SINTESIS DE LA EVALUACIÓN

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1 INTRODUCCIÓN EL presente documento corresponde al informe final del estudio contratado por la Unidad de Planeación Minero Energética - UPME con Econometría S.A. para estudiar la viabilidad de las alternativas de medios de transporte eléctrico para el desplazamiento de personas y enseres en áreas urbanas y para la integración de la ciudad región. El documento se encuentra entonces compuesto por seis capítulos, igual número de anexos y una síntesis de los resultados obtenidos que se presenta a continuación de la presente introducción resumiendo los resultados obtenidos con la evaluación financiera para las alternativas tecnológicas identificadas como viables para ser desarrolladas en Colombia en el corto o mediano plazo. El primer capítulo del informe se ocupa de sintetizar las alternativas tecnológicas disponibles, las cuales se desarrollan de manera amplia en el Anexo 1. Los principales impactos identificados por el cambio de los vehículos de motores de combustión interna a vehículos eléctricos se presentan en el segundo capítulo, sintetizando allí los impactos sobre infraestructura, desarrollados en el anexo 2 y 3, y sobre el medio ambiente y la salud, anexo 4. La evaluación de alternativas se desarrolla en los capítulos 3 y 4, en el primero de ellos se presenta el modelo conceptual utilizado y la herramienta de cálculo desarrollada para su operacionalización y en el segundo los resultados de las simulaciones para las diferentes alternativas identificadas como viables. El anexo 6 se ocupa de presentar detalladamente los datos de entrada y los resultados de esas simulaciones. Finalmente, se incluye en el anexo 5, una revisión del estado del arte a nivel internacional en relación a este tema, específicamente describiendo los avances hasta ahora alcanzados por el DOE. 1

2 SINTESIS DE LA EVALUACIÓN Con el fin de enmarcar los alcances del desarrollo del presente estudio, es importante establecer los conceptos sobre los cuales se establecen las acciones probables de implantaciones tecnológicas en el tema del transporte y en general de la movilidad. En este sentido es conveniente precisar que el transporte de personas y bienes, entendido en este documento como el desplazamiento físico, se desarrolla a través de un conjunto de componentes. Estructuralmente el transporte se organiza alrededor de MODALIDADES, que se integran en sistemas. En este sentido, un Sistema de Transporte de pasajeros urbanos esta integrado por diferentes modalidades o subsistemas, que son mutuamente complementarios o competitivos, según el carácter del sistema. En general se pueden considerar tres grandes modalidades: Transporte masivo, Transporte colectivo y Transporte individual. En este marco, intervenir a nivel de una modalidad o subsistema implica intervenir sobre la totalidad del sistema, modificar la estructura de los componentes significa modificar las condiciones operacionales de cada uno de ellos y de esta forma las características físicas de la oferta por modalidad. A su vez cada modalidad o subsistema, tiene sus propias características físicas y operacionales, a las que se asocian las tecnologías. El transporte masivo, tiene como objetivo atender la demanda de grandes volúmenes de pasajeros, razón por la cual la infraestructura y equipos utilizados responden a una serie de características particulares que se asocian a diversas tecnologías, algunas de las cuales corresponden en su conjunto a una modalidad de transporte, como sucede por ejemplo con sistemas como los trenes ligeros o los metros, que no solo corresponden a tecnologías específicas, sino que son subsistemas integrales, en los cuales la infraestructura y el equipo son mutuamente dependientes. Otros sistemas de transporte masivo, como los BRT (Buses de Transporte Rápido) son más flexibles, en la medida que la infraestructura física y los equipos no son dependientes, es decir que la infraestructura puede servir a diferentes tipos de equipos o estos pueden operar sin exigencias especiales de la infraestructura física, caso en el cual las tecnologías de estos últimos pueden ser modificadas sin mayores implicaciones. Con relación a las modalidades de transporte colectivo e individual, por sus características flexibles, es decir que no requieren especificaciones particulares de la infraestructura vial, las tecnologías de los equipos pueden cambiar sin que ello signifique cambios sustanciales. 2

3 En este marco, el objetivo del estudio se orienta a establecer la viabilidad de sustituciones tecnológicas en los equipos de aquellas modalidades que por sus características no son impactadas en las condiciones de la oferta transportadora y no a la estructuración de sistemas de transporte, en los cuales cada modalidad juega un papel específico, como en el caso de los sistemas metro. METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN Para la evaluación financiera se compara el proyecto electrificado con el statu quo. Es la clásica comparación con y sin proyecto, por lo cual para cada caso examinado se requiere describir la situación actual y el diseño específico del proyecto electrificado por el cual se quiere sustituir. El proyecto electrificado requiere el diseño conceptual para atender una cierta demanda, en tanto que el statu quo considera atender la misma demanda con la tecnología vigente. La medida de comparación entre los sistemas es el costo total por pasajero, asumiendo que el recorrido es el mismo, con un horizonte de planeamiento de 20 años: Donde, VP( CostoTotal) = CP VP( Pasajeros) VP(Costo Total) = Valor Presente de los Costos VP(Pasajeros) = Valor Presente de los Pasajeros transportados cada año. Para cada sistema (proyecto) deberán estimarse los costos de los vehículos (CV), de la infraestructura vial y eléctrica asociada con el sistema (CIN) y los ambientales (CA), en cada año. El costo total contempla los tres componentes de los costos: CP = CV + CIN + CA Para algunos sistemas el costo de los vehículos está involucrado en el diseño de la infraestructura, como es el caso de cable vías y metro. En otros, por el contrario, el número de vehículos debe definirse expresamente de acuerdo con la demanda por pasajeros. El modelo está diseñado para analizar estos casos. Puede suceder que haya una infraestructura asociada al sistema de transporte, como es el caso de los troles y sistemas de buses enchufados a la red externa, con un sistema electromecánico y vial, como también que no se requiera, como en el caso de los vehículos con baterías o híbridos. 3

