings  where the per-bus  life cycle saving has been calculated at $261,025.    If the price of fuel increases above the expected average of 4% per annum, life cycle savings will increase accordingly.

 

A payback period of less than six years is estimated  and is feasible for this technology with an 80 percent level of confidence that it will be between four and nine years. 

 

Elements of Risk: The technological change to diesel-electric hybrid has risk elements that are considered LOW and manageable.  Two financial risk elements have been defined at Document 3, of which one, the provincial transit bus subsidy program, has been rated as HIGH.

 

If no provincial subsidy is provided, the payback period will be extended to approximately 16 years.   As per the FERS, the City will continue to identify and apply for other applicable provincial or federal subsidy programs

 

ENVIRONMENTAL IMPLICATIONS

 

Although long-range transport of air pollutants can contribute approximately 50 percent of the contaminants in Ottawa’s air, much of our air contaminants are generated locally and are within our control.  Transportation is a major source of air pollution with burning of diesel fuel being a significant contibutor (as per the National Pollutant Release Inventory).  Diesel emissions have been linked with numerous health problems. The health impacts from short exposure range from eye, throat and lung irritation to exacerbated asthma and pneumonia symptoms. Long-term health risks include decreased lung function, arrested lung development and cancer (US EPA, 2002).  By implementing hybrid diesel technology for City buses as proposed in this report, a significant component of diesel combustion - particulate matter (PM) - and one of the most important identified carcinogens - polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) - would be significantly reduced to improve our local air quality.

 

In Ottawa, transportation is responsible for the following criteria air contaminants:  46 percent of particulate matter, 85 percent of the nitrogen oxides and 90 percent of the carbon monoxide. Although the transit buses' portion is less than three percent, it is highly visible and potentially most influential within the community. For 2007 alone, the proposed hybrid technology offers reductions in City bus emissions in particulate matter by 13 percent, NOx by two percent, and carbon monoxide by 66 percent, relative to conventional diesel.  The particulate matter emission savings alone is estimated to be $85,777 in health and infrastructure costs. Greenhouse gases will be reduced to an amount equivalent to fuel saving, approximately 17 to 26 percent.  For a fleet of 226 hybrid buses, an annual reduction of 6,500 to 10,000 tonnes of greenhouse gases is estimated -- equivalent to removing 850 to 1,350 commuting cars off the road every day.

 

Results of noise studies of the hybrid technology show that there is essentially no noise difference from conventional diesel buses. The hybrid buses were a litttle quieter during hard acceleration. For the most part, the environmental impact of noise will continue to be similar to conventional buses.

 

Adoption of hybrid technology into the City’s fleet will provide significant contributions to meeting Ottawa's commitments to maintain and enhance air quality and to reduce greenhouse gas emissions, as stated in the City of Ottawa Air Quality and Climate Change Management Plan approved by Council in January 2005.  This will also demonstrate strong environmental leadership to other vehicle fleets within the community.

 

CONSULTATION

 

Since the FERS was approved in 2002, public information and consultation for the Hybrid Bus Implementation Program have been conducted at public venues.  Informally, Fleet Services has contributed to a number of events celebrating green initiatives where public comments and perspectives on its initiatives have been expressed.  Diesel-electric hybrid buses were showcased at events in October 2002 at the City’s Energy Efficiency Fair, the 2004 Car-free Day and most recently at the 2005 Earth Day and Eco-Stewardship Fair events.  All indications are that hybrid buses are a welcomed emission reduction technology and tax-dollar worthy approach to improving City of Ottawa air quality. 

 

City advisory committees have been engaged in reviewing the FERS and the hybrid bus project.  The Environment Advisory Committee (EAC) supported the 2004 FERS update with a motion to support the updated strategy and its objectives.  The EAC, along with the Pedestrian and Transit Advisory Committee (PTAC), have reviewed this report and each passed a motion in support of this report to Committee and Council to purchase diesel-electric hybrid technology.

 

The PTAC resolved that the Pedestrian and Transit Advisory Committee supports all City efforts to increase the modal shares of walking, cycling, and transit, and the acquisition of cost-effective, low-emission transit vehicles (including hybrid bus and light-rail transit).

 

The EAC resolved that the Environmental Advisory Committee fully supports the hybrid bus feasibility plan and recommends approval by Transportation Committee and Council. 

 

FINANCIAL IMPLICATIONS

 

The financial impact of introducing hybrid buses is identified in the Long Range Financial Plan 2 (LRFP 2) for the 2006-2014 capital forecast, referred to capital programs 900525 – Revenue Bus Replacement, 900874 – New Buses, and 902996 - Hybrid Bus Implementation.  Due to a revised forecast of the maximum cost of a hybrid bus, project funding exceeds the available envelopes identified in the LFRP 2 for these projects by $4.5 million for the 2006 budget envelope with similar impact for subsequent years: $5.3 million in 2007 and $4.7 million in 2008. 

 

Under the existing Ontario Transit Vehicle Program, two thirds of the incremental cost of hybrid buses is eligible for provincial subsidy.  This provincial funding has been announced annually since it was initiated in 2002.  This funding, if continued at present level, would amount to $2.7 million, leaving an unfunded residual of $1.8 million in 2006; and in subsequent years, residuals of $2.1 million in 2007 and $1.6 million in 2008.

 

Other funding that qualifies to offset this residual for transit infrastructure investment will be available from the federal and provincial governments in the form of gas tax allocations and a recently announced new nation-wide allocation from the federal government of $800 million over the next two years.  Of this 2005 and 2006 new funding, $40 million is expected for Ottawa, of which $5.5 million could be used to cover all the unfunded residual cost of the planned 226 diesel-electric hybrid bus fleet.

 

The impact of this project on future operating budgets would be an annual cost saving of about $20,860 per year per hybrid bus compared to a clean diesel bus.    This cost saving provides an estimated payback period of less than six years on the initial incremental cost of the hybrid buses; Document 2 displays the payback analysis.  These savings include the cost of maintaining additional batteries and the impact of an additional FTE required to implement and support this technology.

 

The Request For Proposals for this acquisition needs to be released in early December.  The Purchasing By-law generally requires that funds can be found in appropriate accounts within Council approved branch estimates to meet the proposed expenditure before commencement of the purchasing process.  To enable release of the RFP in early December before approval of the budget, Council will be required to exempt the RFP form the provisions of the City's Purchasing By-Law No. 50.

 

SUPPORTING DOCUMENTATION

 

Document 1 –      Executive Summary of the NRC Evaluation of two 40-foot Diesel-electric Hybrid Urban Transit Buses, dated May 2005

 

Document 2 –      Life Cycle Cost Analysis

 

Document 3 –      Risk Management

 

Long Range Financial Plan 2, dated 08 December 2004 (City Web site at www.ottawa.ca/ inside_govt/financial/lrfp2/lrfp_en.shtml)

 

Air Quality and Climate Change Plan, dated December 02, 2004 (City Web site at www.ottawa.ca/calendar/ottawa/citycouncil/occ/2005/01-12/pec/ACS2004-DEV-POL-0063.htm)

 

Fleet Emission Reduction Strategy Update, dated May 17, 2004 (City Web site at www.ottawa.ca/calendar/ottawa/citycouncil/trc/2004/06-02/ACS2004-TUP-FLT-0001.htm)

 

Hybrid Bus Implementation Plan, dated September 08, 2003 (City Web site at www.ottawa.ca/calendar/ottawa/citycouncil/csedc/2003/09-16/ACS2003-CRS-FLT-0004.htm)

 

DISPOSITION

 

Based on Council’s direction to date and the interest expressed to improve Ottawa’s air quality and public health, the acquisition of diesel-electric hybrid buses provides environmental and economic benefits that confirm it as the centrepiece of the mid-term component of the City’s Fleet Emission Reduction Strategy.  Should Council approve this report, Fleet Services will:

 

 

 

                                                                                                                                   DOCUMENT 1

 

 

NRC Evaluation of two 40-foot

Diesel-electric Hybrid Urban Transit Buses

 

EXECUTIVE SUMMARY

 

The Hybrid Bus Feasibility study was contracted by the City of Ottawa in the fall of 2004 to the National Research Council’s Centre for Surface and Transportation Technology (CSTT).  The study was funded with assistance from the Green Municipal Enabling Fund, a Fund financed by the Government of Canada and administered by the Federation of Canadian Municipalities.  CSTT provided an independent third-party evaluation of  two commercially available hybrid bus systems, under winter conditions, for service on the Ottawa transit system network, which includes bus rapid transit in addition to congested inter city routes.

 

CSTT developed comprehensive performance tests and a simulated revenue service trial to assess the operating characteristics of two diesel-electric hybrid drive systems, and to compare these against existing City of Ottawa conventional diesel transit buses.  The hybrid systems evaluated consisted of the two primary drive configurations currently marketed in North America, namely the parallel Electric Drive from Allison Transmission (a division of General Motors Corporation) and the series HybriDrive from BAE Systems. 

 

The scope of the study included the life cycle cost of each hybrid technology over the expected 18-year life of the bus, which included the initial capital costs, infrastructure costs, maintenance and operating costs. Data used in this portion of the study originated from City of Ottawa operations (OC Transpo) and fleet maintenance data bases, and from  transit operations in New York City and King County (namely Seattle).  Further data used in this portion of the study were provided by Allison and BAE Systems about their respective hybrid drive systems.

 

Emissions tests were not carried out as part of this study primarily because  the diesel engines used in the current study did not represent the latest diesel engine  technology, which is expected to change again in 2007 to meet more stringent emissions requirements, known to be coming.  Additionally, emissions and fuel economy tests, already completed by the Emissions Research and Measurements Division of Environment Canada, are representative of the diesel-electric hybrid buses evaluated in this study and of the relative effect of hybridization on tailpipe emissions.  The Environment Canada test employed a heavy-duty chassis dynamometer and incorporated dilution tunnel technology for sampling and measuring vehicle exhaust, and was in accordance with SAE protocol J2711.  The results of these tests are available in the public domain and are summarized in this report. 

