2. NATURAL GAS OPTION IN LIEU OF DIESEL-ELECTRIC HYBRID BUSES

OPTION DES AUTOBUS ALIMENTÉS AU GAZ NATUREL AU LIEU D’AUTOBUS À SYSTÈME DE PROPULSION HYBRIDE DIESEL-ÉLECTRIQUE

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 13 October 2005 (ACS2005-PWS-FLT-0004)

2. Extract of Draft Minutes, 16 November 2005.

Report to/Rapport au:

Transportation Committee

Comité des transports

and Council / et au Conseil

13 October 2005 / le 13 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 x2201, Ron.Gillespie@ottawa.ca

City Wide

Ref N°: ACS2005-PWS-FLT-0004

SUBJECT:	NATURAL GAS OPTION IN LIEU OF DIESEL-ELECTRIC HYBRID BUSES

OBJET:	OPTION DES AUTOBUS ALIMENTÉS AU GAZ NATUREL AU LIEU D’AUTOBUS À système de propulsion HYBRIDE DIESEL-ÉLECTRIQUE

REPORT RECOMMENDATION

That the Transportation Committee and Council receive this report for information.

RECOMMANDATION DU RAPPORT

Que le Comité des transports et le Conseil municipal prennent connaissance du présent rapport.

EXECUTIVE SUMMARY

The Fleet Emissions Reduction Strategy, approved 2002 and updated in 2004 identified the Diesel Electric Hybrid technology as the mid-term solution in the move to a zero emission transit fleet. Compressed Natural Gas (CNG) was examined as an option and rejected as too costly in capital investment while providing no emissions advantage as clean diesel and diesel-electric hybrids evolved.

In 2004, Enbridge, Gas Distribution approached the City Manager to propose a CNG solution for the mid-term. Their information was incomplete and the City Manager committed Fleet Services to work with Enbridge to provide feedback and technical information to aid in developing their information. Feedback and information was exchanged by staff over the past year.

In August 2005, a consortium headed by Enbridge, along with (Cummins-Westport and Clean Energy,) presented an unsolicited proposal to the City Manager and Deputy City Manager, Public Works and Services to acquire ~~226~~ CNG buses in lieu of the ~~226~~ diesel-electric hybrid buses being considered in the hybrid bus study for acquisition during 2007-9, citing four main reasons for doing so; financial, reliability, environmental, and directional. Their submission acknowledged the high cost and inefficiency of first generation CNG engines, but claimed that second and third generation engines altered the financial situation significantly.

Staff analyzed the information and subsequently met with consortium staff to review the source of information and assumptions. Staff also consulted with other transit organizations and federal government bodies. The analysis also revisited the Fleet Emissions Reduction Strategy. The work confirmed the validity of the Fleet Emissions Reduction Strategy, even when using newer information on costs provided by the consortium, and confirmed that the diesel-electric hybrid is the appropriate technology for the mid-term solution.~~, rejecting all four of the consortium’s main thrusts.~~

Public Consultation/Input

Enbridge Gas Distribution, Cummins-Westport Inc. and Clean Energy Fuels have been consulted in analyzing the unsolicited business case. No other public consultation or input was obtained for the business case analysis as the matter is administrative in nature.

BACKGROUND

Fleet Services has been reviewing the option of CNG buses for Ottawa since undertaking the analysis for the Council approved Fleet Emission Reduction Strategy (FERS) in 2002. The 2004 FERS update reconfirmed that CNG was not the preferred alternative ~~for the~~ as a mid-term solution in moving toward the prime strategic objective of zero-emission buses. In the transit industry, most transit organizations with CNG experience (eg Toronto, Brampton, New York, Washington, Mississauga, London, Waterloo, Burlington, Cornwall and Hamilton) are procuring clean-diesel or hybrid buses rather than continue their CNG programs. The only Canadian exception is Translink in British Columbia. Transit organizations claim substantial initial infrastructure and ongoing maintenance costs for CNG buses in comparison to other options.

In summer 2004, Enbridge presented the City Manager with a request for the City to consider the purchase of compressed natural gas (CNG) buses for revenue service in Ottawa. At that time the data presented was inadequate for an informed decision to be made and the City Manager agreed that Fleet Services Branch would provide information on fleet needs to Enbridge to enable them to develop their costing model.

In late November 2004, Enbridge presented Fleet Services with their initial life cycle cost (LCC) model for CNG buses, benchmarked against both conventional diesel and hybrid diesel-electric buses. Fleet Services held discussions with Enbridge pertaining to their costing model. Subsequently, Fleet Services staff undertook a review of the Enbridge material including a rough first-order approximation of the LCC model primarily to assess the methodology employed and the accuracy of the underlying assumptions. At that time, Fleet Services identified several areas of concern and a detailed response was prepared and transmitted to Enbridge personnel in early March 2005.

Enbridge responded with a 2^nd revised and clarified analysis in April 2005 and again requested that Fleet Services review their updated model. In May 2005, Fleet Services staff met with Enbridge in Ottawa to discuss the Enbridge model further. Meanwhile, results from the Hybrid Bus Feasibility Study were starting to become available from National Research Council, which afforded staff an opportunity to assess costs, and in particular fuel costs savings based on actual testing of hybrid buses under Ottawa winter conditions.

DISCUSSION

Prior to finalization of the Fleet Services review of the 2^nd Enbridge submission, an Enbridge, Clean Energy, Cummins-Westport consortium made a presentation to the City Manager and Deputy City Manager, Public Works and Services indicating the City would save up to $36M Net Present Value (NPV) if 226 Compressed Natural Gas (CNG) buses were purchased instead of the planned 226 diesel-electric hybrids. The consortium presentation in August 2005 focused on four main reasons for accepting its proposal:

1. Financial

2. Reliability

3. Environmental

4. Directional

These issues were examined and related to the Fleet Emission Reduction Strategy (FERS) that lays the groundwork for pursuing the diesel-electric hybrid technology. FERS rejected CNG for the following reasons:

· Cost of infrastructure (initial and operating);

· Emissions reductions can be achieved and surpassed with other technologies.

On 12 August 2005, the consortium revised its cost projections and requested a meeting with Fleet Services personnel to provide further information pertaining to their analysis. This meeting was subsequently held on 22 August 2005.

This report examines the Enbridge consortium’s proposal based on follow-up discussions and meetings with the consortium, as well as discussions with transit organizations and government staff to confirm the sources and use of information presented.

Financial

Compared to diesel-electric hybrid, the consortium initially claimed $14M-$29M NPV savings, subsequently adjusted to $21M-$36M NPV. Their analysis and assumptions are believed to be flawed as follows with noted effects on NPV:

· Infrastructure Costs: Discussions with the Enbridge consortium confirmed infrastructure costs were based on an average cost from a McCormick-Rankin study undertaken for the Toronto Transit Commission (TTC) for one garage. As 226 buses account for 1/3 of the City’s 40-foot bus fleet, at least two of the City’s four garages would need to be upgraded as would supporting workshops. The Enbridge Group estimated $13M for one garage; the City’s assessed minimum requirement includes two garages, a major repair workshop, and fuelling capability at a minimum cost estimate of $33M based on the most recent unit costs available (McCormick Rankin). This creates a NPV change of -$20M to the consortium’s savings estimate.

· Bus Maintenance Costs: The Enbridge consortium advised their bus cost data was derived from a Cummins Westport journal publication report on Pierce Transit reflecting one year of new fleet operations. Reported operating costs by other transit organizations (e.g. Hamilton and Washington) experienced with diesel and CNG buses reflect maintenance costs of 2 to3 times the $.14/km used in the consortium’s estimate. For example, The US Department of Energy reports the Washington Metropolitan Area Transit Authority (WMATA), operating with the Cummins Westport engine, has maintenance costs of US$0.52/mile or CA$.39/km on 164 CNG buses. Hamilton, also using the Cummins Westport engine, reports similar cost experience to WMATA. Using the US DOE findings generates a NPV savings change of -$33M to the Enbridge Group savings estimate.