4 El costo del vehículo es igual a la suma del costo de inversión (CIA), los costos de operación y mantenimiento (COM) y el costo de la energía (CE): CV = CIA + COM + CE Para los sistemas individuales no se requiere infraestructura específica. En el caso en que se requiera infraestructura (troles o buses enchufados a una red externa), su costo parte del diseño conceptual para atender una cierta demanda de pasajeros y el número de vehículos requeridos. Involucra tanto los Costos de Inversión de la Infraestructura (CII) como los de Operación y Mantenimiento anuales (COMI). CIN = CII + COMI El costo de inversión (CAPEX) involucra tanto a infraestructura electro-mecánica requerida como la de obras viales (vías, estaciones, etc.). El Costo de operación y mantenimiento (OPEX) involucra los costos de los requerimientos para el funcionamiento del sistema eléctrico asociado con el proyecto y el mantenimiento del sistema vial. El Costo Ambiental (CA) resulta de sumar el costo de la emisión de los vehículos y el resultante de la generación eléctrica, cuando ésta ocurre en los sistemas conectados a la red externa. La emisión de los vehículos resulta de multiplicar el número de vehículos por el recorrido promedio anual (Km) por las emisiones por kilómetro (ton/km) por el costo por tonelada de las emisiones (US$/ton). El costo de la emisión en generación eléctrica es el producto de las emisiones de CO 2 por KWh (ton/kwh) y los KWh consumidos, ajustados por las perdidas en transmisión y distribución. Las emisiones de CO2 por KWh se calculan como el promedio ponderado de las emisiones de las diferentes formas de generación, que en Colombia es mayoritariamente hidráulico. Para el modelo resulta de especial relevancia la valoración de las emisiones de CO 2, las cuales se valoran de acuerdo al precio de transacción de los certificados de carbono. Considerado lo anterior, un proyecto de transporte electrificado es aceptable económicamente si su valor de costo total (CT) es menor que el valor del sistema tradicional. SIMULACIONES REALIZADAS Y RESULTADOS Las simulaciones realizadas, son las siguientes: Transformación de sistemas de transporte masivo de combustión interna a sistemas eléctricos alimentados con energía externa a los vehículos (tipo troles). Para las ciudades donde estos sistemas existen o se están desarrollando, Bogotá, Medellín y Barranquilla. 4

5 Transformación de los vehículos de combustión interna de los sistemas de transporte masivo a híbridos. Para las ciudades donde estos sistemas existen o se están desarrollando, Bogotá, Medellín y Barranquilla. Transformación de buses de combustión interna individuales a híbridos. En Bogotá, Barranquilla y Manizales. Transformación de automóviles particulares a vehículos híbridos. Dado que estos vehículos no se esperan en el corto ni mediano plazo en el país, sólo se evaluaría para Barranquilla. Para todos los casos, se calcula el costo de los vehículos, el costo de la infraestructura y el costo ambiental y se presentan separadamente. En el caso del costo de los vehículos, existen tres componentes: el precio de compra de los vehículos, el costo de operación y mantenimiento y el costo de la energía. El precio de los vehículos eléctricos/híbridos son en promedio 1.6 veces más altos que el de los tradicionales y sus costos de operación y mantenimiento son en promedio 1.25 veces mayores. Para ser competitivos, los vehículos eléctricos deben compensar estos mayores costos con una reducción del consumo de energía, por una mayor eficiencia de los motores eléctricos, y menores emisiones. Para cada caso también se simula la reducción de 25% (valor del IVA) en el costo de compra de los vehículos, para examinar la sensibilidad a este parámetro, que puede ser objeto de una política tributaria para incentivar las tecnologías electrificadas. Articulado 150 pax diesel por eléctrico fuente externa Para Bogotá, Medellín y Barranquilla se observa que los sistemas electrificados son más costosos, en gran medida debido a los costos asociados con la construcción y mantenimiento de la infraestructura. De lo anterior, puede deducirse que el costo de la infraestructura es el elemento determinante para que los sistemas de articulados electrificados con fuente externa no sean atractivos. 5

