El gas natural en el transporte: ventajas ambientales y económicas. Logroño 2017

Transcripción

1 Instituto Universitario de Investigación del Automóvil El gas natural en el transporte: ventajas ambientales y económicas. Logroño 2017 VENTAJAS AMBIENTALES DEL GAS NATURAL EN EL TRANSPORTE Prof. Dr. José Mª López Martínez Director INSIA-UPM

2 Instituto de Investigación de la Universidad Politécnica Madrid adscrito a la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales Creado en el año 1993, el Real Decreto 1383/1993 de 30 de julio a iniciativa del grupo GIVET dirigido por F. Aparicio 2

3 Líneas de Investigación 3

4 PRINCIPALES RETOS ENERGÉTICOS Y MEDIOAMBIENTALES DEL TRANSPORTE ASEGURAMIENTO ENERGÉTICO CONTAMINACIÓN GLOBAL CONTAMINACIÓN LOCAL

5 PANORAMA ENERGÉTICO COMBUSTIBLES CONVENCIONALES: GASOLINAS GASÓLEOS GAS NATURAL GLP BIOCOMBUSTIBLES ELECTRICIDAD HIDRÓGENO

6 Emisiones de GEI procedentes del transporte en relación con otros sectores. España y Unión Europea (UE-28)

7 Emisiones de gases efecto invernadero (kt de CO2 equivalente) 7

8 Reducción emisiones CO / gco 2 /km 95 gco 2 /km 8

9 Emisiones de GEI de las principales tecnologías de automóviles ligeros. Fuente: JRC Technical Reports (Comisión Europea) 9

10 Evolución Marco Reglamentario de emisiones de NOx y PM Actualmente en vigor normativa EURO 6 Límites muy estrictos para las emisiones contaminantes de los vehículos ligeros: HC, CO, PM y NOx: - 90 % de reducción en las emisiones de NOx - 99% de reducción de partículas Gasolina Euro 6 : 60 mg/km de NOx g/km partículas Diésel Euro 6: 80 mg/km de NOx (vs 180 mg/km Euro 5) g/km partículas NOx FILTRO DE PARTÍCULAS RECIRCULACIÓN DE GASES DE ESCAPE CATALIZADORES DE OXIDACIÓN CATALIZADORES DE REDUCCIÓN SELECTIVA COMBUSTIBLES PM GAS NATURAL NO EMITE PARTÍCULAS Y REDUCE LOS NOx EN UN 85% 10

11 FASE 1 Nuevo marco para la medición de emisiones Nuevo Ciclo de Laboratorio (WLTC) Reglamento sobre Real Driving Emissions (RDE) + Armonizado a nivel mundial (GTR) Más cercano a la realidad: Refleja con mayor eficacia condiciones reales de la circulación Emisiones en circulación Marco único a nivel mundial FACTORES DE CONFORMIDAD FUNCIÓN DE TRANSFEREN CIA 11

12 Utilización del gas natural en MCIA El gas natural puede utilizarse en los motores actuales siendo necesarias algunas modificaciones. Así, por ejemplo, la oxidación del metano en el catalizador requiere mayores temperaturas que en el caso de usarse gasolina y, por ello, el control del motor necesita algunas adaptaciones. Para ello, se han desarrollado sistemas específicos de inyección de gas natural comprimido de diferentes tipos: de fase, secuencial, multipunto o indirecta. Por otro lado, el mayor número de octano del gas natural, por encima de los 130, reduce el riesgo de picado del motor. Gracias a ello, el motor se puede diseñar con una mayor relación de compresión. La combustión estequiométrica del gas natural proporciona muy bajos niveles de emisiones contaminantes. Los motores de gas natural en función del dosado pueden ser de: mezcla pobre (el motor trabaja con exceso de aire) y/o mezcla estequiométrica (el motor trabaja con dosado relativo igual a 1).

13 TECNOLOGÍAS ALTERNATIVAS DE UTILIZACIÓN DE GN EN MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA 1. Vehículos ligeros 2. Vehículos pesados 3. Vehículos híbridos 13

14 Tipo de motores

15 Tipo de vehículos

16 VEHÍCULO ELÉCTRICO BATERÍA HÍBRIDO ENCHUFABLE HÍBRIDO SERIE

17 HÍBRIDO PARALELO

18 MEDICIÓN DE COMPONENTES CONTAMINANTES Y DE CO2 A BORDO DEL VEHÍCULO 1. Vehículos ligeros 2. Vehículos pesados Botón de parada emergencia Control PC OBS Baterías + Botellas GPS Max 10m Unidad OBD Max 5m Tubo Pitot 18

19 Instalación y Equipos de Medida Equipo de Medida de Emisiones Horiba OBS 2200 CO, CO 2 H 2 O Analizador HNDIR THC Analizador HFID NOx Analizador HCLD Caudal de escape Pitot flow meter Real time mass emissions measurement Marcas y Modelos más vendidos 2011 ANIACAM Presión y Temperatura de escape Temperatura ambiente Presión atmosférica Humedad Sensores Equipo de Medida de Partículas MAHA DPMS -04 Partículas (PM) Tecnología láser Nota: sólo para vehículos diesel 19

20 Medida de Emisiones en Autobuses Marcas y Modelos más vendidos 2011 ANIACAM Botellas de Calibración y Funcionamiento Línea de toma de gases de escape y sensor temperatura Tubo Pitot para la medida de caudal escape Equipo Horiba OBS 2200 Equipo de PM (MAHA) 20

21 Medida de Emisiones en Autobuses Características (L27) Distancia 16, 2km Velocidad media 12,8 km/h Nº paradas 55 21

22 Simulación y ensayos 22 08/11/2017

23 VENTAJAS E INCONVENIENTES DEL GAS NATURAL VENTAJAS: Su elevado nº octano (~130), permite aumentar r c. Bajas emisiones y menos CO 2 Grandes reservas Reducción del ruido INCONVENIENTES: Baja densidad de energía Bajo η v Necesidad de tanque presurizados Escasez de infraestructura

24 Instituto Universitario de Investigación del Automóvil Gracias por su atención. INSIA Campus Sur de la UPM. Carretera de Valencia, km MADRID. Tlf.: Fax: