NUEVAS TECNOLOGÍAS Y ENERGÉTICOS PARA BUSES OPORTUNIDADES PARA EL SITP - BOGOTÁ

Transcripción

1 NUEVAS TECNOLOGÍAS Y ENERGÉTICOS PARA BUSES OPORTUNIDADES PARA EL SITP - BOGOTÁ EDDER A. VELANDIA DURÁN Ing. Civil, MSc. Ingeniería Civil. MSc. Ing. Industrial Director Centro en Desarrollo Sustentable y Cambio Climático Facultad de Ingeniería Universidad de La Salle

2 + DESARROLLO + DESPLAZAMIENTOS. + ENERGÍA + EMISIONES

3 La sustentabilidad es el gran reto para las ciudades, y en los sectores energía y transporte son relevantes

4 EL ESCENARIO: El sector transporte en Colombia* Consume el 38% de la energía primaria Para el año 2030 aumentará en 2,2 veces su demanda de energía Es responsable del 15% de las emisiones CO 2 en el país (26 M ton - año 2010) Dependencia total por combustibles fósiles El sector transporte en Bogotá**: 100% dependiente de combustibles fósiles Crecimiento del parque vehicular ±9 MM de viajes a través de modos motorizados Impactos económicos en personas de bajos ingresos Emisiones: ±6 millones de toneladas de CO toneladas de material particulado toneladas de NO x *Unidad de Planeación Minero y Energética de Colombia **Plan decenal de descontaminación del aire en Bogotá **Secretaría de movilidad distrital

5 EL SITP UNA OPORTUNIDAD DE CAMBIO El SITP será la piedra angular para la movilidad en Bogotá y se posicionará como la opción más equitativa, accesible y eficiente de transporte Sin embargo, existe el riesgo de pasar de un esquema de transporte estresado y desorganizado a un sistema de transporte organizado y seguro pero igualmente estresado y sin valores agregados para el ciudadano Es oportuno incluir en el desarrollo del SITP: Nuevos conceptos de vialidad Intermodalidad tecnológica Nuevos energéticos Troncal NQS, Bogotá

6 Fundación Ciudad Humana NUEVOS CONCEPTOS DE VIALIDAD

7 INTERMODALIDAD: MODOS Y TECNOLOGÍA Varias capturadas de web Fundación Ciudad Humana

8 NUEVOS ENERGÉTICOS Las nuevas alternativas energéticas poseen bondades e impactos que deben ser valoradas, sin embargo, la posibilidad de reducir el uso de combustibles fósiles representa cambios positivos en términos de dependencia energética y costos ambientales

9 LAS OPORTUNIDADES DE LA INNOVACIÓN Y RENOVACIÓN TECNOLÓGICA La diversificación tecnológica y energética de la flota del SITP permitirá: Mayor eficiencia energética Reducción de emisiones CO2 Mejoramiento de calidad del aire Mejores condiciones a bordo del bus Reducir dependencia energética diésel Uso de fuentes de energía alternativas Reducción niveles de ruido urbano Nuevos conceptos urbanos Apropiación del sistema entre la sociedad Desarrollo empresarial Nuevos campos académicos Posicionamiento local y regional Bus eléctrico con catenaria, Piloto Medellín

10 BUSES DIESEL EURO IV - SUPERIOR La tecnología diésel durante las últimas décadas ha mejorado sus rendimientos energéticos y sus emisiones contaminantes, es la opción más económica en inversión y con mayor estructura de aprovisionamiento/soporte.. En los últimos treinta años se estima que las tecnologías diésel han aumentado sus rendimientos en cerca del 30%. Sin embargo, cuando se consume un litro de diesel se usan 24 Kg de aire para generar 10 KWh de energía; solo 4 KWh son aprovechables para generar movimiento y aproximadamente 40 m3 de gases son generados por el escape. Se emiten: 0,002 Kg de material particulado; 2,7 Kg de CO2 y 0,035 Kg de NOx (Suárez, 2007) Figura: Mercedes Benz

11 BUSES DIESEL EURO IV - SUPERIOR Sin embargo, los proceso de aprovechamiento de la energía son ineficientes, el uso de un derivado del petróleo lo convierte en una tecnología de alto costo operacional, representa altas emisiones GEI y sus emisiones son susceptible a las condiciones de mantenimiento/operación.. El uso de biocombustibles en mezclas y el mejoramiento de la calidad del combustible han entregado resultados positivos, sin embargo, no suficientes para mitigar las emisiones al aire y el ruido, y los costos asociados se transfieren al usuario final..