6 Tabla 1 Evaluación Financiera de Proyectos de Energización Eléctrica de Transporte Articulado diesel por electrico fuente externa Bogotá CASO BASE CASO ALTERNATIVO DIFERENCIA Vehiculos $ 4,102, % $ 4,697, % $ 595, Adquisición $ 1,453, % $ 2,316, % $ 862, O&M $ 1,115, % $ 1,394, % $ 278, Energía $ 1,533, % $ 987, % $ (545,488) (48.5) 0.0% $ 859, % $ 859, Ambiental $ 184, % $ 8, % $ (176,086) (15.7) Medellín TOTAL $ 4,286,293 $ % $ 5,565,429 $ % $ 1,279,136 $ 114 Vehiculos $ 244, % $ 248, % $ 3, Adquisición $ 63, % $ 101, % $ 37, O&M $ 75, % $ 94, % $ 18, Energía $ 105, % $ 52, % $ (53,001) (129.9) 0.0% $ 231, % $ 231, Ambiental $ 10, % $ % $ (9,620) (23.6) TOTAL $ 254,500 $ % $ 480,383 $ 1, % $ 225,882 $ 554 Barranquilla Vehiculos $ 136,631 $ % $ 141,091 $ % $ 4, Adquisición $ 39, % $ 63, % $ 23, O&M $ 41, % $ 51, % $ 10, Energía $ 55, % $ 25, % $ (29,840) (41.4) $ 0.0% $ 214,460 $ % $ 214, Ambiental $ 3,656 $ 5 2.6% $ 214 $ 0 0.1% $ (3,441) (4.8) TOTAL $ 140,287 $ % $ 355,765 $ % $ 215,478 $ 299 Costo Total en Millones de Pesos Articulados diesel por híbridos En la tabla 2 se presentan los resultados para Bogotá, Medellín y Barranquilla. En las tres ciudades se puede observar que los sistemas híbridos en su conjunto son más costosos que los sistemas convencionales de combustión interna. Con una reducción de 25% en el precio de los vehículos se logra que el costo de los sistemas híbridos sea neutral o cercano al correspondiente a los sistemas tradicionales. Por lo tanto, con adecuados incentivos tributarios la tecnología de vehículos híbridos puede volverse atractiva para reemplazar los articulados de sistemas tipo TRANSMILENIO Y METROBUS y padrones tipo TRANSMETRO. 6

7 Tabla 2 Evaluación Financiera de Proyectos de Energización Eléctrica de Transporte Articulados diesel por hibridos Bogotá CASO BASE CASO ALTERNATIVO DIFERENCIA Vehiculos $ 4,102, % $ 4,756, % $ 654, Adquisición $ 1,453, % $ 2,316, % $ 862, O&M $ 1,115, % $ 1,394, % $ 278, Energía $ 1,533, % $ 1,046, % $ (486,733) (43.3) Ambiental $ 184, % $ 88, % $ (95,646) (8.5) TOTAL $ 4,286,293 $ % $ 4,844,953 $ % $ 558,660 $ 50 Medellín Vehiculos $ 244, % $ 257, % $ 13, Adquisición $ 63, % $ 101, % $ 37, O&M $ 75, % $ 94, % $ 18, Energía $ 105, % $ 61, % $ (43,686) (107.1) Ambiental $ 10, % $ 4, % $ (5,540) (13.6) TOTAL $ 254,500 $ % $ 262,170 $ % $ 7,670 $ 19 Barranquilla Vehiculos $ 136, % $ 153, % $ 16, Adquisición $ 39, % $ 63, % $ 23, O&M $ 41, % $ 51, % $ 10, Energía $ 55, % $ 37, % $ (17,557) (24.4) Ambiental $ 3, % $ 1, % $ (2,285) (3.2) TOTAL $ 140,287 $ % $ 154,745 $ % $ 14,458 $ 20 Costo Total en Millones de Pesos Bus diesel por híbrido En la tabla 3 se presentan los resultados para Bogotá, Barranquilla y Manizales. En las tres ciudades se puede observar que los sistemas híbridos son apreciablemente más costosos, tanto por el mayor precio de los vehículos como por los mayores costos O&M. Así mismo, las reducciones en el costo de la energía por mayor eficiencia son muy modestas con relación al total de los costos. Aun con una reducción de 25% en el precio de los vehículos híbridos sigue existiendo una diferencia importante en el costo total, del orden del 10%. 7

