Políticas de Movilidad Urbana Sostenible y Accesible

Transcripción

1 Políticas de Movilidad Urbana Sostenible y Accesible TECNOLOGÍAS Y COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS PARA UNA MOVILIDAD ENERGÉTICAMENTE SOSTENIBLE Juan Luis Plá de la Rosa Jefe del Departamento de Transporte IDAE

2 Transport non Transport Alternativas para el transporte Primary Energy Energy Carrier Use Use Fossil Crude Oil Natural Gas Coal Uranium Fuels Diesel/ Gasoline/ Cerosine Gas Thermal Engine Vehicle ICE Jet Ship ICE Renewable Wind Water Solar Geothermal Biomass Synthetic Fuels Hydrogen Power Plants Electric Power Electric Motor Fuel Cell Battery Electric Power Heating Plastic / Chemistry Production Fuente: Future Fuels for Transport UE 2011

3 Alternativas para el transporte Periodo Ligeros: Transporte por carretera Pesados (ciudad) Pesados (larga distancia): Corto plazo (2020) Mezclas de bioetanol o biodiesel Electricidad Hidrógeno Mezcla de biodiesel HVO, metano Electricidad (híbridos) Mezcla de biodiesel HVO / metano (vehículos duales) Medio plazo (2030) Largo plazo (2050) GLP, HVO, metano (Mezcla de) Bioetanol o biodiesel (2 ª generación) Electricidad & hidrógeno Biometano, HVO Sintéticos: BtL/GtL Electricidad e hidrógeno a partir de fuentes de energía renovables Biometano (principalmente para vehículos en larga distancia) Biocombustibles (2 nd 3 rd generación, sólo para el transporte de larga distancia). Hidrógeno (autobuses) Biodiesel (1 ª y 2 ª generación) Combustibles sintéticos (GtL) Biometano, HVO Hidrógeno Electricidad (híbridos) Biocombustibles (2ª y 3ª generación) Electricidad e hidrógeno a partir de fuentes de energía renovables Biometano Biodiesel (1 ª y 2 ª generación) Combustibles sintéticos (GtL) Biometano / GNC, HVO Hidrógeno Biocombustibles (2ª y 3ª generación) Electricidad e hidrógeno a partir de fuentes de energía renovables Fuente: Future Fuels for Transport UE 2011

4 kg CO2 / kg combustible kg CO2 / kw h Emisiones de CO2 y consumo energético 3,5 3 2,5 2 1,5 1 3,2 0,74 3,15 0,92 3,02 0,82 2,75 0,55 0,84 1,91 0,8 1,38 1,2 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 kg CO2 kg combustible O/ C H / C 0,5 Diesel Otto 0,4 0,3 0 Gasóleo Gasolina GLP Gas Natural Etanol Metanol Fuente: IDAE 0,2 Consumo energía (kwh/km) Emisión CO 2 (kg/km) Gasolina 0 % 0 % Diesel - 15 % - 13 % GLP 0 % - 10 % Gas natural - 5 % - 24 % Híbrido (gasolina) - 27 % - 27 %

5 BIOCARBURANTES 1ª GENERACIÓN CARACTERÍSTICAS BIODIESEL Obtenido a partir de semillas oleaginosas (colza, girasol, palma y soja) y de aceites vegetales usados y grasas animales mediante transesterificación. Puede emplearse hasta el 100% en cualquier motor diesel moderno. BIOETANOL Obtenido a partir de semillas ricas en azúcar, almidón o celulosa (cereales, remolacha, maíz, alcohol, desechos agrícolas y forestales) mediante fermentación y destilación. Puede emplearse en mezclas de hasta un 15% en cualquier motor Otto moderno. También al 100% en motores preparados. En Suecia, Ford comercializa su modelo Focus FFV de combustibles flexible y SAAB el 9-5 Biopower. El bioetanol se emplea también en la fabricación de ETBE. BIOGAS Obtenido a partir de la fermentación anaeróbica de biomasa mediante la acción de bacterias metanogénicas. Se genera industrialmente en EDARs y vertederos de RSU. En España no está reconocido como biocarburante. En Suecia existen 4500 turismos y 800 autobuses a biogás.

6 BIOCARBURANTES DE 2ª GENERACIÓN Y COMBUSTIBLES SINTÉTICOS Biocarburantes conv. Fermentación; Destilación; Transesterificación; otros Combustibles sintéticos Síntesis de Fischer Tropsch + Captura de CO 2 nco + 2nH2 CnH2n + nh2o nco + (2n + 1)H2 CnH2n+2 + nh2o Esteres metílicos de ácidos grasos (FAME) BTL (Biomass to Liquid) GTL (Gas to Liquid) CTL (Coal to Liquid) Bio-Etanol ETBE Bio-Metanol Bio-butanol SunFuel SunDiesel SynFuel SynFuel Biocarburantes de 1ª generación Biocarburantes de 2ª generación

7 GAS NATURAL (GN) - VENTAJAS Y BARRERAS PRINCIPALES VENTAJAS Tecnología desarrollada y disponible. Reducción emisiones contaminantes de NO x y CO. No emite partículas sólidas ni SO 2. Emisiones de CO 2 inferiores un 25% a Gasolina y 10% a Gasóleo. Diversificación energética. Reducción ruido autobuses. Y BARRERAS Coste del desarrollo de infraestructura de suministro para vehículos privados (inexistente actualmente en España). Espacio y peso necesarios para el almacenamiento en los vehículos. No garantiza la seguridad abastecimiento energético.

