vehículos eléctricos para el sector transporte nacional ... · 2 e/km, constante al año 2030,...

Vehículos Eléctricos para el sector transporte nacional, retos y condicionantes en la consecución de reducción de emisiones de GEI al 2030.“YOUR BAT TERY-POWERED VEHICLE IS ONLY AS GREEN AS YOUR ELECTRICITY SUPPLIER” BIELLO, D. (2016)

Dr. Edgar R. Sandoval GarcíaPTC-IL, TESCI

DR. EDGAR R. SANDOVAL GARCÍA 1

Contenido1. Introducción

2. Retos

3. Estudio de casosa) Vehículos particularesb) Vehículos del transporte públicoc) Vehículos de carga

4. Condicionantes

5. Conclusiones


IntroducciónA nivel mundial se estimaque el 70% de la poblaciónhabite en zonas urbanas alaño 2050.

En México, desde el 2010, el 77.8% de la población ya habita las grandes ciudades lo que ha generado diferentes problemáticas complejas y ampliamente vinculadas como:◦ sobrepoblación, ◦ contaminación medioambiental,◦ incremento de servicios básicos,◦ centralización, ◦ entre otros.


Retos


Gases de Efecto Invernadero (MtCO2e)

2013 2020 2025 2030 2030 Delta

Transporte 148(22%)

185 205 229(24%)

181(24%)

-21%

Generación de Electricidad

126 143 181 202 139 -31%

Industria 141 154 177 202 194(26%)

-4%

META NACIONAL, GEI: -22%


Emisiones en miles de toneladas métricas.

2013 2020 2025 2030 2030 Delta

Transporte 42(35%)

29 31 34 10(13%)

-71%

Generación de Electricidad

9 4 3 3 <2 -41%

Industria 35 62 70 80 41(55%)

-49%

META CARBONO NEGRO: -51%


¿Cual es el alcancede los VE comoalternativa para la reducción de compuestos de efecto invernadero?


Estudio de casos


Caso 1: VE ligeros (<4.5 ton)Anillo Periférico de la Ciudad de México y la autopista México-Querétaro en un tramo de 31.2 km.

En horarios de máxima demanda (HMD) la velocidad disminuye hasta en 6 km/hr.

Tránsito promedio de 5,100 vehículos diarios durante los HMD.

Cálculo de demanda eléctrica, Enjian, Zhiqiang, Yuanyuan, Ting (2013):

FCE = −0.179 + 0.004V + 5.492/V

Dónde:

FCE= factor de consumo eléctrico (kWh/km)

V= velocidad promedio (km/hr)

Demanda eléctrica= 17,301 kWh/VE-año

Demanda eléctrica total= 125,809.8 MWh/año, ajustada por pérdidas-distribución del 25% en la zona centro del país.


Caso 1: VE ligeros (<4.5 ton)ESCENARIO ELÉCTRICO ESCENARIO TENDENCIAL

5,100 autos a gasolina,

Factor de emisiones= 0.23 kgCO2e/km, constante al año 2030,

Generación de 26.8 Mton de CO2e/año.


Tipo de tecnología ton CO2e/MWh Mton CO2e/año

● Biomasa Residual 0.55 69.2● Ciclo combinado a gas (CCG)

0.41 52

● Carboeléctrica (CSD) 0.992 124.8

● Nuclear 0.011 1.4

● Geotérmica 0.13 16.7

● Eólica, clase viento 6 0.02 2.5

● Solar fotovoltaica 0.116 14.6

Caso 2: Autobuses eléctricos renovadosRuta Municipio de Ecatepec, Edo. Méx. y la CDMX con una distancia de 26 km.

20,000 unidades de transporte de pasajeros con una antigüedad de entre 20 y 30 años.

Rendimiento promedio de 1.5 kWh/km, bajo condiciones de tráfico urbano.

Consumo= 1.5 TWh/año

Ajustada= 1.94 TWh/año

Advanced Power Vehicles (APV):Empresa apoyada por el CONACYT la cual propone la conversión de vehículos diésel, ofreciendo ahorros en costos de operación de entre 70% y 80%, basado en ahorro de combustible y costos de mantenimiento, y un tiempo de recuperación de la inversión de 4 años aprox.


Caso 2: Autobuses eléctricos renovadosESCENARIO ELÉCTRICO ESCENARIO TENDENCIAL

Vehículos con una eficiencia de 3.08 km/L

Poder calorífico del diésel UBA= 10.5 kcal/kg

Densidad= 0.84 kg/L

Factor de emisiones del diésel UBA= 92 gCO2e/MJ, considerando el ciclo de vida total del combustible,

Emisiones totales= 1.1 Giga-toneladas de CO2e/año.