 

CSTT’s conclusions and recommendations are summarized below.  They are very specific to Ottawa drive cycles as they existed at the time of the testing and based on the City of Ottawa’s current fleet, route network, bus allocation strategies and operational and maintenance principles and practices.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

·         If hybrid buses are deployed on high stop density routes, both the Allison and BAE Systems propulsion units will meet the performance requirements stipulated by the City of Ottawa.  The Allison hybrid system achieved slightly better performance results based on a series of tests performed on model year 2001 hybrid buses.  Additionally, the Allison propulsion system employs a lighter energy storage system, displayed lower fuel consumption (albeit statistically not significant), lower predicted life cycle costs (based on limited historical data from other hybrid users) and does not require an external battery conditioning system.  The Allison hybrid drive can presently be installed in 60-foot articulated buses that currently make up about 25% of the Ottawa transit bus fleet.  The BAE Systems HybriDrive should be available in a 60 foot bus by 2010.  The findings in this report have been formulated based on an assumption that OC Transpo will continue to purchase 40 foot and 60 foot buses beyond 2007.  The series of tests used to form the conclusions and recommendations were tailored to the City of Ottawa’s unique routes, fleet and operational requirements at the time of testing.   The results and recommendations may, or may not, be relevant to other jurisdictions throughout North America.

 

 

                                                                                                                                   DOCUMENT 2

 

 

LIFE CYCLE COST ANALYSIS

(Cost per bus)

 

 

Capital

Clean diesel

 

Hybrid

Increased cost/(savings)

 

Life cycle cost for 226 buses

Bus Costi (in 2006)

$506,500

 

$837,140ii

 

 

 

Subsidyiii (Ontario)

$(168,664)

 

$(384,772)

 

 

 

 

$337,836

 

$452,368

$114,532

 

$25,884,232

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Operations Cost

 

 

 

 

 

 

18-year life (+1 FTE)

$2,346,681

 

$1,971,124

($375,557)

 

($84,875,882)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Total Life Cycle Cost

 

 

 

 

 

 

Capital and Operations

$2,684,517

 

$2,423,492

($261,025)

 

($58,991,876)

 

 

Payback Analysis (cost in $000s)

 

 

Footnotes:

i basic bus is $506,500 (including PST, tires, inspection and contingency), Hybrid system adds $324,000

ii bus capital cost includes $6,640 per bus for hybrid-related infrastructure costs

iii subsidy is through MTO under the OTVP where the bus is subsidized at 33.3% and any additional capital for alternative emission reduction system is subsidized at 66.7% - subject to annual renewal

 

                                                                                                                                   DOCUMENT 3

 

 

RISK MANAGEMENT

 

 

 

Risk Element

 

Mitigating Strategy

1 - Government of Ontario cancels its subsidization programs

            HIGH

In this case, the business case predicts a payback period of 16 years with an 80% level of confidence that it will be between 10 and 18 years.

As per the FERS, City will continue to identify and apply for other applicable provincial or federal subsidy programs.

2 – Predicted life cycle costs are off-the-mark due to the ‘soft’ nature of the data obtained on the hybrid systems

LOW

Inclusive in the 902996 Hybrid Bus Implementation Program is Phase 4 that will serve to validate life cycle cost predictions after two years of in-service data of the first procurement of 68 buses.

 

 

Rapport au / Report to :

 

Comité des transports

Transportation Committee

 

et au Conseil / and Council

 

le 25 octobre 2005 / 25 October 2005

 

Soumis par/ Submitted by:  R.G. Hewitt,

Directeur municipal adjoint intérimaire/Acting Deputy City Manager,

Services et Travaux publics/Public Works and Services 

 

Personne ressource/Contact Person : Ron Gillespie, Directeur/Director

Service du parc automobile/Fleet Services

(613) 842-3636 x2215, Ron.Gillespie@ottawa.ca

 

À l’échelle de la ville

Ref N°: ACS2005-PWS-FLT-0001

 

 

OBJET:

RAPPORT D'ÉTUDE DE FAISABILITÉ DES AUTOBUS HYBRIDES

 

 

SUBJECT:

HYBRID BUS FEASIBILITY STUDY REPORT

 

 

RECOMMANDATIONS DU RAPPORT

 

Que le Comité des transports recommande au Conseil municipal d'approuver :

 

1.                  L'achat du système de propulsion hybride diesel-électrique pour satisfaire aux exigences de remplacement et de croissance du transport en commun au cours des exercices 2006, 2007 et 2008; elles sont estimées à 226 autobus selon le Plan financier à long terme 2 (PFLT-2) approuvé.

 

2.                  L'émission d'une demande de propositions (DP) en vue de l'achat d'autobus avant l'approbation du budget de 2006 qui serait exempte des clauses du Règlement sur les achats no 50 (2000), tel que modifié.

 

REPORT RECOMMENDATIONS

 

That the Transportation Committee recommend that Council approve:

 

1.                  The procurement of diesel-electric hybrid propulsion drive technology for all replacement and growth transit bus requirements for 2006, 2007 and 2008 budget years, estimated at 226 buses in accordance with the approved Long Range Financial Plan-2 (LRFP-2).

 

2.                  The release of the Request for Proposal (RFP) for the bus acquisition prior to budget 2006 approval and to be exempted from the provisions of the City’s Purchasing By-Law No. 50 (2000), as amended.