· Fuel Station Maintenance: Discussions with the Enbridge consortium confirmed that they reviewed the TTC tendered portion only of fuel station maintenance (contract costs ranged from $.029/km to $.065/km in 2001 to 2003) and not the full cost of station maintenance. The total fuel station maintenance costs (in-house and contracted) reported by TTC are $.15/km. These order of magnitude costs are supported by other transit operations such as Hamilton, the only major Canadian city using current CNG technology, which cites fuel station maintenance costs as a major cost component leading to their decision to cease procurement of CNG buses in 2004. The Enbridge consortium’s estimate of $.03/km is based on their experience operating public station facilities. The consortium’s annual maintenance costs for over 30 stations are less than the tendered-only portion of the TTC fuel station maintenance costs, indicating that transit refueling stations are significantly more expensive to operate than public sites (higher capacity, faster fill rates, larger compressors, etc are likely contributing factors). Using TTC reported actual costs of fuel station maintenance creates a NPV savings change of -$21M to the Enbridge consortium’s estimate.

· Total NPV Savings Impact: Considering the above three factors adjust the consortium’s estimated savings by -$74M. If only one facility were to be provided as per the Enbridge Group submission, the CNG implementation would still generate a net additional cost of $18M to the City.

Taking the above three factors into consideration would result in the CNG bus proposal costing the City at least $38M NPV greater than the hybrid bus option reported on by the National Research Council. Fleet Services also completed a duplication of the Enbridge consortium’s LCC model and has ~~have~~ run a number of sensitivity cases to assess the impact of various assumptions on the net present value savings claimed. The primary conclusion of the Fleet Services review was that the risks and costs associated with pursuing a CNG option for City buses would be unacceptably high, which is in line with recent findings from other Canadian and United States municipalities. In staff’s opinion, not only is there a high probability of exceeding the CNG costs estimated by the Enbridge consortium, but overall LC costs are likely to be substantially higher, as compared with both conventional diesel and diesel-electric hybrid options. The conclusion is that CNG does not present a viable financial option to the City of Ottawa. The cost variances are summarized in Document 1 appended to this report.

Reliability

The Enbridge consortium claimed improved reliability with the latest version of the C+ engine. Latest CNG technology users such as Hamilton indicate that the C+ engine is better than previous versions but still less reliable than diesel. The hybrid bus is approaching the reliability of diesel buses as reported by New York City. New York City is the largest operator of hybrid transit buses and also has over 200 CNG buses in service. Emissions solutions for diesel engines have kept pace with regulatory requirements and this trend continues with engines now meeting 2007 standards available; this trend is expected to continue to 2010 standards. Therefore it is assessed there is no reliability advantage for CNG buses compared to hybrid buses.

Environment

The Enbridge Group claims the CNG bus is the cleanest available environmental solution. CNG has historically had advantages in some regulated emissions; however, the emergence of current clean-diesel technology and hybrids has significantly changed the situation. Environment Canada and the Northeast Advanced Vehicle Consortium (NAVC), a public-private research consortium, have done extensive testing and comparison of competing technologies. The following are considered relevant observations regarding the merits of CNG emissions:

· NAVC reports that diesel-electric hybrids operating under severe duty cycles (assessed as comparable to those recommended by NRC for use in Ottawa) produce less emission than CNG buses;

· Hybrid buses have an advantage in non-regulated emissions such as GHGs. This has significant relevance in Canada that has ratified the Kyoto Protocol, whereas the USA has not;.

· CNG has no renewable fuel option such as bio-fuels.

The conclusion from this is that under the NRC recommended Ottawa duty cycles (ie high stop frequency, low speed), CNG presents no environmental benefit compared to hybrid diesel-electric buses.

Directional

The Enbridge consortium claims that CNG represents the path to hydrogen and furthermore that “all fuel cell buses will carry pressurized vessels on board and will need to be regularly refueled using essentially the same infrastructure as today’s CNG buses”. This is not supported by current thinking in the transit business, which strongly indicates that the path to hydrogen is very unclear, whilst the path to zero tailpipe emissions is through electric propulsion systems. Furthermore, electric propulsion technology is available now in the form of hybrid electric vehicles, and in particular hybrid gasoline-electric for passenger cars and hybrid diesel-electric for transit buses.

By adapting hybrid technology as soon as possible, the City will have an opportunity to realize immediate operational savings, while staff gain valuable new experience with electric propulsion infrastructure. Our recent Ottawa hybrid feasibility study[1] has shown that hybrid diesel-electric technology offers significant savings on high-stop density, low-speed routes; i.e., fuel reductions of 17% to 26% (with comparable reductions in green house gases and criteria air contaminants) as well as a significant reduction in brake maintenance costs, when compared to conventional diesel. Consequently, current hybrid transit technology is well suited for operation in Ottawa’s congested downtown areas, and may also be ideal for a future “hub and spoke” operation centred on Light Rail Transit.

Hybrid vehicles have the added advantage of gaining from future advances in both internal combustion engine as well as electric drive-train technologies. Significant performance improvements in hybrid bus propulsion are likely in the near-term driven by:

· Smaller and cleaner hybrid bus diesel engines, meeting future, more stringent emission requirements;

· Higher torque traction motors for the electric drive;

· Smarter control systems permitting, for example, engine off when the bus stops;

· More by-wire technology with electric/electronic servo systems;

· Higher energy density batteries coupled with ultra-capacitors, to maximize brake regeneration and electric-only mode capability.

Another important factor that bodes well for hybrid diesel-electric buses is the parallel development that is ongoing for the light-duty vehicle hybrid market, which is centred on liquid petroleum fuels for the engine component, gasoline now but probably targeting the more efficient diesel engine in the future. One only has to observe the similarities between the Toyota Prius electric drive system and the Allison parallel drive for buses to appreciate that transit will benefit by developments in the light vehicle market. For transit application, indications are that the diesel component of the propulsion system will likely continue to get smaller and cleaner as the electric component becomes more dominant, eventually probably providing an extended range capability for zero tailpipe emissions in the electric mode. This capability would be well suited to Ottawa’s operational mix, allowing efficient clean diesel operation on cruise portions of the transit system, where torque requirements are minimal, coupled with electric-only propulsion to launch the vehicle and for urban routes.

Without doubt, hydrogen represents the ultimate energy source because it is the simplest element in nature, invisible, odourless and non-toxic, and is potentially readily available either in water or in carbon compounds. However, it is not available naturally in a form that can be used as a fuel, hence chemical processing is required. Consequently, the cost–effective generation, distribution and storage of hydrogen fuel remain formidable problems that require long-term solutions. Once hydrogen is readily available, the zero tail pipe emissions and superior energy efficiency of an electro-chemical fuel cell device that produces electricity for propulsion will give fuel cells a decided advantage over burning hydrogen in internal combustion engines. By the time hydrogen fuel is commercially available, Ottawa’s electric propulsion expertise, gained through the use of hybrid vehicles, will make the transition to hydrogen fuel, no matter what form the hydrogen takes – solid, liquid or gas – much more seamless.

There are many potential routes to manufacturing hydrogen but a growing consensus seems to be that production of hydrogen using non-renewable petroleum-based fuels (including natural gas) will not be cost-effective or environmentally friendly. For example, a recent study prepared for Natural Resources Canada using a “well-to-wheel” lifecycle approach concluded that for heavy-duty vehicles (including transit buses), the most competitive pathway to hydrogen mass-production would be through decentralized methanol reforming[2]. For this process, hydrogen is produced at the fuel station itself (on-site, with no distribution requirement), by reforming a liquid methanol feedstock using high temperature steam. Other pathways included in this study were centralized hydrogen production by reforming natural gas and then distributing it to fuelling stations via pipeline, decentralized natural gas reforming at the fuel station itself, decentralized reforming of gasoline, and centralized production using electrolysis with electricity from a variety of sources. The study normalized the results using fuel costs on a per kilometre basis, with decentralized methanol reforming 9% more expensive than baseline diesel for heavy-duty vehicles, and the next most economical process, decentralized natural gas reforming, 31% more costly than diesel.

Methods for cost effective and environmentally acceptable mass-production of hydrogen fuel are currently under development worldwide, such as the next generation high-temperature gas-cooled nuclear reactor that Japan is developing, which incorporates a thermochemical iodine-sulphur process for hydrogen production[3]. Additionally, there are other areas related to hydrogen distribution and storage where development effort is ongoing. In gas form, existing natural gas infrastructure cannot be adaptable for hydrogen because of the unique properties of hydrogen including small molecular size leading to permeation and sealing problems, low energy density and lower compressibility at high pressure, increased flammability range, and hydrogen embrittlement/hydrogen-induced cracking in metals that come in contact with hydrogen. Consequently, for example, Transport Canada has determined that for on-board storage of hydrogen gas, a new standard and new cylinder design are required[4]. Alternatively, to store hydrogen in cryogenic liquid form requires very low temperature cooling and insulated containers. Hydrogen can also be stored as a solid in metal hydride form, as exemplified by the development program launched by General Motors and Sandia National Laboratories, to develop and test a solid-state hydrogen fuel for onboard storage[5].

In summary, there is currently no clear path to a cost-effective means for mass-producing and supplying hydrogen and to make a transit decision now favouring a CNG pathway to hydrogen is not supportable, hence carries an unacceptably high level of risk. Conversely, electric propulsion as a means leading to zero tailpipe emissions is no longer in question and is currently available in the form of hybrid diesel/gasoline-electric vehicles that offer a compatible transition to hydrogen fuel, whenever it becomes available.

CONCLUSION

The Enbridge consortium’s proposal when analysed does not provide advantage in the mid-term, - financially, in reliability, environmentally, nor directionally and therefore will not be pursued further.

CONSULTATION

FINANCIAL IMPLICATIONS

Operating Implications

The 2005 budget identified continued budget pressures for 2006 and 2007, even after considering rate of inflation increases in fees and service charges and taking into account assessment growth from new properties. Without adding any new programs or capital projects, the 2006 tax increase is estimated at approximately seven percent.

As in the 2005 budget, there are basically four means of funding additional program requests: identifying new sources of revenue, offsetting program reductions, increasing existing fees, or increasing taxes. Operating costs in excess of those predicted by the Enbridge consortium of $54 million over the life cycle of the vehicles would likely be offset by an additional tax increase. These operating costs could result in as much as $3 million yearly operating pressures and a resulting additional tax increase of 0.4 percent on an annual basis.

Capital Implications

The purchase of 226 growth and replacement buses between 2006 and 2008 was identified in the Long Range Financial Plan and the 2006–2014 Capital Forecast. The adoption of CNG technology, however, is not within the available envelopes identified in the 2005 budget documents without displacing other existing projects due to $33 million in anticipated initial start up costs. These costs would be offset by $27 million between 2006 and 2008 due to the fact that a CNG bus is approximately $120,000 less expensive than a the budgeted cost of a Hybrid. The residual $6 million would remain outside the available envelope.

SUPPORTING DOCUMENTATION

Document 1 – Enbridge Group Proposal Savings Analysis

Rapport au/Report to:

Comité des transports

Transportation Committee

et au Conseil/ and Council

le 13 octobre 2005 / 13 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 x2201, Ron.Gillespie@ottawa.ca

À l’échelle de la ville

Ref N°: ACS2005-PWS-FLT-0004

OBJET:	OPTION DES AUTOBUS ALIMENTÉS AU GAZ NATUREL AU LIEU D’AUTOBUS À système de propulsion HYBRIDE DIESEL-ÉLECTRIQUE

SUBJECT:	NATURAL GAS OPTION IN LIEU OF DIESEL-ELECTRIC HYBRID BUSES

RECOMMANDATION DU RAPPORT

Que le Comité des transports et le Conseil municipal prennent connaissance du présent rapport.

REPORT RECOMMENDATION

That the Transportation Committee and Council receive this report for information.

RÉSUMÉ

La Stratégie de réduction des émissions du parc automobile (SREPA), approuvée en 2002 et mise à jour en 2004, propose la technologie des moteurs hybrides diesel-électriques comme solution à moyen terme dans la transition vers un parc de véhicules de transport en commun qui ne produit aucune émission. L’option d’utiliser le gaz naturel comprimé (GNC) a été examinée puis rejetée à cause de la dépense en capital jugée trop élevée et du fait qu’elle ne procure pas d'avantage en termes d'émission par rapport aux moteurs à carburant diesel propre et aux hybrides diesel-électriques qui ont continué d’évoluer.

En 2004, Enbridge Gas Distribution avait approché le Directeur municipal afin de proposer une solution à moyen terme basée sur le GNC. Leurs données étant alors incomplètes, le Directeur municipal a demandé aux Services du parc automobile de collaborer avec Enbridge en vue de leur fournir commentaires et renseignements techniques nécessaires pour compléter leurs données. Commentaires et renseignements ont donc été échangés entre le personnel des deux organisations au cours de la dernière année.

En août 2005, un consortium dirigé par Enbridge et regroupant Cummins Westport et Clean Energy a présenté une proposition non sollicitée au Directeur municipal et au Directeur municipal adjoint, Services et Travaux publics, dans le but d’acquérir des autobus alimentés au GNC plutôt que des autobus à moteurs hybrides diesel-électriques tels que considérés lors de l’étude sur les autobus hybrides et dont l’acquisition est prévue entre 2007 et 2009, et ce, pour les quatre raisons principales suivantes: financière, fiabilité, environnementale et directionnelle. Leur soumission a reconnu le coût élevé et l’inefficacité de la première génération des moteurs au GNC, mais a allégué que les moteurs de deuxième et troisième génération ont modifié la situation financière de façon significative.

Le personnel des Services du parc automobile a analysé leur proposition et a rencontré par la suite le personnel du consortium afin de passer en revue les sources des données et les hypothèses. Le personnel des Services du parc automobile a également rencontré d’autres organisations de transport en commun et organismes fédéraux. L’analyse a compris aussi la révision de la Stratégie de réduction des émissions du parc automobile. Ces travaux ont confirmé la validité de la Stratégie de réduction des émissions du parc automobile, malgré l’apport des nouvelles données de coût fournies par le consortium, et ont aussi confirmé que le choix de la technologie des moteurs hybrides diesel-électriques demeure la technologie appropriée comme solution à moyen terme.

Consultation publique/information provenant du public

Enbridge Gas Distribution, Cummins Westport Inc. et Clean Energy Fuels ont été consultés lors de l'analyse de cas non sollicitée. Aucune autre consultation publique ou information provenant du public n'ont été obtenues dans le cadre de cette analyse commerciale de cas étant donné sa nature administrative.

CONTEXTE

Les Services du parc automobile ont révisé l’option des autobus fonctionnant au GNC pour Ottawa depuis l’analyse entreprise pour la Stratégie de réduction des émissions du parc automobile approuvée par le Conseil en 2002. La SREPA mise à jour de 2004 reconfirmait que le GNC n'était pas l'alternative préférée comme solution à moyen term dans la transition vers l'objectif stratégique principal d'un parc d’autobus qui ne produit aucune émission. Dans l’industrie du transport en commun, la plupart des organisations qui ont fait l’expérience du GNC (par exemple Toronto, Brampton, New York, Washington, Mississauga, London, Waterloo, Burlington, Cornwall et Hamilton) optent maintenant pour des autobus à carburant diesel propre ou des autobus hybrides et ont abandonné ceux utilisant le GNC. La seule exception canadienne est Translink en Colombie-Britannique. Les organisations de transport en commun invoquent des frais de mise en place d’infrastructures substantiels et des coûts importants d’entretien continu des autobus fonctionnant au GNC par rapport aux autres modèles.

Durant l’été 2004, Enbridge a présenté au Directeur municipal une proposition afin de considérer l’achat d’autobus fonctionnant au gaz naturel comprimé (GNC) pour le service du revenu d’Ottawa. À cette époque, les données présentées étaient inadéquates pour rendre une décision éclairée et le Directeur municipal a consenti à ce que les Services du parc automobile fournissent à Enbridge les données relatives aux besoins du parc automobile afin que l’entreprise puisse élaborer son modèle de prévision des coûts.

À la fin du mois de novembre 2004, Enbridge a présenté aux Services du parc automobile un premier modèle de coût du cycle de vie pour les autobus fonctionnant au GNC, en comparaison avec les coûts des autobus à moteur diesel conventionnel et à moteur hybride diesel-électrique. Les Services du parc automobile ont entamé des discussions avec Enbridge relativement à leur modèle de prévision des coûts. Par la suite, le personnel des Services du parc automobile a entrepris un examen de la documentation d'Enbridge inclant une première approximation sommaire du modèle de coût du cycle de vie pour évaluer en premier lieu la méthodologie employée et l'exactitude des hypothèses sous-jacentes. À cette époque, les Services du parc automobile ont noté plusieurs sujets de préoccupation et une réponse détaillée a été préparée et acheminée au personnel d’Enbridge au début du mois de mars 2005.

Enbridge a répondu avec une seconde analyse révisée et clarifiée en avril 2005 et a demandé une fois de plus aux Services du parc automobile de revoir leur modèle actualisé. En mai 2005, le personnel des Services du parc automobile a rencontré les représentants d’Enbridge à Ottawa afin de discuter davantage du modèle d’Enbridge. Pendant ce temps, le Conseil national de recherches du Canada commençait à rendre disponibles les résultats de l’Étude de faisabilité sur les autobus hybrides. Ceci a permis au personnel d’évaluer les coûts, en particulier ceux liés aux économies de carburant selon les essais d'autobus hybrides effectués dans les conditions hivernales à Ottawa.

EXAMEN

Avant que l’étude de la deuxième soumission d’Enbridge entreprise par les Services du parc automobile ne soit terminée, un consortium composé d’Enbridge, de Clean Energy et de Cummins Westport a présenté au Directeur municipal et au Directeur municipal adjoint, Services et Travaux publics, une proposition faisant état d’une valeur actualisée nette (VAN) des économies de l’ordre de 36 M$ si 226 autobus au gaz naturel comprimé (GNC) étaient achetés plutôt que les 226 autobus équipés de moteurs hybrides diesel-électriques. La présentation du consortium faite en août 2005 mettait l’accent sur les quatre raisons principales suivantes pour justifier cette proposition:

financière
de fiabilité
environnementale
directionnelle

Ces questions ont été examinées et mises en relation avec la Stratégie de réduction des émissions du parc automobile (SREPA) qui jette les bases du maintien du choix de la technologie des moteurs hybrides diesel-électriques. La SREPA a rejeté le GNC pour les motifs suivants:

· coûts des infrastructures (initiaux et opérationnels);

· les objectifs de réduction des émissions peuvent être atteints et surpassés avec les autres technologies.

Le 12 août 2005, le consortium a révisé ses projections de coûts et a demandé à rencontrer le personnel des Services du parc automobile afin de fournir davantage de renseignements par rapport à leur analyse. Cette rencontre s’est tenue le 22 août 2005.

Le présent rapport examine la proposition du consortium Enbridge en fonction des discussions et des réunions subséquentes avec le consortium, ainsi que des discussions avec des représentants d’organisations de transport en commun et des fonctionnaires gouvernementaux pour confirmer les sources et l’utilisation des renseignements présentés.

Aspect financier

Par rapport à la technologie des moteurs hybrides diesel-électriques, le consortium a initialement fait état d’une valeur actualisée nette des économies entre 14 M$ et 29 M$, qu'il a par la suite ajusté à une VAN entre 21 M$ et 36 M$. Il fut estimé que leurs analyses et hypothèses comportent les lacunes suivantes qui ont des effets sur la VAN:

· Coûts des infrastructures: Des discussions avec le consortium Enbridge ont confirmé que les coûts des infrastructures étaient basés sur un coût moyen provenant d’une étude de la société McCormick Rankin entreprise pour le compte de la Toronto Transit Commission (TTC) portant sur un garage. Étant donné que les 226 autobus représentent un tiers du parc d’autobus de 40 pieds de la ville, au moins deux des quatre garages municipaux devraient être rénovés ainsi que les ateliers afférents. Le Groupe Enbridge a évalué les coûts à 13 M$ pour un garage. Le besoin minimal tel qu'estimé par la ville comprend deux garages, un atelier principal de réparations et des installations de ravitaillement dont l’ensemble coûterait au minimum 33 M$ selon les plus récentes évaluations de coûts unitaires disponibles (McCormick Rankin). Cette différence entre les deux évaluations crée un écart de la VAN de -20 M$ par rapport aux estimations d'économies du consortium.

· Coûts d’entretien des autobus: Le consortium Enbridge a indiqué que leurs données sur les coûts d’entretien des autobus étaient dérivées d’un rapport publié par la coentreprise Cummins Westport sur la société de transport Pierce Transit à partir de la première année d'exploitation du nouveau parc. Les coûts d’exploitation rapportés par d’autres sociétés de transport en commun (par exemple de Hamilton et de Washington) utilisant des autobus au carburant diesel et au GNC comportent des frais d'entretien supérieurs de 2 à 3 fois aux coûts de 0,14 $/km utilisés dans les évaluations du consortium. Par exemple, le Department of Energy américain rapporte que le Washington Metropolitan Area Transit Authority (WMATA), lequel se sert des moteurs Cummins Westport, rapporte des frais d’entretien de 0,52 $US/mille (0,39 $CAN/km) pour 164 autobus ravitaillés au GNC. La ville d'Hamilton, qui se sert également du moteur Cummins Westport, rapporte des coûts similaires à ceux du WMATA. Ainsi, à partir des recherches du DOE américain, l'écart de la VAN est de -33 M$ par rapport aux estimations d’économies du Groupe Enbridge.

· Entretien d'une station de ravitaillement: Des discussions avec le consortium Enbridge ont confirmé qu’il a seulement tenu compte de la portion cédée par appel d’offres du TTC pour l’entretien d’une station de ravitaillement (coûts du contrat s’établissant entre 0,029 $/km et 0,065$/km de 2001 à 2003) et non du coût total de l’entretien d’une station. Les coûts totaux d'entretien d'une station de ravitaillement (internes et à contrat) rapportés par le TTC sont de 0,15 $/km. Cet ordre de grandeur par rapport aux coûts est équivalent à celui d’autres sociétés de transport en commun telles que Hamilton, seule ville canadienne d’importance utilisant la technologie actuelle du GNC. Ses représentants déclarent par ailleurs que ce sont ces coûts d’entretien d’une station de ravitaillement, qui comptent pour une part importante des coûts totaux, qui ont mené à la décision de cesser d'acheter des autobus au GNC en 2004. Les estimations du consortium Enbridge à 0,03 $/km sont basées sur leur expérience en tant qu’exploitant d’installations de stations publiques. Les coûts annuels d’entretien du consortium pour plus de 30 stations sont moins élevés que la seule portion cédée par appel d’offres des coûts d’entretien d’une station de ravitaillement du TTC, indiquant ainsi que les stations de ravitaillement du transport en commun s’avèrent considérablement plus dispendieuses à exploiter que des stations publiques (capacités accrues, débit de remplissage plus rapide, compresseurs plus puissants et autres comptent probablement parmi les facteurs contributifs). L'utilisation des coûts réels rapportés par le TTC pour l'entretien d'une station de ravitaillement crée un écart de la VAN de -21 M$ par rapport aux estimations d’économies du consortium Enbridge.

· Impact total sur la VAN des économies: En considérant les trois facteurs ci-dessus, l’écart de la VAN des économies se situe à -74 M$ par rapport aux estimations du consortium. Advenant qu’une seule des installations soit attribuée au Groupe Enbridge selon l’étude soumise, la mise en œuvre d'autobus au GNC constituerait tout de même un coût net additionnel de 18 M$ pour la ville.

La prise en compte des trois facteurs nommés ci-dessus dans la proposition d'autobus au GNC coûterait au minimum à la ville une VAN de 38 M$ de plus que l’option d’autobus hybrides telle que décidée par le Conseil national de recherches du Canada. Les Services du parc automobile ont également réalisé une duplication du modèle du coût du cycle de vie du consortium Enbridge et ont conduit un certain nombre d’analyses de sensibilité afin d’évaluer les impacts selon diverses hypothèses sur la VAN des économies déclarées. La première conclusion qui s’est dégagée de l’examen des Services du parc automobile montrait que les risques et coûts associés à l'option du GNC pour les autobus municipaux seraient trop élevés, ce qui correspond aux récentes recherches conduites par d’autres municipalités canadiennes et américaines. De l'avis du personnel, non seulement il existe une forte probabilité que les coûts reliés aux autobus au GNC soient supérieurs aux prévisions du Groupe Enbridge, mais les coûts du cycle de vie dans l’ensemble risquent d’être considérablement plus élevés comparativement aux options du moteur diesel conventionnel et du moteur hybride diesel-électrique. La conclusion à retenir est que le GNC ne constitue pas une option financière viable pour la Ville d’Ottawa. Les écarts de coût sont résumés au document 1 produit en annexe du présent rapport.

Aspect de fiabilité

Le consortium Enbridge prétend que la dernière version du moteur C+ démontre une fiabilité améliorée. Les derniers utilisateurs de la technologie du GNC tels que Hamilton rapportent que le moteur C+ est plus efficace que les versions précédentes mais demeure tout de même moins fiable que celui au carburant diesel. C’est l'autobus hybride qui ressemble le plus aux autobus au diesel en termes de fiabilité, comme l’indique la ville de New York. Cette ville représente l'opérateur le plus important d'autobus urbains hybrides avec un parc actif de 200 autobus au GNC. Les solutions par rapport aux émissions produites par les moteurs diesel se sont maintenues à l’égard de la réglementation et cette tendance continue avec des moteurs qui respectent déjà les normes énoncées de 2007; cette tendance est prévue de se poursuivre ainsi jusqu'aux normes de 2010. Pour ces raisons, il est estimé qu'il n'existe pas d'avantage à utiliser des autobus s'alimentant au GNC par opposition aux autobus hybrides.

Aspect environnemental

Le Groupe Enbridge déclare que les autobus au GNC représentent la solution environnementale disponible la plus propre qui soit. Historiquement, le GNC a déjà présenté des avantages en termes de certaines émissions réglementées. Cependant, l’émergence de technologies basées sur du carburant diesel propre et des moteurs hybrides a considérablement changé la situation. Environnement Canada et le consortium Northeast Advanced Vehicle Consortium (NAVC), un partenariat public-privé de recherches, ont réalisé des essais approfondis et des comparaisons entre les deux technologies. Les observations suivantes sont considérées pertinentes par rapport aux fonds des émissions du GNC:

· Le NAVC rapporte que les véhicules à moteur hybride diesel-électrique soumis à des cycles de service intensifs (évalués par rapport aux cycles de travail recommandés par le CNRC pour la Ville d’Ottawa) produisent moins d’émissions que les autobus au GNC;

· Les autobus hybrides offrent un net avantage relativement aux émissions non réglementées par exemple des gaz à effet de serre. Cet attribut est important pour le Canada qui a ratifié le protocole de Kyoto, contrairement aux États-Unis;

· le GNC ne présente aucune option de combustible renouvelable comme les biocarburants.

La conclusion à partir de ces observations est que pour les cycles de service recommandés à la Ville d’Ottawa par le CNRC (à savoir grande fréquence d’arrêts, basse vitesse), le GNC ne présente aucun avantage environnemental par rapport au moteur hybride diesel-électrique.

Aspect directionnel/stratégique

Le consortium Enbridge déclare que le GNC constitue la voie à suivre vers l’hydrogène et que de plus « tous les autobus à piles à combustible devront comprendre des réservoirs pressurisés et devront être ravitaillés régulièrement à partir principalement des mêmes infrastructures que celles nécessaires pour les autobus au GNC d'aujourd'hui ». Cette idéologie n’est pas reprise dans les modes de pensée actuelles dans le monde du transport en commun, qui indiquent fortement que la voie vers l’hydrogène est loin d'être claire, alors que la voie vers une émission nulle passera par des systèmes à propulsion électrique. De plus, la technologie de propulsion électronique est disponible dès maintenant sous forme de véhicules hybrides électriques, et plus particulièrement des moteurs hybrides essence-électriques pour les automobiles et des moteurs hybrides diesel-électriques pour les autobus urbains.

En adaptant la technologie hybride dès que possible, la Ville aura la possibilité de réaliser dès le départ des économies au niveau de l’exploitation, tout en permettant au personnel de profiter d’une expérience nouvelle intéressante avec une infrastructure adaptée à la propulsion électrique. La récente étude de faisabilité sur la technologie hybride[6] que nous avons effectué pour la Ville d'Ottawa a démontré que la technologie hybride diesel-électrique permet des économies substantielles en tenant compte de la grande fréquence d'arrêts, des vitesses réduites, à savoir des réductions de consommation de carburant de l’ordre de 17 à 26 % (ainsi que des réductions comparables au niveau des gaz à effet de serre et des principaux contaminants atmosphériques) ainsi que des réductions importantes en matière de coût d’entretien des freins, lorsque placés en parallèle avec le carburant diesel conventionnel. Par conséquent, la technologie hybride actuelle transitoire convient bien à l'exploitation des zones du centre-ville d'Ottawa congestionnées, et pourrait également s'avérer idéale dans le cadre futur d'activités disposées en étoile à partir du réseau de train léger sur rail.

Les véhicules hybrides présentent le net avantage de profiter des futures percées tant au niveau des moteurs à combustion interne qu’aux niveaux des technologies sur les moteurs à transmission électrique. Des améliorations importantes en termes de rendement pour les autobus hybrides à propulsion adresseront sans doute à court terme les points suivants:

· des moteurs diesel pour autobus hybrides plus compacts et plus propres, respectant ainsi les exigences futures plus sévères en matière d'émission;

· des moteurs à traction du couple plus puissants pour la propulsion électrique;

· des systèmes de contrôle plus « intelligents » permettant, par exemple, d’éteindre le moteur lorsque l’autobus s’arrête;

· davantage de technologies des commandes électriques pour les servomécanismes électriques et électroniques;

· des batteries à haute densité énergétique jumelées à des ultracondensateurs pour optimiser la régénération des freins et la capacité de rouler en mode électrique seulement.

Un autre facteur important qui prêche en faveur des autobus hybrides diesel-électriques est les recherches parallèles en cours sur le marché des véhicules hybrides légers, qui utilisent des combustibles liquides du pétrole pour l’organe de moteur, de l’essence pour l’instant, mais qui visent à rendre plus efficaces les moteurs diesel dans le futur. Quiconque peut observer les similarités entre le système de transmission électrique de la voiture Prius de Toyota et le système d’entraînement parallèle Allison pour les autobus peut comprendre les bénéfices qui seront tirés pour le transport en commun des découvertes dans le marché des véhicules légers. À l'égard d'une application urbaine, les indications montrent que la composante diesel du système de propulsion continuera probablement à être plus compacte et plus propre plus la composante électrique s'agrandira, pour finalement peut-être fournir une large capacité de ne plus produire d'émission en mode électrique. Cette capacité s'intégrerait bien à la composition relative opérationnelle de la Ville d’Ottawa, permettant des trajets efficaces avec du carburant diesel propre sur le réseau urbain, où les besoins de couple sont minimaux, jumelés à la seule propulsion électrique pour démarrer le véhicule ainsi que pour les lignes urbaines.

Sans aucun doute, l’hydrogène représente la source d’énergie ultime étant donné qu’il s’agit de l’élément le plus simple de la nature, invisible, inodore et non toxique, et qu’il est potentiellement déjà disponible dans l’eau ou dans les composés du carbone. Par contre, il n’est pas disponible de façon naturelle sous une forme pouvant servir de carburant; d’où la nécessité d’une procédure chimique. Par conséquent, la production efficiente, la distribution et l’entreposage de l’hydrogène comme carburant demeurent des obstacles formidables qui appellent des solutions à long terme. Une fois que l’hydrogène sera facilement disponible, les zéro émissions des tuyaux d’échappement et l’efficacité énergétique supérieure d’un dispositif à pile à combustible électrochimique conféreront aux piles à combustible un avantage marqué par rapport à la combustion d'hydrogène dans des moteurs à combustion interne. D'ici à ce que l'hydrogène comme combustible soit disponible commercialement, le savoir-faire de la Ville d’Ottawa en matière de propulsion électrique, acquise grâce à l’utilisation des véhicules hybrides, rendra la transition plus aisée lors de l'utilisation d’hydrogène comme combustible, peu importe la forme que l’hydrogène prendra: solide, liquide ou gazeux.

Il existe beaucoup de techniques potentielles pour la fabrication d’hydrogène mais un consensus semble se dessiner à l’effet que la production d’hydrogène à partir de combustibles à base d’hydrocarbures non renouvelables (notamment le gaz naturel) ne sera pas efficiente ni sans risque pour l’environnement. À titre d’exemple, une étude récente préparée pour Ressources naturelles Canada, à partir d’une approche de cycle de vie complet, a conclu que pour les véhicules utilitaires lourds (incluant les autobus urbains), la méthode la plus efficace de production à grande échelle d’hydrogène résiderait dans le reformage du méthanol décentralisé[7]. Selon cette procédure, l’hydrogène est produit à la station de ravitaillement elle-même (sur place, ne requérant aucune distribution), par le reformage du méthanol liquide de base en utilisant de la vapeur à haute température. D’autres méthodes examinées dans cette étude se penchaient sur la production centralisée d’hydrogène par le reformage de gaz naturel suivi de sa distribution vers les stations de ravitaillement par pipeline, le reformage de gaz naturel décentralisé à la station de ravitaillement elle-même, le reformage d’essence décentralisé et la production centralisée à l’aide d’électrolyses en utilisant de l’électricité provenant de sources diverses. L’étude normalisait les résultats en se basant sur les coûts de carburant par kilomètre, en utilisant du méthanol décentralisé 9 % plus dispendieux que le diesel de base pour les véhicules utilitaires lourds, alors que la deuxième méthode la plus économique, celle du reformage du gaz naturel décentralisé, est 31 % plus dispendieuse que le diesel.

Les méthodes efficientes et sans risque pour l’environnement, en vue de produire à grande échelle l’hydrogène comme combustible, sont actuellement étudiées à l’échelle mondiale. Celles qui utilisent la prochaine génération de réacteur nucléaire à haute température refroidi au gaz que le Japon mettent au point et incorporent un procédé thermochimique à base d'iode et de soufre pour la production d'hydrogène[8]. De plus, il existe d’autres secteurs reliés à la distribution et l’entreposage d’hydrogène qui font l’objet de recherches. Sous sa forme gazeuse, les infrastructures actuelles de gaz naturel ne peuvent être adaptées à l’hydrogène étant donné ses propriétés uniques dont sa petite taille moléculaire qui peut causer des problèmes de perméabilité et d’étanchéité, sa basse densité énergétique, sa faible compressibilité face à des hautes pressions, une portée d’inflammabilité accrue, et la fragilisation par l’hydrogène/métallisation par l’hydrogène relativement aux métaux au contact de l’hydrogène. Par conséquent, Transport Canada, par exemple, a déterminé que pour l’entreposage à bord de véhicules de gaz d’hydrogène, une nouvelle norme et une nouvelle conception de réservoir étaient requises[9]. Autrement, entreposer l’hydrogène sous forme de liquide cryogénique demande un refroidissement à très basse température et des contenants isothermes. L’hydrogène peut également être conservé sous forme hybride métallique, tel qu'il a été démontré dans le cadre d’un programme de recherches mis sur pied par General Motors et Sandia National Laboratories, afin d’élaborer un carburant à base d’hydrogène sous forme solide pour fins d'entreposage à bord[10].

En résumé, il n’existe pas de méthode claire et efficace de production de masse et de fourniture d’hydrogène et prendre une décision pour le bien du transport en commun en favorisant la voie du GNC vers l’hydrogène maintenant n’est pas défendable, étant donné le degré élevé inacceptable de risque mis en cause. Réciproquement, la propulsion électrique en tant que moyen pour arriver à zéro émission des tuyaux d'échappement n'est plus mise en doute et est actuellement disponible sous forme de véhicule hybride diesel/essence-électrique qui offre la compatibilité pour effectuer la transition vers l’hydrogène comme combustible, lorsque cette solution deviendra disponible.

CONCLUSION

La proposition du consortium Enbridge, une fois analysée, ne comporte pas d’avantage en termes financiers, de fiabilité, environnementaux et directionnels dans le cadre d’une solution transitoire. L'option proposée ne sera donc pas retenue.

CONSULTATION

INCIDENCES FINANCIÈRES

Incidences opérationnelles

Le budget 2005 a déterminé des pressions budgétaires qui persisteront en 2006 et 2007, même après avoir tenu compte des hausses du taux d'inflation au niveau des taxes et redevances et en prenant compte la hausse de l'évaluation des nouvelles propriétés. Sans ajout de nouveaux programmes ou de projets d'investissement, l'augmentation des taxes pour 2006 est évaluée à environ sept pour cent.

Comme pour le budget 2005, il existe au fond quatre sources de demandes de financement pour des programmes additionnels: la détermination de nouvelles sources de revenus, la compensation par des réductions de programmes, l'accroissement des frais existants ou l'augmentation des taxes. Les coûts d'exploitation excédant ceux prédits par le consortium Enbridge de 54 millions de dollars au cours du cycle de vie des véhicules pourraient probablement compensés par des taxes additionnelles. Ces coûts d'exploitation pourraient occasionner des pressions budgétaires de l'ordre de 3 millions de dollars annuellement ce qui engendrerait une augmentation des taxes de 0,4 pour cent sur une base annuelle.

Incidences en termes d'investissement

L'achat de 226 autobus nouveaux et de replacement entre 2006 et 2008 a été établi dans le Plan financier à long terme et le Plan des dépenses en capital 2006-2014. L'adoption de technologie basée sur le GNC, cependant, ne fait pas partie des enveloppes budgétaires déterminées disponibles dans le cadre du budget 2005 et son adoption ne pourrait se faire sans nuire à d'autres projets existants étant donné les coûts initiaux de démarrage anticipés de 33 millions de dollars. Environ 27 M$ seraient récupérés entre 2006 et 2008 par l'achat d'autobus au GNC dont le coût est d'environ 120 000 $ inférieur au coût prévu d'un autobus hybride. La différence de six millions de dollars se verrait non couverte par l'enveloppe disponible.

DOCUMENTATION À L’APPUI

Document 1: Analyse des économies présentée par le Groupe Enbridge

DOCUMENT 1

ANALYSE DES ÉCONOMIES PRÉSENTÉES PAR LE GROUPE ENBRIDGE

Le Groupe Enbridge a proposé une solution au GNC par opposition à celle des moteurs hybrides diesel-électriques dont la valeur actualisée nette (VAN) des économies varie entre 21 M$ et 36 M$ (précédemment établie entre 14 M$ et 29 M$). Le tableau suivant présente en premier lieu les économies prévues maximales de 36 M$ (partie ombrée en gris), puis les données sur les infrastructures de McCormick Rankin, ensuite les renseignements sur l'entretien des autobus du DOE américain (WMATA) et finalement les données du TTC sur l’entretien d’une station de ravitaillement, le tout par rapport aux économies prévues (partie ombrée en jaune). Cet exercice montre facilement l’érosion des économies prévues relativement à un coût additionnel du cycle de vie d’environ 38 M$ par rapport à l’option des autobus hybrides diesel-électriques.

Écart de la VAN des économies

VAN prévue du Groupe

Estimation brute du coût du cycle de vie de l’infrastructure du Groupe Enbridge (1 garage) :

13 500 000 $

Estimation brute du coût du cycle de vie de l’entretien des autobus du Groupe Enbridge (à 0,14 $/km) :

42 714 000 $

Estimation brute du coût du cycle de vie de l’entretien de la station de ravitaillement du Groupe Enbridge (à 0,03 $/km) :

9 153 000 $

VAN des économies maximales du cycle de vie du Groupe Enbridge :

36 095 987 $

Estimation brute du coût du cycle de vie de l’infrastructure selon McCormick Rankin (2 garages + 1 atelier) :

33 782 500 $

Écart par rapport à la VAN des économies du coût du cycle de vie selon les données sur les coûts de l’infrastructure de McCormick-Rankin :

(20 282 500) $

Économies révisées de la VAN du coût du cycle de vie selon les données sur les coûts de l’infrastructure de McCormick Rankin :

15 813 487 $

Estimation brute du coût du cycle de vie de l'entretien des autobus selon WMATA (à 0,33 $/km) :

100 683 000 $

Écart par rapport à la VAN des économies du coût du cycle de vie selon les données sur l’entretien des autobus du WMATA :

(32 938 134) $

Économies révisées de la VAN du coût du cycle de vie selon les données estimées des coûts d'infrastructure de McCormick Rankin et des coûts d'entretien des autobus du WMATA

(17 124 647) $

Estimation brute du coût du cycle de vie de l’entretien d’une station de ravitaillement selon TTC (à 0,15 $/km) :

45 765 000 $

Écart par rapport à la VAN des économies du coût du cycle de vie selon les données sur les coûts d’entretien d’une station de ravitaillement au GNC du TTC :

(20 803 033) $

Économies révisées de la VAN du coût du cycle de vie selon les estimations sur l’infrastructure de McCormick Rankin, l’entretien des autobus du WMATA et les frais d’entretien d’une station de ravitaillement du TTC :

(37 927 680) $

Écarts par rapport à la VAN des économies totales basées sur l’expérience de l’industrie

(74 023 667) $

VAN du coût différentiel du cycle de vie de la technologie GNC par rapport à hybride

37 927 680 $

NATURAL GAS OPTION IN LIEU OF DIESEL-ELECTRIC HYBRID BUSES

OPTION DES AUTOBUS ALIMENTÉS AU GAZ NATUREL AU LIEU D’AUTOBUS À SYSTÈME DE PROPULSION HYBRIDE DIESEL-ÉLECTRIQUE

ACS2005-PWS-FLT-0004 CITY WIDE / À L'ÉCHELLE DE LA VILLE

Appearing before Committee from Public Works and Services (PWS) to give a presentation on the above-noted matter were Ron Gillespie, Director of Fleet Services, Ken Wetzel, Manager of Technical Support, Jean-Yves Carrier, Program Manager of Transit Fleet Engineering, and Ron Gray, Engineer of Transit Fleet. A copy of the Staff PowerPoint Presentation is held on file with the City Clerk. Also in attendance from PWS to answer questions were Richard Hewitt, Acting Deputy City Manager, and Helen Gault, Manager, Transit Service Planning and Development; as well as Valerie Bietlot, Legal Counsel, Legal Services Branch, Corporate Services.

In response to Acting Chair Doucet’s question on the issue of conflict of interest, Ms. Bietlot advised that Legal Services has looked at this issue and is of the opinion that Councillors would not be in a conflict of interest. There is not a close enough relationship or nexus between the matter that is before Committee today and the contribution alluded to, i.e. Enbridge participation in community picnics, etc. However, that being said, she noted that it is up to individual councillors to determine his or her particular situation whether or not a conflict of interest exists for them.

In response to further questions from Councillors, Staff provided the following comments and clarifications:

· Staff believes that the figures used for the presentation is based on the current state of technology information provided.

· Staff believes that it is a more prudent approach to take the diesel electric option rather than going to the compressed natural gas (CNG) option at this point in time.

At that point Councillor Legendre suggested that, since Items 2 and 3 are inextricably linked, it would be best for a generalized discussion to hear all presentations first, to which the Committee agreed.

The Committee received Memorandum dated 9 November 2005 from the Environmental Advisory Committee (EAC) Coordinator advising that EAC fully supports the hybrid bus feasibility plan and recommends approval by the Transportation Committee and Council. (Copy on file with the City Clerk.)

In response to Councillor Bédard’s question on the EAC Recommendation, staff advised that the Advisory Committee was only briefed on the hybrid system and, at that time, the CNG proposal had not come forward. However, staff noted that EAC was briefed and supported the Fleet Emission Reduction Strategy (FERS), which ruled natural gas out, and determined that diesel electric hybrid was the way forward.

Councillor Bédard expressed concern about only receiving an EAC Recommendation addressing the staff hybrid system option, and not on the comparison of the options. In response, staff advised that, due to time constraint and the summer holidays, the Enbridge Proposal was not made available to EAC for their comments.

The Committee then heard the Presentation on the Hybrid Bus Feasibility Study from Ron Gillespie – copy on file with the City Clerk.

In response to questions from Councillors, Staff provided the following comments and clarifications:

§ Staff is anticipating to issue the RFP in December 05; to award the contract in May 2006; to have the pilot buses delivered in October 2006; to make the corrections and get other work done; to commence delivery of the buses in June 2007; and to be in service in September 2007 to coincide with the normal service changes, such as schedule changes, going back to school, etc.

§ The later the RFP is put out the greater the risk would be to bring the product into service, either on time or at the correct level of engineering.

§ Six months would be the required time to review the FERS and to evaluate the CNG Technology as being proposed by the Enbridge Consortium. More time would be required to get a contract in place, if this matter is being contracted out.

§ The National Research Council’s Centre for Surface and Transportation Technologies (CSTT) in its trial could not determine with a required degree of confidence which technology was best. It was part of the CSTT’s mandate to do so, however, with the acquired quality of data, it could not do a differentiation that was statistically significant.

§ In theory, the motor of a hybrid bus, with an electric motor drive and also a diesel or any kind of power pack on board that provides the energy to the battery to run the motor, could be replaced with the fuel cell when it comes along. It would depend on such thing, as how the hydrogen would be stored on board – as a pressurized vessel or as a solid matrix.

§ The one full-time equivalent (FTE) required in the Fleet Services Branch is to manage technical support of the new electric motor drive technology.

The Committee then heard the following delegations:

Representing Enbridge Gas Distribution, the following presenters provided a PowerPoint Presentation, a copy of which is held on file with the City Clerk:

· Jamie Milner, Enbridge Gas Distribution (General Manager, Eastern Ontario);

· Gord Exel, Cummins-Westport (Vice President & General Manager-Americas);

· Garnett Glover, CleanEnergy Fuels (General Manager-North East);

· Michael Tremayne (NGV Business Development, Enbridge); and

· Peter Valiquet (Manager, Sales & Delivery, Enbridge).

The reasons for their presentation are as follows:

· To ensure the Committee has all of the information necessary to make an informed decision;

· To address the Gaps between the Industry Proposal and Staff Report in 5 key areas:

1. $74 Million in Maintenance & Infrastructure costs;

2. Reliability;

3. Urban Air Quality / GHG;

4. The Pathway to the Hydrogen future; and

5. Renewable fuel options.

· To request that an objective 3rd party review be conducted of all options, in which they would be willing to participate.

In response to questions raised by Committee, the Enbridge delegations and staff provided the following clarifications:

· The delegations noted that although Hamilton is no longer acquiring CNG buses, they are included in the Hamilton procurements for 2006; the problem was that the station did not have enough compression for them to continue to fuel more buses than they had there, which is why Enbridge has offered the expansion of the station. Boston, Massachusetts have bought about 380 natural gas buses over the last couple of years, but Enbridge is of the understanding that their plan is to move forward with diesel. The City of Washington, DC, however, which is the fifth largest transit property in North America, has chosen to move forward with a combination of natural gas buses and hybrid buses.

· Staff explained that a meeting occurred between OC Transpo staff and Enbridge staff last August, but it was not followed up with detailed visits to the garages for further examination. The numbers provided regarding the cost to modify a station for natural gas buses were based on the McCormick Rankin Study done for the Toronto Transit Commission.

· The delegations noted that the facilities in Toronto have the older CNG technology. They also noted that their request to be able to tour the facility here and ask questions about fueling needs was denied because staff there said there was no need for that at this time since they had already decided what direction they were going, but were told they could come back in 2007. The delegations pointed out that when building or modifying a station, you need to have specifics about the number of fueling lanes you would need, the size of compressors, the site conditions, etc., and they just want the chance to assess those things so they can provide Committee with reliable data about the associated costs. Staff felt that Enbridge has misinterpreted their response last August, and explained that their doors are always open.

· The delegations have met with NRC, who has informed they have resources available to do a study that, depending on the scope, could be done in a 4-6 month window. Staff informed that this timeframe would not allow them to put either a CNG or a hybrid bus on the road by 2007 because of the time required to let a contract and proceed with the whole process required. The option available would be to continue procurement against the City’s current contract for another year and make the change for a subsequent year, because bus procurement must continue to accommodate growth and maintenance requirements.

· Staff acknowledges that the transition to hydrogen would be the ultimate goal for the future, and the CNG option, from staff perspective, is not a practical step in that direction because it introduces costs and undertakings that are not beneficial to the City. One of the City’s objectives is to reduce emissions and the diesel-electric hybrid buses consume less fuel and produce less greenhouse gases, thus are the better alternative. It appears at this time that the transition from our current fleet to diesel-electric hybrid and then to hydrogen is a more technically elegant and safe progression than the natural gas bus option, although staff noted that it is not yet certain how hydrogen will be stored or produced. Most of the reports available at this time state that reforming petroleum based fuels to generate hydrogen will not be cost efficient for mass production, nor will it be environmentally friendly. Storage requirements also differ for CNG and hydrogen as their molecular structure and properties require different technology.

· Staff acknowledges that hybrid is not as mature a technology as natural gas, but staff is comfortable that the risks are not high, based on the successful operations in other cities such as New York.

· The delegations advised that the technology that would make it possible to put a natural gas engine in a diesel-electric bus, and still use the electric hybrid component is not currently available, but is in the early stages of testing, and is something that Enbridge would like to move forward with when feasible, perhaps in 2007.

· Staff acknowledges that there would be a much closer competition between a diesel-electric hybrid and a CNG hybrid, were it available. They also point out that if the Fleet Emission Reduction Strategy stands as it is, it will be reviewed in 2007, which would be the logical time to look at a CNG hybrid if it is available.

· With respect to the price differential, staff notes that natural gas has been increasing more than diesel in the last few years, mostly because of demand. The delegations felt that natural gas prices will stabilize as production increases and more gases come into the market, and also pointed out that natural gas is 50% less than diesel on a comparative basis from an energy cost perspective. As well, renewable or landfill gas, and biogas are options that are being examined.

· The delegations acknowledge that a 2005 natural gas engine is 17% less efficient than a 2005 diesel engine, but the 2007 natural gas engine will be at least 5% more efficient. It is also expected that at least a 3% efficiency will hit the diesel engine when it meets the 2007 emission standards, which means the difference in efficiency at that time will be less than 10%. They also noted that a further efficiency hit will occur to the diesel platform to meet 2010 emission standards, whereas the natural gas engine will be beyond the 2010 standards by 2007.

