EL PUNTO DE VISTA DEL GESTOR DE TRANSPORTE PUBLICO VEHÍCULOS ELÉCTRICOS E HÍBRIDOS

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1 Seminario de Gestión Ambiental: EL COCHE ELECTRICO Fundación Gas Natural Junta de Castilla y León EL PUNTO DE VISTA DEL GESTOR DE TRANSPORTE PUBLICO VEHÍCULOS ELÉCTRICOS E HÍBRIDOS JUAN ÁNGEL TERRÓN DIRECTOR DE INGENIERIA. EMT de Madrid VALLADOLID, 9 DE JUNIO DE

2 SITUACION ACTUAL PORQUÉ BUSCAR ALTERNATIVAS AL COMBUSTIBLE EMPLEADO EN TRANSPORTE URBANO?

3 MENOR CONSUMO MENORES EMISIONES DEMANDAS SOCIALES EMPLEO DE OTROS COMBUSTIBLES... PARA LOGRAR EL AUMENTO DE LA EFICIENCIA ENERGETICA I + D + i + Emplear TECNICAS ALTERNATIVAS en * Energías * Sistemas de propulsión * Control de emisiones *... 3

4 MOTIVACIONES / ACTUACIONES 1. MEDIO AMBIENTAL Directiva Europea de Calidad del Aire en grandes ciudades Reducción gases efecto invernadero (Kioto) Objetivos de reducción de la U.E. Mayor conciencia ecológica de la sociedad 2. DIVERSIFICACIÓN ENERGÉTICA Recomendaciones Unión Europea Agotamiento fuentes de energía tradicionales Mayor conciencia de ahorro en de la sociedad 4

5 GLP GASOLEO TRANSPORTE NO RENOVABLE HIBRIDOS GAS NATURAL COMBUSTION HIDROGENO HIDROGENO FILTROS HIBRIDOS B20 B30 BIOCOMBUSTIBLES B50 B100 (bioetanol) CATALIZADORES ELECTRICIDAD SINTETICOS BtL HVO TRANSPORTE SOSTENIBLE TRANSPORTE CONTAMINANTE 5

6 Flujos de movilidad en Madrid Fuente: Consorcio Regional de Transportes de Madrid 6

7 INFORMACIÓN GENERAL DE EMT MEDIOS HUMANOS: AUTOBUSES: ANTIGÜEDAD MEDIA: VIAJEROS TRANSPORTADOS: KM. RECORRIDOS: Nº DE LÍNEAS: LONG. TOTAL RED LÍNEAS (i+v): Nº DE PARADAS: CONSUMO ANUAL DE BIODIESEL B20: CONSUMO ANUAL DE GAS NATURAL: VELOCIDAD MEDIA COMERCIAL: trabajadores (5.871 conductores) vehículos 5,63 años 431 millones anuales 101 millones anuales 213 (175 diurnas + 38 nocturnas) km millones litros 13,3 millones de N m 3 13,65 km/h 7

8 EVOLUCIÓN DE LA ENERGÍA DE TRACCIÓN Sangre años 1906 Carbón años 1931 Electricidad años Gas-oil > 80 años Gas Natural Biodiesel > 10 años Hidrógeno Bioetanol AÑO 8

9 POLITICA UE DE SUSTITUCION DE CARBURANTES - Libro Verde de la UE sobre Seguridad en el Abastecimiento Energético. Estrategia de carburantes alternativos. Año Biocarburantes (%) Gas Natural (%) Hidrógeno (%) Total (%) (10) (25) 9

10 EVOLUCIÓN FLOTA ENERGÍA ALTERNATIVA Año (31-12) Gasoleo Biodiesel GNC Etanol Transm. eléctrica Electricos Hidrógeno Hibridos Flota Flota alternativ a 183 9,30% ,10% ,71% ,39% ,67% % % % % % % % 10

11 TECNICAS ALTERNATIVAS PARA AUTOBUSES - Biocombustibles: - Biodiesel - Bioetanol - Gas Natural Comprimido (GNC) - Electricidad: - CITO: Vehículo de transmisión eléctrica. - GULLIVER: Minibús totalmente eléctrico - Hidrógeno: - Pila de Combustible. (Proyectos CUTE y CITYCELL) - Motor de combustión interna. - Híbridos - Tratamiento de gases de escape 11