 

 

RÉSUMÉ

 

Hypothèses et analyse:

 

Dans le cadre de la Stratégie de réduction des émissions du parc automobile (SREPA) de la Ville approuvée par le Conseil en 2002, on recommande la réalisation d'un programme qui compte quatre étapes et qui prévoit l'acquisition de la technologie diesel-électrique comme prochaine étape importante de la mise en place d'un parc d'autobus ne produisant aucune émission. La première étape du projet d'implémentation des autobus hybrides (Étude de faisabilité des autobus hybrides) est terminée. L'étude établit que l'utilisation d'autobus hybrides diesels-électriques à Ottawa est réaliste et économique. Lors des essais, les systèmes hybrides Electric Drive d'Allison et HybriDrive de BAE Systems ont obtenu un rendement semblable, soit une meilleure économie d'essence et un coût du cycle de vie inférieur à celui des systèmes diesels traditionnels. Selon l'analyse de rentabilisation de la technologie hybride diesel-électrique, les économies relatives au coût de fonctionnement pour chaque autobus sont de 20 864 $ par année. Avec la subvention de l'actuel Programme ontarien des véhicules de transport en commun, la période de récupération des coûts d'immobilisation additionnels est inférieure à six ans, et les économies se chiffrent à 261 025 $ par autobus pour la durée de vie de chaque véhicule. Sans cette subvention, la période de récupération est évaluée à 16 ans, et les économies relatives au cycle de vie atteignent 64 800 $ par autobus.

 

Répercussions financières:

 

Les exigences du Plan financier à long terme 2 concernant l'acquisition de 226 autobus hybrides d'ici 2009 pourraient nécessiter des dépenses d'immobilisation imprévues qui totaliseraient 14,5 millions de dollars pour les budgets de 2006 à 2008. Dans le cadre de l'actuel programme ontarien de subvention des véhicules de transport en commun, les deux tiers de ces dépenses sont admissibles à une subvention, ce qui réduirait ces dépenses à une valeur résiduelle non provisionnée de 5,5 millions de dollars. Le 1er juin 2005, le gouvernement fédéral a annoncé un investissement de 800 millions de dollars pour le transport en commun dans le cadre du projet de loi C-48 du budget fédéral 2005; les 40 millions de dollars accordés à Ottawa à cette occasion pourraient servir à financer ce montant restant. Les exigences relatives au financement seront soumises à l'approbation du Conseil lors du processus budgétaire annuel et tiendront compte des modifications apportées aux exigences de l'analyse des besoins du parc automobile et du transport en commun en cours.

 

Consultation publique/commentaires:

 

Le Comité consultatif de l'environnement et le Comité consultatif sur les piétons et le transport en commun ont examiné le présent rapport, et chacun a adopté des motions à l'appui de ce rapport au Comité et au Conseil. La SREPA, qui encadre le projet des autobus hybrides, a été approuvée en 2002. Depuis, les Services du parc automobile ont participé à un certain nombre d'événements qui soulignaient les initiatives écologiques et qui ont permis de connaître les opinions et les commentaires favorables du public à l'égard du Programme d'implémentation des autobus hybrides.

 

L'intégration de la technologie hybride dans le parc automobile de la Ville favorisera considérablement le respect des engagements d'Ottawa relativement au maintien et à l'amélioration de la qualité de l'air ainsi qu'à la réduction des émissions de gaz à effet de serre, conformément au Plan de gestion de la qualité de l'air et des changements climatiques de la Ville d'Ottawa approuvé par le Conseil en janvier 2005. La Ville confirmera également son rôle de chef de file en matière d'environnement aux autres propriétaires de parcs de véhicules de la collectivité.

 

CONTEXTE

 

Ce rapport a pour but de présenter les conclusions et les recommandations de l'étude de faisabilité des autobus hybrides réalisée par le Conseil national de recherches du Canada (CNRC) et de connaître les consignes relatives à la réalisation des étapes 2 et 3 (acquisition et introduction) du projet.

 

La SREPA a été approuvée par le Conseil en 2002 et mise à jour en 2004. L'introduction d'autobus hybrides diesels-électriques a été ciblée comme un objectif à moyen terme de la mise en place d'un parc d'autobus ne produisant aucune émission. En 2003, le Conseil municipal a autorisé un nouveau projet d'immobilisation (Programme d'implémentation des autobus hybrides) qui comptait quatre étapes visant l'acquisition de la technologie des autobus urbains diesels-électriques. Ce rapport marque la fin de la première étape, celle de l'étude de faisabilité et du choix de la meilleure technologie.

 

En janvier 2005, le Conseil municipal a approuvé le Plan de gestion de la qualité de l'air et des changements climatiques dans lequel le Programme d'implémentation des autobus hybrides de la SREPA est considéré comme une initiative essentielle à l'atteinte des objectifs relatifs à la qualité de l'air et aux changements climatiques. La PFLT-2 de 2004 prévoyait l'effet des coûts de mise en place d'un parc d'autobus hybrides à compter de 2006 pour les véhicules livrés en 2007, mais elle l'a sous-estimé.