8 Tabla 3 Bogotá 60 pax CASO BASE CASO ALTERNATIVO DIFERENCIA Vehiculos $ 1,578, % $ 1,882, % $ 304, Adquisición $ 238, % $ 382, % $ 143, O&M $ 812, % $ 1,016, % $ 203, Energía $ 526, % $ 484, % $ (42,101) (9.5) Ambiental $ 131, % $ 53, % $ (77,807) (17.5) TOTAL $ 1,709,603 $ % $ 1,936,259 $ % $ 226,656 $ 51 Bogotá padrón 80 pax Vehiculos $ 1,926, % $ 2,388, % $ 461, Adquisición $ 384, % $ 615, % $ 230, O&M $ 923, % $ 1,154, % $ 230, Energía $ 618, % $ 618, % $ (62) (0.0) Ambiental $ 149, % $ 61, % $ (88,385) (15.2) TOTAL $ 2,076,106 $ % $ 2,449,188 $ % $ 373,083 $ 64 Barranquilla 60 pax Vehiculos $ 750, % $ 921, % $ 170, Adquisición $ 165, % $ 264, % $ 99, O&M $ 359, % $ 449, % $ 89, Energía $ 225, % $ 207, % $ (18,075) (8.6) Ambiental $ 25, % $ 9, % $ (15,539) (7.4) TOTAL $ 775,821 $ % $ 931,071 $ % $ 155,250 $ 74 Manizales 60 pax Vehiculos $ 72, % $ 89, % $ 17, Adquisición $ 12, % $ 19, % $ 7, O&M $ 36, % $ 45, % $ 9, Energía $ 24, % $ 25, % $ Ambiental $ 5, % $ 2, % $ (3,250) (15.6) TOTAL $ 78,023 $ % $ 91,949 $ % $ 13,927 $ 67 Costo Total en Millones de Pesos Evaluación Financiera de Proyectos de Energización Eléctrica de Transporte Buses diesel por hibridos Buseta diesel por híbrido En la tabla 4 se presentan los resultados para Barranquilla y Manizales. Como en el caso de los buses, en las dos ciudades se puede observar que los sistemas híbridos son apreciablemente más costosos, tanto por el mayor precio de los vehículos como por los mayores costos O&M. Así mismo, no existen reducciones en el costo de la energía por mayor eficiencia. Aun con una reducción de 25% en el precio de los vehículos híbridos, sigue existiendo una diferencia importante en el costo total, del orden del 15%. 8

9 Tabla 4 Evaluación Financiera de Proyectos de Energización Eléctrica de Transporte Busetas 45 pax diesel por hibridos Barranquilla CASO BASE CASO ALTERNATIVO DIFERENCIA Vehiculos $ 157, % $ 203, % $ 45, Adquisición $ 38, % $ 61, % $ 22, O&M $ 89, % $ 111, % $ 22, Energía $ 30, % $ 30, % $ Ambiental $ 6, % $ 2, % $ (3,852) (16.2) TOTAL $ 164,243 $ % $ 205,569 $ % $ 41,326 $ 174 Manizales Vehiculos $ 818,297 1, % $ 983,158 1, % $ 164, Adquisición $ 58, % $ 93, % $ 34, O&M $ 519, % $ 649,375 1, % $ 129, Energía $ 240, % $ 240, % $ Ambiental $ 78, % $ 32, % $ (46,721) (87.2) TOTAL $ 897,183 $ 1, % $ 1,015,324 $ 1, % $ 118,141 $ 221 Costo Total en Millones de Pesos Automóviles particulares a vehículos híbridos El vehículo hibrido analizado corresponde a un Toyota equivalente a 2.0 lit, con un recorrido anual de Km, correspondiente a un vehículo privado. En la tabla 5 se presentan los resultados para Barranquilla. Es claro que el menor consumo de combustible y los menores costos ambientales no compensan el mayor precio del vehículo y los mayores costos operativos. El mayor precio de los vehículos híbridos no se compensa con una reducción del valor del IVA, tal como se observa en la tabla 10. Sin embargo, para un taxi con un recorrido de Km, el vehículo híbrido es neutral frente a uno convencional y se vuelve muy atractivo con una reducción del 25% en el precio del vehículo. 9

10 Tabla 5 Evaluación Financiera de Proyectos de Energización Eléctrica de Transporte Gasolina por hibrido Barranquilla Vehículo privado, recorrido Km/año CASO BASE CASO ALTERNATIVO DIFERENCIA Costo Total Porcentaje Costo Total Porcentaje Costo Total Vehiculos $ % $ % $ 17 Adquisición $ % $ % $ 20 O&M $ % $ % $ 2 Energía $ % $ 4 6.7% $ (4) 0.0% $ 0.0% $ Ambiental $ 1 2.1% $ 1 1.4% $ (0) TOTAL $ % $ % $ 34 Barranquilla Vehículo privado, recorrido Km/año CASO BASE CASO ALTERNATIVO DIFERENCIA Costo Total Porcentaje Costo Total Porcentaje Costo Total Vehiculos $ % $ % $ 0 Adquisición $ % $ % $ 20 O&M $ % $ % $ 11 Energía $ % $ % $ (31) 0.0% $ 0.0% $ Ambiental $ 7 4.9% $ 6 4.5% $ (1) TOTAL $ % $ % $ (0) Costo Total en Millones de Pesos CONCLUSIONES La conclusión válida para todos los sistemas, con excepción de taxis, coincide en el hecho de que las tecnologías de transporte energizadas con electricidad o híbridas son todavía más costosas que las tradicionales, considerando exclusivamente los costos de inversión, operación y mantenimiento y de energía del los vehículos, los costos en infraestructura electromecánica y vial, y los costos ambientales. Las siguientes son las conclusiones específicas para los casos analizados: 1. El costo de la infraestructura, tanto del sistema electromecánico como vial, es el elemento determinante que hace inviable los sistemas de transporte con fuente externa para reemplazar los articulados diesel de 150 pax en sistemas como Transmilenio (Bogotá), Metrobus (Medellín) y Transmetro (Barranquilla). 2. Los sistemas basados en articulados híbridos (diesel eléctrico) son más costosos que los sistemas basados en articulados diesel en sistemas como Transmilenio (Bogotá), Metrobus (Medellín) y Transmetro (Barranquilla). Sin embargo, con la disminución de 25% en el precio de los vehículos se reduce sustancialmente la diferencia con los sistemas tradicionales de combustión interna, de tal forma que se vuelven neutrales respecto al sistema tradicional de combustión interna. Con adecuados 10

