Hibridación de gas natural en vehículos de transporte: autobuses de la EMT de Madrid

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1 Seminario de Gestión Ambiental Casos prácticos de eficiencia energética en cogeneración e hibridación con gas natural Hibridación de gas natural en vehículos de transporte: autobuses de la EMT de Madrid Juan Ángel Terrón Doctor Ingeniero Industrial Director de Ingeniería Fundación Gas Natural Madrid, 26 de marzo de 2014 EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 1

2 DEMANDAS SOCIALES MENOR GASTO COMBUSTIBLES MENORES EMISIONES ENERGIAS ALTERNATIVOS: ACCESIBILIDAD ALTERNATIVAS Biodiesel UNIVERSAL Hidrogeno Etanol POLITICAS DE MOVILIDAD Electricidad URBANA SOSTENIBLE GNC Y ACCESIBLE Centros de MUSA Operaciones: Diseño especifico AUMENTO EFICIENCIA ENERGETICA TECNICAS ALTERNATIVAS: Híbridos Eléctricos enchufables Autobús Emplear Start-stop accesible ALTERNATIVAS Catalizadores EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 2

3 Ventajas del uso del GNC Reducción de emisiones: HC, PM, NO x y CO Sonoras y vibraciones dba Reducción de coste: EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 3

4 AUTOBUSES DE GNC en EMT EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 4

5 VEHICULOS HIBRIDOS 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 BATERIAS TIPOS DE SISTEMAS HIBRIDOS SUPERCONDENSADORES VOLANTES de INERCIA Según la arquitectura: Según los objetivos: SERIE Reducción CONSUMO PARALELO Reducción EMISIONES EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 5

6 Hibridación según arquitectura Serie Conexión en línea motor de combustión-generador- motor eléctrico SIN enlace mecánico del motor de combustión con las ruedas motrices. Distribución flexible de componentes vs Paralelo Motor de combustión y motor eléctrico ACOPLADOS MECANICAMENTE a las ruedas motrices. Es posible utilizar motores de combustión y eléctrico SEPARADA O CONJUNTAMENTE para mover el vehículo. EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 6

7 VEHICULOS HIBRIDOS Tracción Frenado REDUCCION POTENCIAL DE COMBUSTIBLE (y emisiones) Fuente: MAN EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 7

8 Hibridación según objetivo Reducción emisiones: SI puede funcionar en modo eléctrico puro a voluntad del conductor Objetivo: Reducir emisiones de forma selectiva: hay periodos con cero emisiones Gestión electrónica mixta del uso de las baterías y motor térmico Motor térmico está apagado en torno al 40 % del tiempo de circulación Reducción consumo: NO puede funcionar en modo eléctrico puro a voluntad del conductor Objetivo: Reducir consumo (y, por tanto, emisiones) de forma global Gestión electrónica total del uso de las baterías y motor térmico Motor térmico funciona gran parte del tiempo de circulación En ambos casos: - motor térmico puede apagarse en las paradas - se recupera energía en el frenado - similar reducción de emisiones y consumo (25 %) EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 8

9 FLOTA Y ZBE FLOTA DICIEMBRE 2013 Diesel GNC convencional híbrido 4 convencional 767 híbrido 23 Electricidad 20 Flota Total ZONA DE BAJAS EMISIONES EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 9

10 Autobuses híbridos en EMT Madrid MAN VOLVO Castrosua Solaris IVECO EPT Disminución de consumo: entre 18 % y 32 % EMT EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. Mercedes Benz 10

11 Autobuses híbridos de GNC - 13 autobuses CASTROSUA TEMPUS Puede funcionar en modo eléctrico puro a voluntad del conductor (45 ) Enchufable CASTROSUA - 10 autobuses TATAHISPANO Software de control de modo eléctrico No enchufable EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 11

12 Arquitectura serie Motor GNC Eje motri z EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 12

13 Localización elementos CASTROSUA TATAHISPANO EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 13

14 Estación de carga de Carabanchel 15 puntos de carga de 25 A 1 punto de carga de 50 A EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 14

15 Rendimientos 9,00 8,39 8,00 7,00 NOx g/km euros/100 km 6,00 5,00 CO2 kg/km , , ,00 1,00 1,49 1,51 1,30 1,14 1,21 0,58 0, Estandar Diesel Estandar GNC TATA Hibrido GNC TEMPUS Hibrido GNC Enchufable 0,00 Estandar Diesel Estandar GNC TATA Hibrido GNC TEMPUS Hibrido GNC Enchufable EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 15

16 CONCLUSIONES Necesidad de TRANSPORTE SOSTENIBLE: Demanda de movilidad Diversificar fuentes de energia Reducir emisiones de contaminantes Largo plazo: PROPULSION ELECTRICA La electrificación es una de las estrategias de mayor interés para el transporte sostenible. Corto medio plazo: CONTINUIDAD MOTOR TERMICO Todo tipo de combustibles líquidos y gaseosos Vehículos HIBRIDOS: Etapa de transición larga hacia vehículos eléctricos Mas eficiencia energética, con reducción del consumo y las emisiones EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 16

17 EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 17

18 GENERADOR Marca: Siemens Tipo: Water cooled. PM Synch induction Modelo: 1FV5139 Potencia: 85 kw Velocidad nominal: rpm Velocidad máxima: rpm EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 18

19 BATERIAS TATAHISPANO Tipo: Ión-Litio Capacidad: 7,5 kwh CASTROSUA Tipo: Zebra (Cl Na-Ni) Capacidad: 60 kwh EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 19

20 MOTORES ELECTRICOS Marca: Siemens Tipo: Twin water cooled. 3 phase AC induction Modelo: 1PV5135 Potencia: 190 kw Velocidad nominal: rpm Velocidad máxima: rpm EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 20

21 MOTOR DE GNC TATAHISPANO Marca: Cummins Cilindros: 6, en línea Cilindrada: 5,9 litros Potencia: 145 kw (2800 rpm) CASTROSUA Marca: IVECO Cilindros: 4, en línea Cilindrada: 3,0 litros Potencia: 100 kw (2800 rpm) EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 21

22 EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A. 22

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