 

EXAMEN DE LA QUESTION

 

À l'automne 2004, le Centre de technologie des transports de surface (CTTS) du CNRC, un établissement de recherche et développement de classe internationale d'Ottawa, a été mandaté pour réaliser l'étude de faisabilité des autobus hybrides. En tant que tierce partie, le CTTS a évalué de manière indépendante les deux autobus hybrides du marché en fonction du réseau de transport en commun (y compris le Transitway) et du climat (hiver).

 

Rapport d'étude de faisabilité:  Le CTTS a élaboré des essais de rendement complets et des essais en service pour caractériser de manière indépendante les différences de fonctionnement des deux systèmes hybrides par comparaison avec les autobus urbains diesels existants. Ces systèmes sont l'« Electric Drive » d'Allison Transmission de General Motors Corporation et l'« HybriDrive » de BAE Systems. L'étude a analysé le coût du cycle de vie de chaque technologie pour la durée de vie prévue de 18 ans d'un autobus, ce qui inclut les coûts d'immobilisation initiaux. Les essais de rendement et des coûts du cycle de vie sont décrits dans un rapport complet présenté aux Services du parc automobile. Le document 1 présente le résumé du rapport du CNRC. Voici le résumé des conclusions et des recommandations du rapport.

 

 

 

 

o       Compte tenu de la complexité mécanique et électrique des deux systèmes de propulsion, le CTTS ne recommande pas l'achat de ces deux systèmes pour composer un parc mixte. Les coûts de formation et d'entretien, qui posent déjà problème avec les autobus hybrides, peuvent augmenter inutilement. Le CTTS recommande donc l'acquisition d'un système électrique hybride provenant d'un seul fournisseur.

 

o       Les systèmes de propulsion d'Allison et de BAE Systems engendrent d'importantes économies d'essence et réduisent considérablement les émissions pour les parcours d'autobus d'Ottawa. Cependant, le système hybride d'Allison a obtenu des résultats légèrement supérieurs lors d'une série d'essais réalisés à l'aide d'autobus hybrides 2001. En outre, le système de propulsion d'Allison est plus léger, consomme moins d'essence (même si cette consommation est peu significative sur le plan statistique), affiche des coûts du cycle de vie prévus plus bas (d'après les données historiques limitées provenant d'autres utilisateurs de la technologie hybride) et fonctionne sans système de conditionnement de la batterie externe. Le système de propulsion hybride d'Allison peut être installé dans des autobus articulés de 18,3 mètres qui représentent actuellement 25 % du parc d'autobus urbains d'Ottawa. Selon BAE Systems et Orion, l'HybriDrive de BAE Systems devrait être disponible pour les autobus de 18,3 mètres d'ici 2010. Les conclusions de ce rapport s'appuient sur l'hypothèse selon laquelle la Ville d'Ottawa continuera d'acheter des autobus de 12,2 mètres et de 18,3 mètres après 2007.

 

Investissement d'immobilisation pour la mise en œuvre et économies de fonctionnement:  Le coût d'immobilisation additionnel des autobus hybrides diesels-électriques, comparativement aux autobus diesels traditionnels, est évalué entre 270 000 $ et 324 000 $ par véhicule (taxes incluses). De plus, le coût d'infrastructure ponctuel est estimé à 900 000 $, et il faut prévoir des frais de formation initiaux pour les opérateurs et les mécaniciens ainsi qu'un équivalent temps plein au sein des Services du parc automobile pour gérer le soutien technique de la nouvelle technologie pendant la mise en place et le service. Ces coûts initiaux sont compensés durant la vie des autobus par les éléments suivants :

 

 

 

Le document 2 présente les coûts d'immobilisation et les économies de fonctionnement prévus et pour lesquels les économies pendant le cycle de vie se chiffrent à 261 025 $ par autobus.  Si le prix du carburant dépasse la moyenne prévue de 4 % par année, alors les économies pour le cycle de vie augmenteront en conséquence.

 

On estime la période de récupération à moins de six ans; il s'agit d'une évaluation réaliste pour cette technologie. Il est certain à 80 % que cette période durera entre quatre et neuf ans.

 

Risques: L'adoption de la technologie hybride diesel-électrique comporte des risques qui sont jugés FAIBLES et traitables grâce à la création d'un poste à temps plein dans les Services du parc automobile. Le document 3 définit deux risques financiers, parmi lesquels le programme provincial de subvention des autobus urbains est considéré ÉLEVÉ.

 

Si aucune subvention provinciale n'est offerte, la période de récupération durera environ 16 ans. Conformément à la SREPA, la Ville continuera à recenser les programmes de subvention provinciaux et fédéraux et à soumettre des demandes d'aide.

 

INCIDENCES ENVIRONNEMENTALES

 

La pollution atmosphérique à longue distance est responsable de la moitié des contaminants présents dans l'air d'Ottawa, mais une part importante de nos polluants atmosphériques sont produits à l'échelle locale et peuvent être maîtrisés. Les transports constituent une source importante de pollution atmosphérique, et la combustion de carburant diesel contribue considérablement à cette pollution (comme l'indique l'Inventaire national des rejets de polluants). Les émissions de moteur diesel sont associées à de nombreux problèmes de santé. Les conséquences d'une courte exposition sur la santé vont de l'irritation des yeux, de la gorge et des poumons jusqu'aux symptômes graves de l'asthme et de la pneumonie. Parmi les risques à long terme pour la santé, il y a la diminution du fonctionnement des poumons, l'arrêt du développement des poumons et le cancer (United States Environmental Protection Agency, 2002). L'adoption de la technologie diesel hybride pour les autobus de la Ville proposée dans ce rapport permettra de réduire considérablement un composant majeur de la combustion de carburant diesel, les particules, et l'un des plus importants cancérogènes connus, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), ce qui améliorera la qualité de l'air de la Ville.