12 BUSES GAS NATURAL Es una opción tecnológicamente viable con un importante desarrollo en la última década. Ciudades como Madrid, Los Ángeles, San Diego, Washington y Seúl utilizan buses gas natural en las flotas de transporte urbano Metropolitano de Lima Metroplús Medellín

13 BUSES GAS NATURAL Es una opción tecnológica con importantes beneficios ambientales en términos de reducción de material particulado y es más económico respecto al diésel (costo del combustible). Algunos estudios locales señalan mayores beneficios en buses padrones o menores. No obstante, existen algunas limitaciones en términos de potencia en altura (arranque en pendiente y sobrepeso), posibles pesos adicionales (autonomía), representa inversiones mayores respecto al bus equivalente diésel y mantiene emisiones GEI Metropolitano de Lima

14 LOS BUSES HÍBRIDOS - HEV La tecnología híbrida (serie paralelo) se considera una alternativa de desarrollo/evolución de las tecnologías de combustión interna que ofrece un aumento del rendimiento energético (±20%), reducción de emisiones (±30%) y ruido (±10%) y mayor confort. La tecnología es común en ciudades norteamericanas (Vancouver, Seattle, Nueva York, Los Ángeles) y algunas ciudades europeas Capturado de la web. Bus Phileas Fundación Ciudad Humana Seattle (US)

15 BUSES HÍBRIDOS - HEV La tecnología híbrida HEV y la posibilidad de recarga PHEV son alternativas viables que definen beneficios especialmente en términos ambientales, sin embargo, la dependencia por combustibles fósiles, el moderado aprovechamiento energético del combustible, la influencia de las condiciones de operación en los rendimientos, los posibles incrementos de costos en el mantenimiento y el sostenimiento de emisiones GEI son hechos relevantes.. Bus HEV Serie METRA (Sao Paulo) Bus HEV Volvo

16 LOS BUSES ELÉCTRICOS CON CATENARIA Los buses eléctricos con catenaria se han implementado desde hace más de ocho décadas y actualmente operan en cerca de 300 ciudades en el mundo demostrando su confiabilidad y larga vida útil de los componentes de tracción (+25 años). Las nuevas configuraciones y diseños le permite a la tecnología realizar sobrepasos en ruta, ofrecer equipos de respaldo diesel, regeneración en el frenado, disponer de una imagen de última generación y similar capacidad de transporte y peso que buses diésel La tecnología ofrece un aumento del rendimiento energético (±3 veces Vs diésel) Opción de transporte Cero Emisiones Urbanas Reducción de los niveles de ruido (±25%) Mayor confort a bordo... Neoplan (Atenas) capturada web

17 LOS BUSES ELÉCTRICOS CON CATENARIA En México DF el sistema de transporte eléctrico constituido por las rutas de trolebuses (incluyendo dos corredores cero emisiones). Asimismo, los trolebuses son el sistema con menor subsidio al pasaje en la ciudad (H. León, 2011) El BRT eléctrico de Quito con 110 trolebuses sustituyó a 572 buses permitiendo una reducción en 317 Kg de material particulado, 10 toneladas de NOx, 1164 Kg de HC y 5.4 toneladas de CO diarios. El ruido sobre el corredor pasó de 90 a 74 db (Lozano, 2008). Corredor BRT Quito. Lyon (Fundación Ciudad Humana, 2009)

18 LOS BUSES ELÉCTRICOS CON CATENARIA El Instituto de Políticas de Desarrollo y Transporte (2008): los sistemas de transporte con trolebuses son más importantes en áreas con alta concentración de la población y que éstos funcionarían mejor en rutas rectas, segregadas o preferenciales. La recomendación es mantener los trolebuses en las vías del centro de la ciudad se recomienda al trolebús como primera alternativa en el diseño e implementación de nuevos corredores de transporte BRT. Portal centro urbano Sao Paulo.

19 LOS BUSES ELÉCTRICOS CON CATENARIA Consumos de energía y emisiones de CO 2 estimados para un recorrido de un bus articulado ( Km/año). Tecnología Rendimiento Trolebús 2,25 KWh/Km Híbrido 0,13 gl/km Diesel 0,16 gl/km GNV 1,23 Km/m 3 Tecnología Consumo/año Ton CO 2 Diesel galones 129 HEV diesel galones 106 GNC m3 101 Trolebús KWh 51* Niveles de ruido por tecnología Ross et.al (2007) Los mayores beneficios del uso de buses eléctricos con catenaria se encuentra para rutas con las mayores demandas de kilómetros recorridos y concentración de flota por kilómetro de línea electrificada. Mackinger (2006) Director of Salzburg Transport

20 LOS BUSES ELÉCTRICOS CON CATENARIA Estudios realizados por la academia y las instituciones de transporte en ciudades como Vancouver y Laval (Canadá), Leeds (UK), Salzburgo (Austria) y Kaunas (Lituania), desde distintos enfoques y distintos escenarios, encuentran en los buses eléctricos con catenaria la mejor oportunidad para su transporte público En Mérida (Venezuela), la tecnología eléctrica se seleccionó por consideraciones de costo al incluir externalidades ambientales y la posibilidad de reducir el consumo de petróleo Corredor verde Mérida (Venezuela)