12 CITO: MICROBUS DE TRANSMISION ELECTRICA - 10 unidades Mayo m - 12 asientos - 45 pasajeros unidades Enero m - 16 asientos - 55 pasajeros. Carrocería modular Estructura de aluminio Piso bajo Kneeling (inclinación de la suspensión) Rampa acceso P.M.R. (10 últimas unidades) 12

13 CITO: MICROBUS DE TRANSMISION ELECTRICA Motor térmico en régimen variable Generador asíncrono (CA) Electrónica de ~ - == - ~ potencia Conductor Esquema de funcionamiento (Mercedes Cito) Motor Síncrono (CA) Diferencial eje trasero 13

14 CITO: Compartimento motor Motor diesel Euro 3. Potencia 130 Kw (177 CV) Resistencia eléctrica de frenado Generador eléctrico Motor eléctrico de tracción. Potencia 118 Kw Convertidor de frecuencia 14

15 HIDROGENO CUTE/ECTOS y CITYCELL: Ciudades participantes CUTE / ECTOS CITYCELL Reykjavi k Estocolmo Hamburgo Londres Amsterdam Luxemburgo Stuttgart Oporto Madrid Barcelona Madri d París Berlín Turín 15

16 PROYECTO CUTE Vehículos CITARO Autobús DAIMLER-CHRYSLER full power con pila de 205 kw. 16

17 PROYECTO CITYCELL Vehículo CITYCLASS Autobús IVECO híbrido con pila de 62 kw. 17

18 HIDROGENO: CONCLUSIONES Buenas prestaciones de servicio: arranque, potencia, aceleración, ruido, etc. 4 Autobuses funcionando en líneas regulares km recorridos pasajeros transportados Autonomia: 120 km (entre 9 y 11 horas) Consumo en verano: 0,29 kg/km con A/C La eficiencia de la cadena de producción y consumo de H2 todavía debe mejorar 18

19 MINIBUS ELECTRICO MARCA: Tecnobus, modelo GULLIVER MOTOR - Corriente continua - Voltaje nominal: 85 V - Potencia: 27,2 kw - Revoluciones máximas: rpm - Recuperación de energía en frenado - Peso 127 kg - Refrigeración: Aire forzado PROPULSION - Totalmente eléctrica - Tracción: Delantera - Sin caja de cambios. 19

20 MINIBUS ACCESIBLE Accesible a Personas de Movilidad Reducida (PMR): - Suspensión neumática (4 cojines) - Piso bajo - Rampa para acceso en silla de ruedas - Arrodillamiento lateral - Aire acondicionado (5 kw) Longitud: 5,32 m Anchura: 2,035 m Altura: 2,85 m Batalla: 3,08 m Altura interior: 2,01 m Tara: kg 20

21 BATERÍAS ZEBRA DE Ni / NaCl Baterías de Ni / NaCl para propulsión: - Número de baterías por vehículo: 2 - Peso de cada batería: 294 kg - Tensión: 85 V - Capacidad total: 836 Ah - Energía total producida: Wh Las baterías deben funcionar en un rango de temperaturas comprendido entre 240 y 330ºC. Conectores: - carga de la batería - toma de datos - mantener baterías a mas de 240ºC 21

22 EXPLOTACION LINEAS MINIBUSES Desde su creación en marzo y octubre de 2008 : Viajeros: más de Viajes: más de Km recorridos: más de Plena satisfacción de conductores y clientes Velocidad media comercial: 6 km/h Se ha evitado la emisión al medio ambiente de más de kg de CO 2 Consumo medio: 0.84 kw-h/ Km 22

23 LINEAS DE TRABAJO SISTEMAS EFICIENTES COMBUSTIBLES (electricidad, térmicos ) PROPULSION (hibrida, full power ) HABITOS DE USO DEL VEHICULO CARGA DE COMBUSTIBLE (cuando, donde ) NUEVA FORMA DE CONDUCCION (aceleraciones, paradas..) NUEVA FORMA DE OPERAR AUTONOMIA DEL VEHICULO NECESIDADES REALES 23

24 LINEAS DE TRABAJO ALMACENAMIENTO DE ENERGIA BATERIAS CONDENSADORES VOLANTES CARGA DE ENERGIA TROLEBUS/TRANVIA SIN CATENARIA INDUCCION VEHICULO ENCHUFABLE 24