 

À Ottawa, les transports sont responsables des principaux contaminants atmosphériques suivants : 46 % des particules, 85 % des oxydes d'azote et 90 % du monoxyde de carbone. Les autobus urbains représentent moins de 3 % du total, mais ils sont très visibles et peuvent avoir une influence sur la collectivité. Pour 2007 seulement, la technologie hybride pourrait réduire les émissions de particules des autobus de la Ville de 13 %, les oxydes d'azote de 2 % et le monoxyde de carbone de 66 % par rapport aux autobus diesels traditionnels. Les économies relatives aux coûts de santé et d'infrastructure engendrés par les émissions de particules seulement sont évaluées 85 777 $. Les gaz à effet de serre diminueront d'une quantité équivalente aux économies d'essence, soit entre 17 % et 26 % environ. Pour un parc de 226 autobus hybrides, on estime qu'une réduction annuelle des gaz à effet de serre de 6 500 tonnes à 10 000 tonnes serait équivalente au retrait de 850 à 1 350 voitures de la circulation chaque jour.

 

Les résultats des études sur le bruit engendré par la technologie hybride établissement qu'il n'y a presque aucune différence à ce chapitre comparativement aux autobus diesels traditionnels. Les accélérations brusques des autobus hybrides sont légèrement plus silencieuses. Dans l'ensemble, l'incidence environnementale du bruit restera semblable aux autobus traditionnels.

 

L'intégration de la technologie hybride dans le parc automobile de la Ville favorisera considérablement le respect des engagements d'Ottawa relativement au maintien et à l'amélioration de la qualité de l'air ainsi qu'à la réduction des émissions de gaz à effet de serre, conformément au Plan de gestion de la qualité de l'air et des changements climatiques de la Ville d'Ottawa approuvé par le Conseil en janvier 2005. La Ville confirmera également son rôle de chef de file en matière d'environnement aux parcs de véhicules de la collectivité.

 

CONSULTATION

 

Depuis l'adoption de la SREPA en 2002, des séances d'information et des consultations sur le Programme d'implémentation des autobus hybrides ont été tenues dans des endroits publics.  Les Services du parc automobile ont participé, de manière informelle, à un certain nombre d'événements qui soulignaient les initiatives écologiques et qui ont permis de connaître les opinions et les commentaires du public. Des autobus hybrides diesels-électriques ont été présentés lors d'événements en octobre 2002 durant l'exposition sur l'efficacité énergétique de la Ville, de la Journée sans auto 2004 et, dernièrement, la Journée de la Terre 2005 et l'Eco-Stewardship Fair. Tous les gens semblent favorables aux autobus hybrides et les considèrent comme une technologie de réduction des émissions opportune et une approche rentable pour améliorer la qualité de l'air de la Ville d'Ottawa.

 

Les comités consultatifs de la Ville ont examiné la SREPA et le projet des autobus hybrides. Le Comité consultatif de l'environnement a appuyé la mise à jour de la SREPA 2004 avec une motion soutenant la stratégie modifiée et ses objectifs. Le Comité consultatif de l'environnement et le Comité consultatif sur les piétons et le transport en commun ont analysé le rapport et adopté une motion à l'appui de ce rapport au Comité et au Conseil pour l'achat de la technologie hybride diesel-électrique.

 

Le Comité consultatif sur les piétons et le transport en commun soutient tous les efforts de la Ville visant à accroître le recours à la marche, au vélo ou au transport et à acquérir des véhicules de transport en commun rentables et peu polluants (ce qui inclut les autobus hybrides et les trains légers sur rail).

 

Le Comité consultatif de l'environnement appuie sans réserve le plan de faisabilité des autobus hybrides et recommande son approbation par le Comité des transports et le Conseil.

 

RÉPERCUSSIONS FINANCIÈRES

 

Les répercussions financières de l'introduction des autobus hybrides sont mentionnées dans le PFLT-2 pour les prévisions des immobilisations 2006-2014, sous les programmes d'immobilisation 900525 – Remplacement des autobus en service, 900874 – Nouveaux autobus et 902996 – Mise en place des autobus hybrides. Compte tenu de la révision de la prévision du coût maximal d'un autobus hybride, le financement du projet dépasse les enveloppes disponibles ciblées dans le PFLT-2 pour ces projets de 4,5 millions de dollars en 2006. Les répercussions sont semblables pour les années suivantes, soit 5,3 millions de dollars en 2007 et 4,7 millions en 2008.