11 incentivos tributarios la tecnología de vehículos híbridos puede volverse atractiva para reemplazar los articulados de sistemas tipo TRANSMILENIO Y METROBUS y padrones tipo TRANSMETRO. 3. Tanto en buses (60 y 80 pax) y busetas (45 pax) se puede observar que los sistemas híbridos son más costosos. La competitividad de los vehículos híbridos está afectada tanto por el precio de los vehículos como por los altos costos O&M. Aun con la reducción de 25% en el precio de los vehículos híbridos, la diferencia con los sistemas tradicionales de combustión interna sigue siendo importante. 4. Para vehículos privados, con un recorrido de Km al año, el menor consumo de combustible y los menores costos ambientales de los híbridos no compensan el mayor precio del vehículo (ni siquiera con una reducción del 25%) y los mayores costos operativos. Sin embargo, para un taxi con un recorrido de Km, el vehículo híbrido es neutral frente a uno convencional y se vuelve muy atractivo con una reducción del 25% en el precio del vehículo. 5. En resumen: a. No se justifican los sistemas con fuente externa por los altos costos de la infraestructura. b. Los articulados híbridos de 150 pax son una opción clara a mediano plazo bajo la expectativa de incentivos tributarios de reducción del IVA. c. Los buses y busetas híbridos no son una opción clara a mediano plazo por el precio alto de los vehículos y los mayores costos O&M. d. Los vehículos privados híbridos no son una opción por el bajo recorrido anual. e. Los taxis híbridos son una solución inmediata aun sin incentivos tributarios. 11

12 1. EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS La revisión de las tecnologías eléctricas disponibles muestra el desarrollo en dos sentidos para el uso de la energía eléctrica en el sector transporte. Por una parte, mediante el uso de la energía eléctrica como única fuente de energía (vehículos eléctricos puros) y por otra mediante el uso de otro combustible para alimentar un sistema de generación eléctrica interna en los vehículos que permita el uso de motores eléctrico (vehículos híbridos) para aprovechar así la mayor eficiencia que se puede lograr en la operación, con este tipo de combinación. Los vehículos eléctricos puros, a su vez, se pueden dividir en tres: (i) los que con una fuente externa cargan un sistema de baterías, que como se verá en el numeral 1.1 aún ofrecen muy poca autonomía (distancia que pueden recorrer antes de requerir una nueva recarga) y por eso mismo tienen aún tienen un uso muy limitado; (ii) los que utilizan una celda de energía (hidrógeno) que superan el problema anterior pero aún resultan muy costosos, ver numeral 1.2 y (iii) los que mantienen una alimentación permanente de una fuente externa a través de un sistema de cables (normalmente tranvías) o rieles (metros) y tienen como limitante la necesidad de esa infraestructura de alimentación de energía que a su vez los obliga a circular por rutas predefinidas y los hace inviables para soluciones de transporte privado. Por su parte los vehículos híbridos (numeral 2.3) son los que muestran un mayor desarrollo actualmente y posibilidades en el corto plazo. Alrededor de esta tecnología no solo se han desarrollado automóviles para el uso particular, sino también para el transporte público de carga y pasajeros. En los siguientes numerales se describe el estado del arte de estos tipos de vehículos y se comentan sus posibilidades de desarrollo futuro y potencial aplicación en nuestro país. 1.1 VEHÍCULOS ELÉCTRICOS DE ENCHUFAR Hace pocos meses, en julio de 2007, Toyota presentó su vehículo prototipo Plug-in HV, pensado para ser conectado al sistema eléctrico mientras se encuentra estacionado. Así puede recargar un sistema de batería que le da una autonomía de desplazamiento entre 10 y 15 kilómetros, con una velocidad de hasta 100 Km/hora. Esto le permite circulaciones, con el sistema solo eléctrico, mayores a las de los híbridos comerciales como el Toyota Prius, cuya batería le permite una autonomía únicamente de dos kilómetros entre recargas. El Plug-in utiliza baterías de níquel y no se comercializará hasta que no se desarrollen otras de litio. Masatami Takimoto, vicepresidente comercial de Toyota, ha declarado que la comercialización de los vehículos recargables depende de los avances de la tecnología de 12

