Eficiencia Energética en el Sector Transporte. Vehículo Eléctrico

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1 I NSTALACIONES ELÉCTRICAS I NSTALACIONES Y CONSTRUCCIÓN Eficiencia Energética en el Sector Transporte. Vehículo Eléctrico Bernardo Parajó Departamento de Ingeniería Eléctrica 1

2 Contenidos Energía y medioambiente: el sector transporte La movilidad sostenible El vehículo eléctrico 2

3 Energía y medioambiente: el sector transporte El procesado de la energía (incluido el sector transporte) es responsable del 80 % de las emisiones de gases de efecto invernadero. Consumo de energía final por sectores en España, 2007 (fuente: IDAE) 82,0% 79,6% 30% 4,2% 3,4% 11,5% 14,1% 17% 39% marítimo aéreo carretera ,1% 2,9% ferrocarril 10%4% transporte agricultura servicios residencial industria 50 % 47 % 3 % El transporte por carretera supuso el 23,6 % de las emisiones de GEI en

4 Energía y medioambiente: el sector transporte Las emisiones del sector transporte 11% 19% 10% 60% 60% 23% 3% 14% 33% 19% 11% 37% NOX SO2 CO2 transporte otros manufactura y construcción energía Fuente: Comisión Nacional de la Energía 4

5 Energía y medioambiente: el sector transporte gasóleo o gasolina? NOX (mg/km) PM (mg/km) CO2 WtW (g/km) CO2 TtW (g/km) CO e HC (mg/km) gasóleo gasolina WtW: well to wheels (pozo a rueda) TtW: tank to wheels emisiones de CO2 gasóleo C sen chumbo 2,6 kg/l 2,35 kg/l 5

6 Energía y medioambiente: el sector transporte Los combustibles gases acidi\icantes equivalente NO2 (g/mj combustible) gases efecto invernadero equivalente CO2 (g/mj combustible) gasóleo gasolina (catalizador) propano (glp) gas natural metanol (de gas natural) biogás (metano) bioetanol biodiésel

7 Energía y medioambiente: el sector transporte Estrategia reducir un 20 % las emisiones de CO2 mejorar un 20 % la eficiencia energética producir un 20 % de la energía mediante fuentes limpias incorporar un 10 % de combustible de origen renovable en el transporte Origen de la energía en España, en 2008 total renovables: 7,6 % 24% Fuente IDAE 11% 48% 10% hidráulica eólica rsu biomasa biogás biocarburantes geotermia solar fotovoltaica solar termoeléctrica solar térmica carbón prod. petrolíferos gas natural nuclear 7

8 La movilidad sostenible 1. Cambio modal Modos de transporte a pie bicicleta transporte público... Planificación acceso restringido o limitado aparcamientos disuasorios TICs para gestión del tráfico Medios más eficientes Renovación del parque de vehículos Carburantes biodiésel bioetanol Sistemas de propulsión evolución de los motores de combustión interna vehículos híbridos vehículos híbridos enchufables vehículos eléctricos Uso racional de los medios comunicación y sensibilización social mejora de la seguridad formación en técnicas de conducción eficiente... 8

9 Biocarburantes Bioetanol sustituto parcial de las gasolinas se produce a partir de cultivos agrícolas (cereales o caña de azúcar) o de residuos forestales compatible con motores convencionales de gasolina es renovable más potencia y mejores prestaciones que su equivalente en gasolina Bioetanol Galicia S.A. (Abengoa Bioenergy) Curtis (A Coruña) 9

10 Biocarburantes Biodiésel combustible sustitutivo del gasóleo se elabora a partir de aceites vegetales, grasas animales, algas oleaginosas y aceites usados en fritura no requiere transformaciones en los vehículos actuales mejora la lubricidad es biodegradable es renovable menores emisiones (0% azufre) consumos y prestaciones similares 10

11 Biocarburantes Biodiésel: el parque móvil del ayuntamiento de Vigo 11

12 Evolución de los motores de combustión interna Regeneración de energía en el frenado desacoplar el alternador en las fases de aceleración e aprovechar las retenciones (soltar el acelerador) e las frenadas para conseguir energía eléctrica Auto start stop al soltar el embrague y poner o punto muerto, el motor se apaga automáticamente; cuando se vuelve a pisar el embrague, o motor se enciende Indicación de cambio de marcha gestión electrónica del motor que indica el momento más adecuado para cambiar de marcha Dirección eléctrica el motor de asistencia de la dirección se acciona solo cuando el conductor lo necesita Compresor del aire acondicionado con función de desacoplamiento El compresor se sepárase de la correa mediante un acoplamiento magnético cuando se desconecta el sistema de aire acondicionado. Aerodinámica activa... trampillas de refrigeración que se abren o cierran en función da situación de conducción (se controlan activamente en algunos modelos) optimización de las características aerodinámicas del vehículo 12

13 Sistemas de propulsión Vehículos híbridos dos motores, uno de combustión (diésel o gasolina) y uno eléctrico el freno regenerativo puede ser un generador independiente o bien usar el propio motor eléctrico ventajas menos ruido que el térmico más par y elasticidad respuesta más rápida recuperación de energía en deceleraciones mayor autonomía que un eléctrico puro mejor funcionamiento en recorridos cortos consumo notablemente menor inconvenientes mayor peso que un coche convencional (hay que sumar el motor eléctrico y, sobre todo, as baterías) más complejidad, mayor probabilidad de averías precio elevado 13