 

Dans le cadre du Programme ontarien des véhicules de transport en commun, les deux tiers du coût additionnel des autobus hybrides sont admissibles à une subvention provinciale. Ce financement est annoncé annuellement depuis sa création en 2002. Si ce financement demeure au niveau actuel, il se chiffrerait à 2,7 millions de dollars, ce qui laisserait une valeur non provisionnée de 1,8 million de dollars en 2006. Pour les années suivantes, ce montant restant atteindrait 2,1 millions de dollars en 2007 et 1,6 million de dollars en 2008 (annexe D).

 

Les gouvernements fédéral et provincial offriront d'autres sommes pour compenser les investissements dans l'infrastructure de transport en commun sous la forme d'allocations de la taxe sur l'essence et de la nouvelle allocation annoncée dernièrement par le gouvernement fédéral qui se chiffre à 800 millions de dollars pour les deux prochaines années. Ottawa devrait recevoir 40 millions de dollars de ce nouveau financement en 2005 et en 2006; 5,5 millions de dollars devraient servir à payer tous les coûts restants non provisionnés du projet de parc de 226 autobus hybrides diesels-électriques.

 

L'incidence de ce projet sur les futurs budgets de fonctionnement permettrait d'économiser environ 20 860 $ par année par autobus hybride, comparativement aux autobus diesels traditionnels. Ces économies permettent d'avoir une période de récupération prévue du coût additionnel initial des autobus hybrides de moins de six ans; le document 2 propose l'analyse de cette récupération. Ces économies comprennent le coût d'entretien des batteries supplémentaires et l'incidence d'un équivalent temps plein additionnel nécessaire à la mise en place et au soutien de cette technologie.

 

La demande de propositions concernant cet achat doit être émise début décembre. Le Règlement sur les achats exige que les fonds se trouvent dans les comptes pertinent, dans les limites des estimations de la direction approuvées par le Conseil, afin de satisfaire aux dépenses proposées avant d’entamer le processus d’acquisition. Afin de permettre la publication de la demande de propositions début décembre avant l’approbation du budget, le Conseil devra exempter cette dernière des clauses du Règlement sur les achats no 50 (2000).

 

DOCUMENTATION PERTINENTE

 

Document 1 – Résumé de l'évaluation des deux autobus urbains hybrides diesels-électriques de 12,2 mètres par le CNRC, mai 2005.

 

Document 2 – Analyse du coût du cycle de vie

 

Document 3 – Gestion des risques

 

Plan financier à long terme 2, 8 décembre 2004 (site Web de la Ville au www.ottawa.ca/ inside_govt/financial/lrfp2/lrfp_fr.shtml).

 

Plan de gestion de la qualité de l'air et des changements climatiques, 2 décembre 2004 (site Web de la Ville au www.ottawa.ca/calendar/ottawa/citycouncil/occ/2005/01-12/pec/ACS2004-DEV-POL-0063.htm)

 

Mise à jour de la Stratégie de réduction des émissions du parc automobile, 17 mai 2004 (site Web de la Ville au www.ottawa.ca/calendar/ottawa/citycouncil/trc/2004/06-02/ACS2004-TUP-FLT-0001.htm)

 

Plan d'implémentation des autobus hybrides, 8 septembre 2003 (site Web de la Ville au www.ottawa.ca/calendar/ottawa/citycouncil/csedc/2003/09-16/ACS2003-CRS-FLT-0004.htm)

 

MESURES

 

Conformément à la directive du Conseil et à l'intérêt exprimé concernant l'amélioration de la qualité de l'air et de la santé publique d'Ottawa, l'acquisition d'autobus hybrides diesels-électriques comporte des avantages environnementaux et économiques qui confirment le caractère fondamental de cette mesure pour la composante à moyen terme de la SREPA. À l'approbation de ce rapport par le Conseil, les Services du parc automobile :

 

o       réalisera les étapes 2 et 3 du Plan d'implémentation des autobus hybrides (902996) en lançant la procédure d'acquisition des autobus hybrides et en apportant les modifications nécessaires à la structure et au personnel pour introduire cette nouvelle technologie;

 

o       présentera un rapport d'information sur les progrès du projet au moins une fois au cours d'un mandat du Conseil dans le cadre des mises à jour de la SREPA;

 

o       organisera une campagne d'information publique pour ce programme avec l'aide des Communications générales et du Service de l'urbanisme et de l'aménagement.

 

 


                                                                                                                                   DOCUMENT 1

ACS2005-PWS-FLT-0001

 

ÉVALUATION DE DEUX AUTOBUS URBAINS HYBRIDES DIESELS-ÉLECTRIQUES DE 12,2 MÈTRES PAR LE CRNC

 

RÉSUMÉ

 

 

À l’automne 2004, la Ville d’Ottawa a confié la réalisation de l’étude de faisabilité des autobus hybrides au Centre de technologie des transports de surface (CTTS) du Conseil national de recherches du Canada (CNRC). L’étude a été financée par le Fonds d’habilitation municipal vert, un fonds financé par le gouvernement du Canada et géré par la Fédération canadienne des municipalités. En tant que tierce partie, le CTTS a produit une évaluation indépendante des deux autobus hybrides du marché, dans des conditions hivernales, dans le but de les utiliser dans le réseau du transport en commun d’Ottawa, ce qui inclut le transport rapide en autobus et les parcours intermunicipaux encombrés.