13 baterías y que, aunque la firma se ha asociado para ello con la Universidad de Berkeley y la firma Southern California Edison, resulta difícil predecir cuando esto será posible. No es fácil predecir el desarrollo futuro de estos vehículos ni sus posibilidades de ser comercializados, sin embargo por los tiempos que implica el desarrollo de una nueva línea de producción en el sector automotor y los que normalmente transcurren para que un nuevo modelo llegue a un mercado pequeño y con limitaciones técnicas y operativas como el colombiano, no se puede vislumbrar que este tipo de vehículos lleguen al país antes de doce años, en el escenario más optimista. Su comercialización en Colombia tomaría mucho más tiempo y pro lo tanto no se puede pensar en una alternativa para el transporte privado en el país, ni de corto ni de mediano plazo. No sobra decir que la autonomía que se podría lograr con este tipo de tecnología es mucho menor para vehículos de transporte público, de carga o pasajeros, por su mayor peso. Por lo mismo sus posibilidades de desarrollo son menores. 1.2 VEHÍCULOS BASADOS EN CELDAS DE COMBUSTIBLE Aunque las celdas de combustible ofrecen muchas ventajas, aún enfrentan importantes dificultades relacionadas con su costo, tanto en la fabricación como en la infraestructura requerida para su uso. Es importante tener en cuenta que esta tecnología se desarrolló para sistemas que exigían alta confiabilidad y donde el costo no era un criterio de decisión de primer orden, como las misiones espaciales de la NASA. Sin embargo, a pesar de sus costos, expertos y múltiples estudios señalan al hidrógeno como el combustible del futuro, por su alto índice de contenido energético por unidad de masa, por las ventajas ambientales que ofrece y por la posibilidad de producirlo a partir de fuentes renovables, razones estas que motivan la investigación en busca de desarrollar tecnologías económicas para utilizarlo. En lo que respecta a su aplicabilidad en el transporte, empresas como Ford, Toyota, BMW y Volks Wagen ya disponen de prototipos basados en hidrógeno y, en mayo de este año, General Motors recorrió 482 kilómetros con su vehículo Sequel estableciendo así record de autonomía para este tipo de vehículos. 13

14 Al igual que en los vehículos eléctricos puros su desarrollo futuro es incierto, aunque las empresas automotoras esperan poner en circulación en el mundo sus vehículos entre el 2015 y el Basados en esto los más optimistas no esperan su fabricación en serie antes del año 2020 y por lo mismo no podrían llegar a Colombia antes de veinte años y difícilmente serían comercializados antes de treinta. 1.3 VEHÍCULOS HÍBRIDOS La tecnología híbrida, descontando el suministro de energía directa a través de cables o rieles, es sin duda la más avanzada en la aplicación de la energía eléctrica para la producción de la fuerza motriz para los vehículos de transporte. Se encuentran entonces desarrollos para el transporte particular (numeral 2.3.1), así como para el transporte público de pasajeros (numeral 2.3.2) y de carga (numeral 2.3.2). Los siguientes numerales se ocupan de estos tres tipos de vehículos Automóviles particulares El mejor espacio para observar la tendencia de las aplicaciones híbridas al transporte particular es el salón internacional del automóvil, el último, la edición 62, tuvo lugar el pasado mes de septiembre en Francfort y refleja los avances logrados por las diferentes empresas en la búsqueda de vehículos con emisiones mínimas de CO2. A continuación listaremos algunos de los vehículos allí presentados: Ford, ECOnetic, que con su modelo 2008 producirá menos de 140 g de CO2 /Km. Citroen, C4 BioFlex, que utiliza combustibles obtenidos de productos agrícolas. Fiat, Panda Aria, con emisiones de 69 g de CO2 /Km. Porshe, Cayene híbrido, un utilitarios de 3.6 litros y 6 válvulas que ofrece un ahorro de combustible del 30%. General Motors, Corsa híbrido, recorre 100 Km con 3.75 litros de diesel y produce emisiones de 99 g de CO2 /Km. 14

15 Mercedes Benz, F700, motor diesotto híbrido de 4 cilindros, 238 caballos y consume 5.3 litros por 100 Km, emitiendo 127 gr de CO2 /Km. Peugeot, 308 hibrido, 1600 cm3, 132 caballos, con rendimientos de 33 Km/litro en ciudad y emisiones de 90 g de CO2 /Km en marcha urbana. Dentro de las posibilidades de desarrollo futuro General Motors presentó el prototipo del híbrido Opel Flextreme un vehículo que, de acuerdo a las simulaciones de computador, reduciría las emisiones de CO2 a 40 g/km, recargable en tomas eléctricas normales y que ofrecería una autonomía de 55 Km sin emisiones. En la actualidad existe ya una múltiple posibilidad de vehículos híbridos disponibles en el mercado y las estadísticas muestran que su participación ya empieza a ser significativa en el mercado mundial. Por ejemplo, hace poco Toyota anunció la venta de su vehículo un millón desde que lanzara al mercado en 2000 el primer híbrido comercial (Prius). Aunque esta cifra en siete años puede parecer una muy pequeña parte (menos del 0.5%) de un mercado que a nivel mundial vende cerca de 65 millones de unidades anuales, la variedad de modelos ofrecidos y los avances logrados hacen pensar que seguirá creciendo rápidamente, sólo en Estados Unidos se espera que en 2010 se estén vendiendo 500 mil unidades, lo que significaría haber multiplicado por 2.5 las ventas de estos vehículos en cinco años 1. Cifra similares se consideran para Europa. La llegada a Colombia de este tipo de vehículos, de acuerdo a representantes de las marcas en Colombia 2, se encuentra aún muy limitada por sus precios que los hacen inviables para el mercado nacional. Cuando esta situación se supere aún se deberán pasar las pruebas técnicas de combustibles y operativas para proceder a lograr la asignación de cupos para Colombia (mercado que apenas representa el 0.4% de olas ventas mundiales), de tal manera que no es de esperar que esta tecnología pueda estar disponible en el país en los próximos diez años, aunque podría esperarse que lo esté en el mediano plazo Transporte público de carga y pasajeros La posibilidad de utilizar vehículos híbridos para el transporte de carga y pasajeros se facilita en la medida que estos vehículos puedan ser solicitados como flotas y no de manera individual. Esta situación hace que resulte más fácil considerar este tipo de vehículos para el transporte en Colombia que los automóviles particulares presentados en el numeral 1 Global Insight 2 Entrevistas con las areas comerciales. 15

16 anterior. Aunque en lo que toca a vehículos de carga la mayoría de estos corresponde a vehículos que pueden catalogarse como utralivianos, con capacidades de carga que rara vez exceden las 3 toneladas. En cuanto al transporte de pasajeros, la oferta de vehículos es más amplia y se encuentran desde vans, para el transporte de menos de 25 pasajeros, hasta buses que alcanzan capacidades de 80 pasajeros e incluso buses articulados que superan los TRENES LIGEROS Y TRANVIAS La Trenes ligeros es un sistema de transporte metropolitano que operan sobre rieles y que son alimentados, casi universalmente, por electricidad, normalmente a través de un cable superior o catenaria. También existen algunos trenes ligeros que utilizan alimentación diesel, pero esto solo se da en lugares donde la demanda es relativamente reducida y la infraestructura eléctrica puede resultar muy costosa. Este tipo de vehículos realizan recorridos relativamente cortos, como el de ciudad de México (foto) que cuenta con una línea y que recorre 16 estaciones en el sur de la ciudad y cuya capacidad máxima es de 374 pasajeros. Los tranvías, por su parte, son trenes ligeros de superficie que circulan al interior de las ciudades y que, a diferencia de los trenes ligeros, no utilizan vías reservadas para ellos. Se desplazan sobre rieles y, al igual que los trenes ligeros, son normalmente alimentados por energía eléctrica a través de una catenaria. En Barcelona, por ejemplo, el Tranbaix (foto) entró en servicio en 2004 y actualmente cuenta con tres líneas que transportan diariamente a treinta mil pasajeros 3. 3 Barcelona cuenta también con dos líneas más de tranvía (Tranbesos) independientes de las anteriores que movilizan 16

17 1.5 METROS El metro es una forma de transporte masivo de pasajeros, ferroviario, que se viene desarrollando desde hace casi 150 años 4. El concepto de metro normalmente se asocia al de ferrocarriles subterráneos, aunque aún existen algunos que transitan a cielo abierto, como el de Medellín (foto). Estos últimos normalmente se colocan sobre plataformas elevadas. El metro es además un sistema eléctrico de transporte que por su alto costo solo resulta viable cuando se movilizan altos volúmenes de pasajeros. Al respecto cabe mencionar que Una evaluación indicativa de alternativas de transporte masivo demuestra que sólo es conveniente introducir tecnología ferroviaria (Metro) cuando la demanda de viajes es mayor a pasajeros/hora 5, afirmación del Darío Hidalgo 6 que coincide con las de otras fuentes. Cabe decir que el metro de Medellín transporta cerca de 400 mil pasajeros diarios. 1.6 OTROS TIPOS DE VEHÍCULOS Además de los anteriores, existen algunos otros tipos de vehículos eléctricos, conectables directamente a las redes de energía residencial, y que podrían ser alternativas a los actuales de combustión interna. Estos son de tres tipos: Motocicletas, Bicicletas y vehículos tipo patineta. Dentro de las primeras se pueden distinguir dos, según su tamaño, las más pequeñas (foto) alcanzan velocidades hasta de 40 Km/h con autonomías alrededor de los 30 kilómetros, precios algo superiores a los 1500 euros y tiempos de recarga entre 4 y 6 horas. Las motocicletas de mayor tamaño, logran autonomías superiores a los 70 Km con tiempos, de recarga de 3 horas, y alcanzan velocidades hasta de 80 Km/h, sin embargo su precio se convierte en un inconveniente porque se acerca a los euros. 4 El primer metro del mundo se inauguró en 1863 en Londres. 5 Comparación de alternativas de transporte público masivo, una aproximación conceptual. Abril de Consultor de transporte con experiencia en transporte masivo en Perú, Nigeria, Tanzania, Tailandia y Colombia. 17

18 Al igual que en las en las motocicletas, el precio se convierte en un inconveniente para la comercialización de las bicicletas eléctricas en Colombia. Si bien este tipo de vehículos ofrecen autonomías que alcanzan los 40 Km, velocidades que llegan superiores a los 30 Km/h, diferentes formas en que se incluyen incluso triciclos y facilidades, como ser plegables, su precio normalmente supera el millón de euros. Por último cabe mencionar los vehículos tipo patineta que, aunque de menor costo que las bicicletas y con velocidades que pueden llegar a los 30 Km/h, no se esperaría que pudieran comercializarse masivamente en Colombia en razón a que la infraestructura vial del país no se encuentra diseñada para la circulación segura de este tipo de vehículos. 18

19 1.7 CONCLUSIONES A continuación se sintetizan los hallazgos sobre los medios de transporte eléctrico que podrían ser utilizados en Colombia en el corto y mediano plazo, de acuerdo a lo expuesto en los numerales anteriores. Así, en lo que se refiere al transporte particular, es claro que los automóviles particulares basados en tecnologías eléctricas puras o en celdas de combustible aún se encuentran muy limitadas a nivel mundial, las primeras por la autonomía que brindan y las segundas por sus costos, por lo que no su llegada al país sólo se puede esperar en el largo plazo. En el mediano plazo los automóviles eléctricos muestran mayores posibilidades con tecnologías hibridas, con base en las cuales ya se encuentran varios modelos comerciales en el mundo, aún de precios altos y relativamente baja producción, pero que muestran tasa de crecimiento importantes que probablemente, junto con los avances tecnológicos, llevaran a menores precios. Es probable entonces que este tipo de vehículos pudieran empezar a comercializarse en nuestro país a finales de la próxima década. Otros vehículos de uso particular, como bicicletas eléctricas y motocicletas, también se ofrecen en múltiples modelos en el mercado. Sus costos siguen siendo altos frente a los vehículos de combustión interna pero, por ser de mucho menor valor que un automóvil, es posible que su comercialización en Colombia se pueda iniciar en pocos años. En todo caso su masificación aún sería remota por el diferencial de precio y por los tiempos de recarga que exige, 4 a 8 horas. La llegada al país de vehículos híbridos para el transporte público de carga y pasajeros, también sería viable en el mediano plazo, en especial a través de compras de flotas de vehículos. Aunque, para el transporte de carga, la oferta de vehículos haría pensar que en este periodo no se podría esperar la llegada de vehículos con capacidades de carga de más de tres toneladas. Los otros sistemas de transporte masivo (trenes de cercanías, tranvías, metros y cables), que se alimentan de fuentes de energía eléctrica externas a los vehículos, corresponden a soluciones particulares de cada ciudad y su desarrollo obedecerá a los resultados de los estudios que sobre ellos se realicen y a la disponibilidad de recursos para su desarrollo. 19

20 2. PRINCIPALES IMPACTOS DEL CAMBIO TECNOLÓGICO En este capítulo se resumen los análisis de costos de la infraestructura, eléctrica y civil, y de impacto ambiental. Sobre los primeros cabe mencionar que se originan fundamentalmente en los proyectos de transformación de sistemas de transporte masivo a sistemas eléctrico con alimentación externa, pues los vehículos híbridos tienen características de tamaño, peso y operativas similares a los de combustión interna y no requieren instalaciones especiales para su implementación Sobre los segundos se presentan las principales conclusiones derivadas del desarrollo realizado en el anexo COSTOS DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL Los cambios en la infraestructura vial que se pueden derivar por el cambio de tecnologías en los equipos de transporte se relacionan fundamentalmente con las estructuras de las vías. En el siguiente cuadro se referencian los impactos probables según el tipo de equipo y la modalidad de transporte. Como se observa los cambios se generan en el transporte colectivo y masivo de pasajeros, servidos con buses. El efecto real de los incrementos de los pesos de los equipos, se traslada a la vida útil de las estructuras existentes, por lo que la sustitución demandaría inversiones adicionales, orientadas a adecuar las estructuras de las vias a los nuevos requerimientos. En el siguiente cuadro se presentan las estimaciones de los incrementos en el factor daño generado por diferentes tipos de vehículos buses de transporte colectivo. TIPO DE BUS # UBICACIÓN MOTOR EJE DELANTERO CARGAS EJE TRASERO FATOR DAÑO PAV.FLEXIBLE FACTOR DAÑO PAV. RIGIDO PESO TOTAL PADRÓN 1 Delantero 5,91 Tn 10,41 Tn 3,13 3,48 16,32 Tn DIESEL 2 Trasero 4,86 Tn 11,14 Tn 3,53 4,10 16,01 Tn ELECTRICO Electrico 3 padrón0 6,45 Tn 11,37 Tn 4,39 5,08 17,82 Tn 20

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