25 DEFINICION: VEHICULO HIBRIDO es aquel que posee dos tipos de accionamiento. Además emplea acumulación de energía. Estos ACCIONAMIENTOS son, generalmente, -- motor de combustión interna -- uno o mas motores eléctricos VEHÍCULOS HIBRIDOS TIPOS DE SISTEMAS HIBRIDOS Según la arquitectura: SERIE PARALELO Según los objetivos: Reducción CONSUMO Reducción EMISIONES 25

26 Hibridación: serie vs paralelo SERIE Conexión en línea de motor de combustión, generador y motor eléctrico SIN enlace mecánico del motor de combustión con las ruedas motrices. Los componentes se pueden distribuir en el vehículo de forma flexible. PARALELO El motor de combustión y el motor eléctrico ESTAN ACOPLADOS MECANICAMENTE a las ruedas motrices. Es posible utilizar ambos motores (de combustión y eléctrico) SEPARADA O CONJUNTAMENTE para mover el vehículo. 26

27 RENDIMIENTO Tracción Frenado Fuente: MAN 27

28 REDUCCION POTENCIAL DE COMBUSTIBLE (y emisiones) Fuente: MAN 28

29 HIBRIDACION SEGÚN OBJETIVO ** Reducción consumo : NO puede funcionar en modo eléctrico puro a voluntad del conductor Objetivo: Reducir consumo (y, por tanto, emisiones) en todo momento Gestión electrónica total del uso de las baterías y motor térmico El motor térmico funciona gran parte del tiempo de circulación ** Reducción emisiones: SI puede funcionar en modo eléctrico puro a voluntad del conductor Objetivo: Reducir emisiones de forma selectiva: hay periodos con cero emisiones (eléctrico puro en Zonas de Bajas Emisiones) Gestión electrónica mixta del uso de las baterías y motor térmico El motor térmico está apagado en torno al 40 % del tiempo de funcionamiento En ambos casos: - el motor térmico puede estar apagado en las paradas - se recupera energía en el frenado - similar reducción global de emisiones y consumo (30 %) 29

30 HIBRIDACION: ensayos 30

31 CIRCUITO DE PRUEBAS (CARABANCHEL) ENSAYO: 1 ciclo de cinco vueltas completas al circuito: 4400 m 4 paradas por vuelta: 2 cortas (10 s) y 2 largas (20 s) abriendo y cerrando las puertas una vez. 1 ensayo: 15 ciclos 3º Parada (Corta) PROTOCOLO DE ENSAYO Elimina influencia de conductor Sin aire acondicionado Aceleración constante Velocidad máxima: 40 km/h Autobús de ensayo Autobús de referencia Repetitibilidad Comienzo (Parada larga) 2º Parada (Larga) 1º Parada (Corta) 31

32 Castrosua Tempus Híbrido serie. 3 baterías Zebra (24 kwh ; 620 V) Tracción: 2 motores 67 kw en ruedas traseras. Línea de mayo - 6 de julio 742 km. totales realizados, 527 km. en línea Consumo: disminución del 25 % (frente a un autobús Euro IV) 32

33 MAN IDEAS Híbrido serie 2 Motores eléctricos de 75 kw en la transmisión Ultra-condensadores: 12 módulos con 24 celdas cada uno. Max. Potencia de carga/descarga: 200 kw Rango de tensión: V Almacenamiento de enegía: 0.4 kwh Motor diesel de 191 kw Generador de 150 kw. 20 de noviembre 2009 Km realizados: 39,8 Consumo: disminución del 24 % (frente a un autobús Euro IV) 33

34 Solaris Híbrido paralelo Motor térmico de 165 kw Baterías de 36 kwh Ion-Litio-Mn. Rango de tensión: V Caja de cambios manual asistida 16 de febrero al 5 de marzo 280 km recorridos Consumo: disminución del 26 % (frente a un autobús Euro IV) 34

35 PROYECTOS EMT MADRID ELECTROBUS TOTAL SUBVENCION Unid Inversión % Inversión RETROFIT % HIBRIDOS % TOTAL TECMUSA : TECNOLOGÍAS PARA LA MOVILIDAD URBANA SOSTENIBLE Y ACCESIBLE INVERSION SUBVENCION AUTOBUS URBANO ELECTRICO/HIBRIDO

36 36

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