Barómetro sobre Seguridad Vial y Medio Ambiente Sistemas avanzados para la reducción de consumo y emisiones: Inyección directa de gasolina y Start/Stop Research
INFORME SOBRE LA PRESENCIA EN EL MERCADO ESPAÑOL DE TURISMOS DE SISTEMAS PARA LA REDUCCIÓN DE CONSUMO Y EMISIONES: INYECCIÓN DIRECTA DE GASOLINA Y SISTEMA START/STOP La industria del automóvil en su conjunto (fabricantes de vehículos y proveedores de equipamientos) demuestra día a día su compromiso con la mejora de las prestaciones medioambientales de sus vehículos, en un esfuerzo continuo de investigación, desarrollo y oferta de tecnologías que consigan una conducción más eficiente, económica y ecológica. Los sistemas avanzados de inyección directa en motores de gasolina y el dispositivo Start/Stop, que se analizan en este informe, son claros ejemplos de cómo el sector de automoción responde con éxito a los retos medioambientales y energéticos de nuestra sociedad. Los resultados positivos de la incorporación de estos sistemas a los vehículos actuales, incluso desde sus primeras fases de introducción en el mercado, ya están haciéndose notar. 1 La inyección directa en motores de gasolina La tecnología de inyección directa de gasolina (denominada Motronic por Bosch) sigue siendo la base para las futuras generaciones de motores basados en accionamientos limpios y de bajo consumo. Gracias a la mejora en la preparación de la mezcla, este sistema permite reducir significativamente el consumo de combustible y, con ello, las emisiones de CO2 (principal gas de efecto invernadero), hidrocarburos (HC) no quemados y óxidos de nitrógeno (NOx), minimizando el efecto de los vehículos a motor sobre la atmósfera y la salud ambiental. Principales ventajas de la inyección directa de gasolina Reducción del consumo de combustible de hasta un 15% Aumento del par motor hasta un 5% Respuesta espontánea Además la inyección directa de gasolina, en combinación con la turbocarga, permite implantar conceptos de downsizing para los motores de combustión (menor cilindrada, menor número de cilindros y, por tanto, menos pérdidas por fricción), que logran una reducción adicional del consumo, potencialmente hasta un 30%, sin renunciar a prestaciones mecánicas como el par de giro o potencia de los motores. 1 de 15
Breve descripción de su funcionamiento En los motores de inyección directa de gasolina, la mezcla de aire y combustible se forma directamente en la cámara de combustión. El circuito de alta presión del sistema de inyección directa de gasolina está alimentado por una bomba de alta presión que comprime el combustible desde una presión inicial de 0,3 a 0,5 MPa hasta llegar a la presión de inyección necesaria en el raíl, entre 5 y 12 MPa. Los inyectores conectados al raíl de combustible dosifican y atomizan el combustible de forma extremadamente rápida y a alta presión para permitir la mejor preparación de la mezcla directamente en la cámara de combustión. De este modo, el combustible y el aire se mezclan en una zona específica de la cámara, a fin de lograr una combustión óptima de la gasolina. Hasta siete orificios individuales de inyección permiten una adaptación flexible de la inyección a la cámara de combustión correspondiente. Gracias a la formación homogénea de la mezcla, su dosificación precisa para cada ciclo de combustión y la válvula de inyección de alta presión, se consigue optimizar el quemado de la gasolina (minimizando la presencia de hidrocarburos no quemados) y reducir considerablemente el consumo, y por tanto la emisión de gases de escape. Esta tecnología se puede utilizar en todos los motores de gasolina gracias al bajo peso y reducido tamaño de los inyectores de alta presión, a su amplia variedad de formas de atomizado de gotas y a la distribución homogénea de la mezcla. Todas estas propiedades ejercen una influencia favorable en el proceso de combustión y permiten, además, mejorar el arranque en frío y las reacciones a los cambios de carga. 2 de 15
1.1 La presencia de sistemas de inyección directa en el mercado español Evolución matriculaciones turismos * gasolina con inyección directa en España % sobre total de matriculaciones turismos gasolina * Incluye todoterrenos (Ene-Oct) La introducción de sistemas de inyección directa en motores de gasolina ha evolucionado a un ritmo muy lento desde su aparición en el mercado español a mediados de la década de 1990. Aunque aparentemente esta tecnología se encuentra aún en su etapa inicial de difusión, lo cierto es que en los últimos 4 años su presencia ha aumentado sustancialmente y los vehículos con inyección directa han duplicado su peso en el mercado hasta casi un 19% en 2012, lo que apunta una fuerte tendencia al alza hacia su previsible implantación masiva en la próxima década. De hecho, las estimaciones más recientes afirman que el 28% de los vehículos de gasolina que se matriculen en 2015 a nivel mundial serán de inyección directa. Indudablemente, la inyección directa ha demostrado ser uno de los sistemas más eficaces desarrollados por la industria del automóvil para reducir el consumo de combustible en los vehículos propulsados por motores de gasolina, y consecuentemente las emisiones de gases a la atmósfera. Por tanto, no es de extrañar que esta tecnología acelere su introducción en el mercado en los últimos años, a medida que los planteamientos medioambientales y de eficiencia energética en nuestra sociedad se hacen cada vez más exigentes. 3 de 15