· Staff explained that two facilities would be required to process 226 buses because of the associated maintenance and storage requirements.

· Staff confirmed that the City Manager has been involved in the discussions surrounding this report and the staff recommendations are based on what it was felt to be a thorough analysis of all the information available.

David Jeanes, Transport 2000 noted that the Hybrid Bus Feasibility report recommends the purchase of 226 forty-foot hybrid buses from 2006 to 2007, and a total of 306 by 2009, whereas the Transportation Master Plan (TMP) identified that from 2005 to 2008 the 40-foot fleet should increase at only 3% per year or less, while the 60-foot fleet should grow at about 9% per year, and that both rates would be reduced in the first year of expanded light rail, with the 40-foot fleet actually shrinking by 1.5%. He felt that the routes identified by NRC as those on which hybrid buses can deliver the expected fuel savings and emission reductions are not appropriate, so there may be very few suitable routes for the 226 hybrid 40-foot buses. He said they would not deliver the expected savings when used as suburban spoke routes or on the reduced number of express buses that will still be running on the Transitway. Mr. Jeanes felt that public consultation events were inadequate and that the report lacks details about information gathered through those events and via the City’s Pedestrian and Transit Advisory Committee. He noted that on Earth Day at the RA Centre, on the afternoon hybrid display bus failed to show up, the OC Transpo booth was not manned, and nobody seemed to be collecting comment sheets. He cautioned that the "pilot" bus is not really a trial unless the procurement can be cancelled if the results are not realized. He also questioned the benefits of this strategy and wondered whether or not it accounts for the decisions that Council has approved with respect to restructuring the transit service. A copy of Mr. Jeanes’ presentation is held on file with the City Clerk.

In response to questions from Committee about the delegation’s comments, staff provided the following clarifications:

· The hybrid bus did not show up for the afternoon session of the Earth Day event due to a miscommunication. NRC was present throughout the public events to collect information.

· Although one manufacturer of the 60-foot buses is unable to provide them until 2010, several other manufacturers are able to do so within that timeframe.

· Based on the conceptual network recently approved by Committee, staff is in the process of making a more precise determination of the number of 40- and 60-foot buses that will be required.

The delegations having been heard, Committee proceeded with questions to staff and debate. When asked what would happen if Committee and Council should decide not to proceed at the current time with the purchase of diesel-electric hybrids or any other alternative fuel vehicle, staff informed that the only viable option is to actually order the 60 or so diesel buses that would be required for 2007 and delay the implementation of an alternative for one year.

Councillor Bloess expressed concern that some of the information necessary to make a decision on the issue is not available, and that at this point, given the arguments put forth by each side, there is no clear-cut reason to choose one option over the other. He therefore proposed the following motion:

“That the matter in Agenda Items 2 and 3 be referred to staff to undertake an independent evaluation of the CNG option, both from a financial consideration and from an emissions perspective, and to report back to Committee by March 2006.”

Councillor Bédard proposed, as friendly amendments to Councillor Bloess’ motion, that the word “undertake” be replaced with the word “arrange” and that the words “cost shared” be inserted before “independent evaluation”, so that CNG could provide part of the funding for the study as well, avoiding any possible misconceptions that the City could influence the study if it were the sole financier. Councillor Bloess accepted these amendments.

Councillor Cullen felt the study could not be considered independent if it were funded in part by CNG, and was disturbed with the notion that anyone could question the independence and objectiveness of work executed by City staff. He suggested that the City should proceed with the acquisition of the 63 forty-foot hybrid buses for 2007 because he felt comfortable with the fact that this will be reviewed again in 2007, when more information on the technology will be available and the City will have the opportunity to switch technologies if it so chooses. He asked for a separate vote on the cost-sharing element of Councillor Bloess’ motion.

Councillor Thompson expressed support for Councillor Bloess’ amended motion, noting that it may save significant costs to the taxpayers in the end, and he did not agree with Councillor Cullen’s comments.

Councillor Legendre also felt conflicted as to which option to choose and expressed support for Councillor Bloess’ amended motion. On that note, he proposed the following motion:

“That our staff explore with the Enbridge consortium and the NRC’s Surface and Transportation Technologies Test Facility, the feasibility of running a technical comparison of CNG buses with Hybrid Diesel Electric Vehicles for cost effectiveness.”

Further, he noted that if both Councillor Bloess’ motion and his own should succeed, there would still need to be an acquisition of buses for the coming year, and thus he proposed the following:

“That for the 2006 period, the OC Transpo planned purchases of 63 buses be limited to fuel-efficient diesel.”

Councillor El-Chantiry expressed support for both Councillor Bloess’ and Councillor Legendre’s motion, and did not agree with Councillor Cullen’s comments.

In response to questions from Councillor Doucet, staff stated that should the Committee and Council want another review, for the sake of consistency, staff could present it in the form of an update of FERS, which would be normally undertaken in 2007 as it is intended to be done in the term of each Council, but could be advanced in 2006. He also noted that a decision has to be made now to order some type of bus to accommodate the needs for 2007. Further, should Committee and Council decide to purchase diesel-electric hybrid buses just for 2007, they should be aware of the extra costs that would be incurred to accommodate modifications to structures, storage requirements, and staff training. Staff noted that the decision on which type of bus to purchase for that single year would depend on Council’s motivation - whether towards a lower cost (diesel-efficient buses) or towards emissions reduction (diesel-electric). Councillor Doucet felt diesel-electric would be the wisest choice and did not support either of the motions previously advanced.

The Committee then split Councillor Bloess’ motion for voting purposes, at the request of Councillor Cullen, so that the Bédard amendment with respect to cost sharing was voted on first.

Moved by Councillor R. Bloess:

That the matter in Agenda Items 2 and 3 be referred to staff to arrange a cost-shared independent evaluation of the CNG option.

CARRIED

YEAS (6): Councillors G. Bédard, R. Bloess, E. El-Chantiry, J. Legendre, M. McRae, D. Thompson

NAYS (2): Councillors A. Cullen, C. Doucet

The aforementioned portion of the motion being approved, Committee then voted on the motion in its entirety as follows.

Moved by Councillor R. Bloess:

That the matter in Agenda Items 2 and 3 be referred to staff to arrange a cost-shared independent evaluation of the CNG option, both from a financial consideration and from an emissions perspective, and to report back to Committee by March 2006.

CARRIED

YEAS (6): Councillors G. Bédard, R. Bloess, E. El-Chantiry, J. Legendre, M. McRae, D. Thompson

NAYS (2): Councillors A. Cullen, C. Doucet

Moved by Councillor J. Legendre:

That our staff explore with the Enbridge consortium and the NRC’s Surface Transportation Technology test facility, the feasibility of running a technical comparison of CNG buses with Hybrid Diesel Electric Vehicles for cost effectiveness.

CARRIED

Moved by Councillor J. Legendre:

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

CARRIED

The Committee then considered the report recommendation as amended by the foregoing motions.

That the Transportation Committee and Council receive this report for information;

RECEIVED

and approve the following:

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

CARRIED as amended

[1] National Research Council Canada, Hybrid Diesel Electric Bus Technology and Feasibility Study, August 2005.

[2] Tax Policy Services Group of Ernst and Young, An Economic Analysis of Various Hydrogen Fuelling Pathways from a Canadian Perspective, a report for Natural Resources Canada, 29 October 2003.

[3] Society of Automotive Engineering, Hydrogen Power for the Masses, AEI January 2005.

[4] Transport Canada, Compressed Hydrogen Gas Vehicle Cylinder Development, TP 13023E.

[5] Society of Automotive Engineering Advances Towards Hydrogen Storage, SAE OHE March 2005.

[6] Conseil national de recherches du Canada, Étude de faisabilité sur la technologie des moteurs hybrides diesel-électriques appliquée aux autobus, août 2005.

[7] Groupe des Services de politiques fiscales de la firme Ernst & Young, Une analyse économique des différentes méthodes de production d’hydrogène – une perspective canadienne, rapport préparé pour Ressources naturelles Canada, le 29 octobre 2003.

[8] Society of Automotive Engineering, Hydrogen Power for the Masses, AEI Janvier 2005.

[9] Transport Canada, Compressed Hydrogen Gas Vehicle Cylinder Development, TP 13023E.

[10] Society of Automotive Engineering, Advances Towards Hydrogen Storage, SAE OHE Mars 2005.