21 Corredores electrificados Mendoza (Argentina) Sao Bernardo (Brasil)

22 BUSES ELÉCTRICOS CON BATERÍAS (BEV) Los buses eléctricos con baterías son una alternativa tecnológica que se ha desarrollado para buses de 8-12 m y que durante el último quinquenio se utiliza en ciudades asiáticas y europeas No requieren de infraestructura eléctrica (catenaria) Mejores condiciones ambientales Mayor calidad en el transporta para el usuario Alta confiabilidad de los motores Consideraciones: Posible sobre-pesos con carga completa de pasajeros Autonomía en función de acumuladores ( Km) Tiempo de recarga: 5-6 horas (420 V) Reducida memoria operacional Reservas sobre la vida útil de las baterías (garantías) BYD K9 Opera Shenzeng (China)

23 Más de buses eléctricos a baterías ruedan por ciudades chinas como Beijing, Shanghai, Shenzhen, Hefei, Tianjin y Guangzhou. Existen algunas consideraciones como: Integración operacional (teniendo en cuenta limitaciones de autonomía y tiempos de recarga) Balance: Densidad (peso) de las baterías, capacidad de transporte y calidad de las vías Ajustes infraestructura eléctrica para soporte Buses eléctricos, China Harker, 2012

24 BUSES ELÉCTRICOS RECARGA DE OPORTUNIDAD Esta tecnología en fase de prueba combina parcialmente las opciones de baterías y catenaria, aprovechando las bondades de cada una de ellas y reduciendo sus mayores desventajas (peso catenaria) TOSA (ABB) Capturado en la web

25 BUSES ELÉCTRICOS RECARGA DE OPORTUNIDAD Los buses eléctricos con ultra-capacitores operan hace tres años en Shanghai. Se estarán implementando líneas en Beijing, Yangzhou, Nanjing y en otros países como Israel, Bulgaria y Rumania Otros desarrollos y pruebas se encuentran en Suiza, Alemania y Estados Unidos Tradicionalmente, las empresas que lideran los desarrollos realizan pruebas piloto en ciudades con líneas de catenarias.. Buses eléctricos con ultracpacitores, China Harker, 2012

26 Las potenciales nuevas demandas del transporte urbano son marginales para el sistema eléctrico nacional Los proyectos PCH proyectados por la EAAB y otros posibles en vecindades a Bogotá permitirían proveer de energía a sistemas de transporte masivo eléctrico. PCH Santa Ana Cap. estimada generación: 40 GWh/año Un corredor E-BRT con 160 buses articulados ó 500 buses padrones eléctricos E-Bus Un proyecto de generación MDL produciría energía a un proyecto de bajas emisiones en el transporte urbano para Bogotá

27 EL COSTO DE LA INNOVACIÓN Y EL DESARROLLO SUSTENTABLE Para el desarrollo de sustentable, acciones simples y debajo costo tienen impactos positivos Sin embargo, alternativas de alto impacto tienen costos mayores que representan una barrera para su masificación, algunas de ellas generan dudas de uso y otras se consideran distantes e inviables en algunos contextos

28 NO existe una fórmula perfecta para una ciudad sustentable más cuando existen variables socioeconómicas, de gran dinámica, involucradas Sin embargo, su construcción depende de la voluntad política de los gobernantes y del interés de la ciudadanía por su existencia Zúrich (Suiza) Imagen web Corredor Buses TPC tradicional no organizados Calle 19 (Bogotá)

29 LA POLÍTICA: CLAVE EN LA EVOLUCIÓN TECNOLÓGICA La Ley /2009 (Sao Paulo) propende por una mudanza tecnología progresiva de la flota de buses, con una meta del 10% de la flota cada año, con el propósito de reducir el consumo de combustibles fósiles y su sustitución con combustibles alternativos. Se proyecta que el 100% de la flota para el año 2018 deberá utilizar combustibles alternativos. Esta iniciativa se define teniendo en cuenta que cerca de 4000 personas mueren en la ciudad al año por la mala calidad del aire y existe una estimación de pérdidas de R$30 billones anuales por costos ambientales y de salud pública asociados... En Colombia, políticas como el PROURE y Calidad del Aire han sido fundamentales en la gestión de incentivos para el uso de tecnologías menos contaminantes en el transporte.. Al nivel local, Bogotá ha definido un marco político para favorecer la renovación tecnológica en el transporte masivo (SITP) y existe un claro interés por su implementación.. Ahora, la implementación de nuevas tecnologías y energéticos en el SITP depende de la articulación de los distintos actores («todos ponen») y su orientación hacia un propósito: la construcción de un nuevo modelo de ciudad desde el transporte

30 CUÁL ES LA CIUDAD QUE ESTAMOS CONSTRUYENDO? Bogotá Calle 72, 1945 (Allen Morrison). Estrasburgo (Fundación Ciudad Humana). Bogotá, 1984 (Allen M.). Corredor cero emisiones Eje Central, México DF

31 GRACIAS EDDER ALEXANDER VELANDIA DURÁN Director Centro en Desarrollo Sustentable y Cambio Climático evelandiad@unisalle.edu.co ingeaved@gmail.com Bogotá, Noviembre de 2013