 

Le CTTS a élaboré des essais de performance complets et simulé un service payant dans le but d’évaluer les caractéristiques de fonctionnement de deux autobus hybrides diesels-électriques et de les comparer à celles des autobus diesels traditionnels actuels de la Ville d’Ottawa. Les autobus hybrides évalués comprenaient les deux principales configurations de propulsion commercialisées actuellement en Amérique du Nord, soit l’Electric Drive parallèle d’Allison Transmission (une division de General Motors Corporation) et la série HybriDrive de BAE Systems.

 

L’étude porte notamment sur le coût du cycle de vie de chaque technologie hybride pour la durée de vie prévue de l’autobus, ce qui inclut les coûts d’immobilisation initiaux, les coûts d’infrastructure, l’entretien et les coûts de fonctionnement. Les renseignements utilisés dans cette partie de l’étude proviennent des bases de données d’entretien du parc et des opérations (OC Transpo) de la Ville d’Ottawa et des activités de transport en commun de New York et de King County (qui comprend Seattle). Les autres données sur les systèmes de propulsion hybride utilisées dans cette partie de l’étude ont été fournies par Allison et BAE Systems.

 

Aucun essai de contrôle des émissions n’a été réalisé dans le cadre de cette étude. Cela s’explique notamment par le fait que les moteurs diesel utilisés n’appartenaient pas à la dernière technologie en matière de moteur diesel. Cette technologie devrait être modifiée de nouveau en 2007 pour respecter les futures exigences plus strictes relativement aux émissions. De plus, les essais concernant les émissions et les économies d’essence réalisés auparavant par la Division de la recherche et mesure des émissions d’Environnement Canada sont représentatifs des résultats des autobus hybrides diesels-électriques évalués par cette étude et de l’effet de l’hybridation sur les émissions d’échappement. L’évaluation d’Environnement utilisait un dynamomètre sur châssis résistant et faisait appel à la technologie du tunnel de dilution pour l’échantillonnage et la mesure des émissions du moteur, conformément au protocole J2711 de la Society of Automotive Engineers (SAE). Les résultats de ces essais sont publics et sont résumés dans ce rapport.

 

Les conclusions et les recommandations du CTTS sont résumées ci-dessous. Elles sont propres aux circuits d’Ottawa existants au moment des essais et s’appuient sur le parc actuel, le réseau routier, les stratégies de répartition des autobus ainsi que les principes et les pratiques de fonctionnement et d’entretien de la Ville d’Ottawa.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                                   DOCUMENT 2

ACS2005-PWS-FLT-0001

 

ANALYSE DU COÛT DU CYCLE DE VIE

(Coût par autobus)

 

 

Immobilisation

Diesel propre

 

Hybride

Coût additionnel / (économies)

 

Coût du cycle de vie pour 226 autobus

Coût d’un autobusi (en 2006)

506 500 $

 

837 140 $ii

 

 

 

Subventioniii (Ontario)

(168 664 $)

 

(384 772 $)

 

 

 

 

337 836 $

 

452 368 $

114 532 $

 

25 884 232 $

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Coût de fonctionnement

 

 

 

 

 

 

Vie de 18 ans (+1 ÉTP)

2 346 681 $

 

1 971 124 $

(375 557 $)

 

(84 875 882 $)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Coût total du cycle de vie

 

 

 

 

 

 

Immobilisation et fonctionnement

2 684 517 $

 

2 423 492 $

(261 025 $)

 

(58 991 876 $)

 

 

Analyse de la récupération (coût en milliers de dollars)

 

 

Notes de bas de page :

i Le prix de base d’un autobus est de 506 500 $ (TVP, pneus, inspection et somme de prévoyance inclus). Le système hybride s’élève à 324 000 $.

ii Le coût d’immobilisation des autobus comprend 6 640 $ par autobus pour les coûts d’infrastructure reliés au système hybride.

iii La subvention provient du ministère des Transports de l’Ontario dans le cadre du Programme ontarien des véhicules de transport en commun qui subventionne 33,3 % de l’autobus et 66,7 % des immobilisations additionnelles pour un système de réduction des émissions de remplacement; ce programme fait l’objet d’un renouvellement annuel.

 

                                                                                                                                   DOCUMENT 3

ACS2005-PWS-FLT-0001

 

GESTION DES RISQUES

 

 

 

Risque

 

Stratégie d’atténuation des risques

1 – Le gouvernement de l’Ontario annule ses programmes de subvention.

            ÉLEVÉ

Dans un tel cas, l’analyse de rentabilisation prévoit une période de récupération de 16 ans et soutient à 80 % que cette période durera entre 10 et 18 ans.

Conformément à la SREPA, la Ville continuera à recenser les programmes de subvention provinciaux et fédéraux et présenter des demandes d’aide.

2 – Les coûts du cycle de vie prévus sont inexacts en raison de la nature « souple » des données recueillies sur les systèmes hybrides.

FAIBLE

Le Programme d’implémentation des autobus hybrides 902996 comprend l’étape 4 qui sert à valider les coûts prévus du cycle de vie à l’aide des données relatives au service recueillies au cours des deux années suivant le premier achat de 68 autobus.