8 GASES LICUADOS DE PETRÓLEO TECNOLOGÍA, VENTAJAS Y BARRERAS TECNOLOGÍA GLP: mezcla variable de propano (C 3 H 8 ) y butano (C 4 H 10 ) obtenido por refino de crudo (45%) y de yacimientos de gas natural (55%). Vehículos ESPECIALIZADOS (monocombustible) y BI-COMBUSTIBLE con rendimientos parecidos a los de gasolina. Almacenamiento a 15 b en depósitos cilíndricos y toroidales de 50 l, 80 l y mas. PRINCIPALES VENTAJAS Tecnología desarrollada y disponible Reducción emisiones contaminantes y ruido Y BARRERAS Es un derivado del petróleo. Necesita adaptación de los coches, aunque el combustible es más barato. Espacio y peso necesarios para el almacenamiento en los vehículos Pocas estaciones de suministro para vehículos privados.

9 Electricidad EL HIDRÓGENO COMO FUENTE DE ENERGÍA? El hidrógeno NO ES UNA FUENTE DE ENERGÍA! Fuentes de energía Carbón Petróleo Gas natural Biomasa Reformado, Oxidación parcial parcial CO 2 Eólica Solar Hidráulica Geotérmica H 2 O Electrolisis del agua H 2 Nuclear H 2 O

10 FLUJO DE ENERGÍA QUÍMICA MECÁNICA La energía química va asociada al combustible. Tipo de combustible La energía mecánica se utiliza en la propulsión del vehículo. Tipo de vehículo. (Dos caminos): Pila de combustible (PEM: 0,60?) H 2 Energía química Energía eléctrica Motor eléctrico Energía mecánica Combustión Energía térmica Motor térmico ( 0,4) Máquina térmica de expansión

11 PILAS DE COMBUSTIBLE - VENTAJAS Y BARRERAS PRINCIPALES VENTAJAS Alternativa limpia, eficiente y silenciosa in-situ único producto de combustión : vapor de agua Rendimiento de hasta el 65%. Posibilidad de combinar con renovables. Y BARRERAS Altos costes de tecnología de las pilas Avances tecnológicos necesarios respecto al almacenamiento de combustible Necesidad costosas inversiones en instalaciones de producción y distribución No existen actualmente fuentes limpias y baratas para generar H 2

12 ELECTRIFICACIÓN DEL TRANSPORTE PORQUÉ? OBJETIVOS CO 2 VEHÍCULOS UE (g/km) Reglamento 443/ ) (2) ) UE15 2) 120 g/km vehículos; 10 g/km adicionales mediante mejoras en neumáticos, AC Fuente: ACEA; Parlamento Europeo; Roland Berger Strategy Consultants

13 ELECTRIFICACIÓN DEL TRANSPORTE PORQUÉ? POTENCIAL DE PRESENCIA DE VE - PHEV Segmento/Tamaño 7 Grandes SUV 6 PHEV/ EV Objetivos Emisiones CO g/km 125 g/km Compactos SUV 5 Reducción de peso Coches de lujo Coches granes 4 3 Coches medios 2 Compactos Emisiones CO 2 (g/km) El tamaño del círculo señala las ventas actuales por segmentos. Fuente: Roland Berger Strategy Consultants

14 EVOLUCIÓN TÉCNICA HACIA LA ELECTRIFICACIÓN DEL VEHÍCULO ICE Tecnología convencional MICRO HEV Start-stop Frenado regenerativo Mild HEV Start/stop Frenado regenerativo Apoyo eléctrico a la tracción Full HEV (Paralelo) Conducción en modo eléctrico exclusivo (pocos km) Frenado regenerativo Start/stop PHEV Conducción en modo eléctrico (mayor autonomía) Carga externa o interna E-REV FCEV? VEHÍCULO ELÉCTRICO (BEVs) Conducción en modo eléctrico con batería