14 Sistemas de propulsión Coches de hidrógeno combustión interna pila de combustible autobuses urbanos proyecto europeo de ensayo en varias ciudades: Madrid, Barcelona, Porto, etc Coches eléctricos propulsión robusta y fiable baterías muy costosas (ion litio) autonomía: 150 km inversión alta: costes muy bajos: 1,5 /100 km automóviles vehículos de prueba de varias casas comerciales autonomía de 400 km y prestaciones aceptables El problema es el mismo: de dónde vendrá la energía? 14

15 de dónde vendrá la energía? Red Eléctrica de España: https://demanda.ree.es/generacion_acumulada.html 15

16 de dónde vendrá la energía? hidráulica: 5,43 ecopuntos VE? eólica: 64,47 ecopuntos cogeneración, biogás, solar fotovoltaica, etc.: según tecnología gas natural: 267,11 ecopuntos nuclear: 671,82 ecopuntos 0 carbón: 1.355,92 ecopuntos 21:00 23:00 01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 Carbón Nuclear Ciclo combinado Resto régimen especial Eólica Hidráulica VE? El vehículo eléctrico es el instrumento que permitirá alcanzar el objetivo sectorial del transporte de la estrategia (10) 16

17 El vehículo eléctrico Vehículos eléctricos híbridos asociado al motor de combustión, un motor eléctrico que le complementa recuperan energía en el frenado y descensos Vehículos eléctricos híbridos enchufables además, las baterías pueden ser recargadas desde una red eléctrica externa autonomía en modo eléctrico de 30 km Vehículos eléctricos de rango extendido (600 km) además, incorporan un motor térmico que únicamente se utiliza para cargar baterías y prolongar la autonomía Vehículos eléctricos puros ( km) la tracción es íntegramente eléctrica la energía se almacena en baterías freno regenerativo 17

18 El vehículo eléctrico Eliminar barreras de hábito y de opinión sobre el vehículo eléctrico: Adopción de medidas de discriminación positiva reservas de espacio y circulación preferente ventajas fiscales... Desarrollo de infraestructuras de carga en vías públicas y aparcamientos de uso público vinculadas, destinadas a un único usuario o grupo específico de carga rápida, especialmente en los accesos a las ciudades... Comunicación y formación plan de comunicación formación técnica específica

19 El vehículo eléctrico Medidas de acompañamiento para la eliminación de barreras no tecnológicas Medidas de carácter legislativo habilitación legal del gestor de carga normativa autonómica normativas locales... Incentivos económicos compra de vehículos compra de vehículos para flotas desarrollo de infraestructuras de carga... Tarifas ventajosas tarifa de acceso supervalle contadores inteligentes... 19

20 El vehículo eléctrico Barreras de carácter tecnológico Baterías reducción de coste aumento de la densidad de carga prolongación de su vida útil... Infraestructuras de distribución de la energía eléctrica sistemas de gestión técnica y económica de la red contadores inteligentes de energía eléctrica... Infraestructuras de carga estandarización de componentes estandarización de medios de control de uso y pago La tecnología resuelve la mayor parte de los problemas que crea 20

21 El vehículo eléctrico Baterías Es el elemento más costoso de los VE La evolución del vehículo eléctrico está ligado al desarrollo de las baterías Tipo de baterías Zebra (NaNiCl) Polímero de litio (Li- Po) Iones de litio (Li- ion) Níquel hidruro metálico (NiMH) Níquel cadmio (NiCd) Plomo- ácido Energía (kw h) Densidad energética (W h/l) Potencia/peso (W/kg) E\iciencia energética (%) , > , ,5 21

22 El vehículo eléctrico Infraestructuras de distribución de energía eléctrica Se adaptarán a los nuevos perfiles de consumo Aparecen nuevos retos en la gestión técnica de las redes de distribución de energía eléctrica G4V: Grid for vehicle La red eléctrica abastece la carga del vehículo El operador técnico podría modular o interrumpir el proceso de carga para adaptarlo a la disponibilidad de la red V2G: vehicle to grid En función del estado de la red el operador puede utilizar la carga almacenada para apoyar a la red Permitirá trasladar carga de períodos de poca demanda (energía barata) a períodos de punta de demanda (energía cara) 22

23 El vehículo eléctrico Infraestructuras de carga Tipos de carga Sistemas conductivos Conexión eléctrica a una red exterior Carga inductiva permite cargar vehículos sin necesidad de enchufarlos se podrá cargar las baterías aparcando sobre una fuente de energía inalámbrica plana instalada en el suelo de su garaje o integrada en una zona de un estacionamiento público. 23

24 El vehículo eléctrico Infraestructuras de carga Tiempo de carga Lenta alimentación monofásica en C.A. 230V, <16A entre 6 y 8 horas, dependiendo de la capacidad de la batería y de la carga previa Rápida alimentación trifásica en C.A., 400 V, <32 A carga completa entre 60 y 80 minutos. Ultrarrápida alimentación en C.C. puede suministrar el 80% de carga en minutos regulador de carga externo al vehículo infraestructuras eléctricas más complejas disponibilidad de altas potencias puntas de demanda intensas (carga desacoplada) 24

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