Tecnología ton CO2e/MWh Gton CO2e/año

Biomasa Res. 0.55 1.07

CCG 0.41 0.8

Carboeléctrica CSD 0.992 1.93

Nuclear 0.011 0.02

Geotérmica 0.13 0.26

Eólica, clase viento 6 0.02 0.04

Solar fotovoltaica 0.116 0.23

Caso 3: Vehículos híbridos para el transporte de carga.Ruta de transporte de carga Ciudad de México – Nuevo Laredo, Tamaulipas con una distancia de 1,088 km

10% de los 251,456 tracto camiones a diésel con 15.1 años de vida promedio .

Consumo= 39.7 GWh/año

Ajustada @ 17% por pérdidas-distribución a nivel nacional= 46.4 GWh/año.

Tecnología E-Highway de Siemens (en fase prueba).

Motor híbrido diésel-eléctrico,

Rendimientos promedio de 1.45 kWh/km, para tractocamiones de 40 ton transportando 28 ton de carga.


Caso 3: Vehículos híbridos para el transporte de carga.ESCENARIO ELÉCTRICO ESCENARIO TENDENCIAL

Asumiendo:◦ Semitrailer de 42 ton máx. a media

carga con un rendimiento de 0.3 L/km,

◦ 25,146 a nuevas unidades a diésel o GNL,

◦ Emisiones de unidades a diésel= 27,469.4 ton CO2e/flota al año.

◦ Emisiones de unidades a GNL= 21,805.9 ton CO2e/flota al año.


Tecnología ton CO2e/MWh ton CO2e/flota

Biomasa Res. 0.55 25,527.90

CCG 0.41 19,029.90

CSD 0.992 46,043.00

Nuclear 0.011 510.6

Geotérmica 0.13 6,033.90Eólica, clase viento 6 0.02 928.3

Solar fotovoltaica 0.116 5,384.10

Condicionantes



En general la energía eléctrica debe provenir de fuentes limpias de energía:

Principalmente de FRE dada su bajo nivel de generación de emisiones durante el ciclo de vida de la tecnología, la reducción en sus costos nivelados de generación al corto plazo, considerando externalidades.

Se debe tener en cuenta el potencial regional del Inventario Nacional de ER, e.g. la biomasa proveniente de RSU es un potencial desaprovechado en las grande urbes.

La energía nuclear es una excelente opción al considerar sólo la intensidad de carbono, no obstante si se considera el valor de LCOE, tiempos de ejecución de proyectos e impacto social, no representa una opción viable.

Otra opción es, como hasta ahora, seguir apostando por el Gas Natural, no obstante ¿se tiene abasto garantizado?, ¿independencia energética?, ¿explotar el gas de lutita?


Programa de Redes Eléctricas Inteligentes (2016): Se visualiza la electrificación del sistema de transporte mediante infraestructura de recarga de baterías al 2031.

Impulso para la penetración de VE (híbridos, plug-in, batería eléctrica y celdas de combustible).➢Regulación más estricta de las emisiones,

➢menores costos de las baterías,

➢infraestructura de carga ampliamente disponible y,

➢mayor aceptación por parte de los consumidores.

La velocidad de adopción será determinada por:

◦ la interacción de la atracción de los consumidores (parcialmente impulsada por el costo total de propiedad, CAPEX y OPEX) y,

◦ la presión regulatoria, que variará fuertemente a nivel regional y local.


ConclusionesLos vehículos eléctricos serán una verdadera opción de reducción de emisiones de carbono equivalente para el sector transporte en México solo si la energía eléctrica a consumirse proviene de fuentes limpias de energía y en específico de fuentes renovables dados sus bajos niveles de intensidad de carbono equivalente.

Se requieren estudios alternos de modelado en donde se tome en cuenta los factores de:◦ implementación de la red inteligente de energía,

◦ capacidad del sistema eléctrico nacional para interconectar a las fuentes renovables y sus posibles limitaciones,

◦ planes de reducción de pérdidas no técnicas planteadas a corto y mediano plazo.


Referenciashttp://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/disruptive-trends-that-will-transform-the-auto-industry

CONUEE, Segundo Seminario Tecnológico "Tecnologías Eléctricas en los Vehículos Automotores“, https://www.youtube.com/watch?v=iJiXAYLXq94

Electric Cars Are Not Necessarily Clean, https://www.scientificamerican.com/article/electric-cars-are-not-necessarily-clean/#

Dynamics in the global electric-vehicle market http://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/dynamics-in-the-global-electric-vehicle-market?cid=china-eml-alt-mip-mck-oth-1707&hlkid=e309327cb81c477fab99287479ccf90c&hctky=1639877&hdpid=c8d392a2-83ab-4edb-9b6b-7d38fbc24daa


http://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/disruptive-trends-that-will-transform-the-auto-industry

https://www.youtube.com/watch?v=iJiXAYLXq94

https://www.scientificamerican.com/article/electric-cars-are-not-necessarily-clean/

vehículos eléctricos para el sector transporte nacional ... · 2 e/km, constante al año 2030,...

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