15 EVOLUCIÓN TÉCNICA HACIA LA ELECTRIFICACIÓN DEL VEHÍCULO

16 EFICIENCIA DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO Los vehículos eléctricos son mucho más eficientes que los vehículos convencionales (tank to wheel). Análisis comparativo de la eficiencia energética entre un vehículo convencional y un vehículo eléctrico Vehículo Eléctrico (electricidad procedente de ciclo combinado GN) WTW 1 Eficiencia Energética (%) 29% = 42% X 92% X 75% Rend. Central Distribución Motor eléctrico Incluso en el ciclo completo (well to wheel) la tracción eléctrica es más eficiente. Vehículo Eléctrico (electricidad procedente de central de Carbón) Vehículo convencional 1) Well-to-Wheel (del Pozo a la Rueda) 24% = 17% = 35% X 92% X 75% Rend. Central Distribución Motor eléctrico 83% X 20% Refinería Motor Térmico FUENTE: Roland Berger Strategy Consultants y Plugged In. The end of the Oil Age. Gary Kendall. WWF. Adena. Los análisis de eficiencia energética y reducción de emisiones deben llevarse a cabo en el ciclo completo. La reducción de emisiones va a depender del mix energético eléctrico. Eólica Nuclear Biomasa Gas Natural Mix Europeo Carbón (IGCC) Carbón (sin CSC) Toyota Prius Híbrido Megane 85 CV Diesel Megane 115 CV GNC Megane 115 CV Gasolina COMPARATIVA DE EMISIONES EN FUNCIÓN DE TECNOLOGÍAS Well to Tank Tank to Wheel VEHÍCULOS ELÉCTRICOS FUENTE: JRC/Eucar(Concawe y RENAULT

17 GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD Evolución Factor de emisiones La reducción de emisiones de GEI gracias al VE va a depender el nivel de emisiones de la generación eléctrica. Es necesario incorporar rendimientos de transporte, distribución y transformación, y de la propia recarga en el vehículo. FUENTE: REE El efecto horario de las emisiones no es tan decisivo como el mix medio. En España el mix actual y el previsto (PANER) en 2020 remarcan las ventajas del VE en la reducción de emisiones del transporte. FUENTE: IDAE

18 OTRAS VENTAJAS DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO Reducción de la dependencia energética exterior, especialmente de productos derivados del petróleo. Incremento de la eficiencia energética del sistema eléctrico (reducción diferencias punta/valle). Reducción de las emisiones asociadas al transporte en su uso (especialmente en entornos urbanos). Cortesia: REE Incorporación del transporte al mercado de emisiones de GEI a través de la generación de electricidad Incorporación de energías renovables al sistema preferentemente en horas valle.

19 PREVISIONES DE MERCADO 50 Battery capacity (kwh) Expected launch year Fuente: AIE 2009

20 IMPACTO VE EN ESPAÑA BALANCE DATOS DE MOVILIDAD COMUNES: Número de vehículos: Kilómetros anuales: VEHÍCULO DE COMBUSTÓN INTERNA VEHÍCULO ELÉCTRICO Consumo medio: 5,60 litros/100 km. Consumo medio: 17,50 kwh/100 km. Rendimientos: Cargador: 92% Gasolina: 6,00 litros/100 km. % Flota: 50% Consumo en bornas de central: 20,68 kwh/100 km. Pérdidas Tpte/transformación: 9% Gasóleo: 5,20 litros/100 km. 50% Consumo energía primaria: 41,35 kwh/100 km. Generación: 50% Consumo total E.F.: litros/año Mwh/año Consumo anual total E.P.: Mwh/año Consumo total E.P.: tep/año Barriles/año Consumo Energía Primaria: tep/año Emisiones medias: 158 gco2/km. Emisiones medias en bornas: 277 gco2/kwh 57 gco2/km. Ahorro emisiones 63,7% Emisiones totales: tco2/año Emisiones totales: tco2/año Ingresos Fiscales: Euros/año 0,593 Euros/litro. Ingresos Fiscales: Euros/año Coste electricidad: 211 EUR/Mwh RESULTADO: Impuesto electricidad: 6,03 % Ahorro energía primaria: tep/año %Ahorro energía primaria= 25,5% Emisiones evitadas: tco2/año % Reducción emisiones CO2= 63,7% Reducción déficit exterior: Euros/año Cotización: 122,7 US$/Barril BRENT a Fecha: Reducción coste emisiones CO2: Euros/año Precio CO2: 4,0 Euros/t. Bloomberg Reducción ingresos fiscales: Euros/año Cambio: 1,3406 US$/Euro a Fecha: En 2011 las emisiones medias de los turismos vendidos en España fueron 135 gco2/km. En energía primaria suponen 158 gco2/km. Emisiones medias generación electricidad 2011: 277 gco2/kwh Fuente: Departamento Gestión de la Demanda. REE. Noviembre 2011: Fuente CORES. Impuestos en los carburantes: Gasolina: 0,4426 IVA: 0,1989 Total: 0,6415 Gasóleo: 0,3459 IVA: 0,1994 Total: 0,5453 Coste doméstico electricidad: 21,10 ceuro/kwh Fuente: Informe precios de la energía. IDAE, Enero Impuesto electricidad: 100 / (100-4,864) x 0,18 de IVA

21 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN Juan Luis Plá de la Rosa Contacto