15,9 14,7 13,5 13,0 11,5 Research 1.2 La inyección directa de gasolina por CC.AA. En el año 2012 sólo Castilla-La Mancha supera un 25% de cuota de vehículos con inyección directa en el mercado de turismos de gasolina. Considerando las matriculaciones desde 2008, sólo Cataluña, Asturias y el País Vasco superan el 15% de inyección directa de gasolina. Tanto en el acumulado desde 2008 como en las matriculaciones registradas en 2012, Baleares, Extremadura y la C.Valenciana se sitúan en la última posición del ranking nacional. Matriculaciones turismos gasolina con inyección directa por CC.AA. % sobre total de matriculaciones turismos gasolina 2008-2012 15,1 15,1 15,0 14,2 14,1 13,6 13,4 13,4 12,9 Media: 11,6% 12,0 11,3 10,6 10,2 8,0 7,8 7,6 7,0 6,7 CAT ASTUR P.VAS NAV C.MAN GAL MAD C.LEÓN ARAG CANT RIOJA MUR CAN AND CE-ML C.VAL EXTR BAL Sólo 2012 (Ene-Oct) 25,7 24,0 23,4 23,3 23,1 22,4 22,2 21,5 19,8 19,7 17,8 17,6 17,3 Media: 18,6% C.MAN P.VAS GAL NAV C.LEÓN CAT ASTUR RIOJA ARAG MAD MUR CANT CAN CE-ML AND C.VAL EXTR BAL La baja representatividad de los motores de inyección directa en el mercado de Baleares y la C.Valenciana, así como la posición desfavorable de Canarias y Madrid podría deberse a una mayor presencia de vehículos de alquiler con niveles básicos de prestaciones técnicas. Estas 4 CC.AA. son, con mucha diferencia, las que más vehículos de alquiler matriculan (Madrid: 58% sobre el total de matriculaciones en esta Comunidad; Baleares: 48%; Valencia: 43%; Canarias: 43%. Datos enero-octubre 2012). 4 de 15
1.3 La inyección directa de gasolina por canales de compra Distribución de las matriculaciones de turismos de gasolina en España según sus canales de comercialización: Matriculaciones turismos gasolina 2008-2012 Matriculaciones turismos gasolina 2012 (Ene-Oct) con inyección directa con inyección directa Particular 845.162 11,8% 98.573 19,8% Empresa 236.082 17,1% 32.604 25,5% Alquilador 273.695 6,4% 54.890 12,7% TOTAL 1.354.939 11,6% 186.067 18,6% Las empresas compran vehículos eficientes y de calidad. La mayor proporción de motores con inyección directa se encuentra en el canal de empresas, superando actualmente el 25% de las matriculaciones. Esto demuestra que para las empresas el consumo de combustible de sus flotas de vehículos es un importante factor de coste a controlar y la inyección directa proporciona ahorros significativos al respecto. Además, los valores reducidos de emisión de CO2 que se consiguen gracias a esta tecnología también implican menores costes de matriculación y otras tasas asociadas a la vida del vehículo, que pueden ser importantes en grandes flotas. A esto deben añadirse consideraciones de índole medioambiental, concienciación ecológica y/o imagen verde, que posiblemente también están presentes en las decisiones de compra de muchas empresas españolas, y que favorecen la utilización de vehículos con inyección directa. Los vehículos de alquiler son los que menos utilizan la tecnología de inyección directa. Tal como se adelantaba en el apartado anterior, el mercado de coches de alquiler es el canal de comercialización en el que menos difusión han logrado los vehículos de inyección directa, posiblemente porque el ahorro de combustible no siempre es un factor determinante para usuarios de servicios de alquiler de muy corta duración. 5 de 15
1.4 La inyección directa en el parque de turismos de gasolina. La influencia del Plan PIVE El parque español de vehículos actual cuenta con algo más de 9.480.000 turismos de gasolina (aprox. 42,5% del parque total). De éstos, en torno a 203.400 cuentan con alimentación por inyección directa, es decir, tan solo el 2,1% del parque actual de vehículos propulsados por gasolina. Parque de turismos con inyección directa de gasolina Detalle por antigüedad: Parque actual turismos gasolina con inyección directa % vehículos por tramos de antigüedad > 10 años 7% 1 año 16% 5 a 10 años 31% 1 a 2 años 12% 4 a 5 años 11% 3 a 4 años 11% 2 a 3 años 12% El desglose según la antigüedad de los vehículos muestra el peso creciente de los sistemas de inyección directa en los vehículos más jóvenes del parque. Casi 2/3 de los vehículos de gasolina con inyección directa (62%) tienen 5 años o menos, mientras que aproximadamente el 31% tienen entre 5 y 10 años y sólo el 7% restante cuenta con más de 10 años de antigüedad. En promedio, la antigüedad de los vehículos con inyección directa de gasolina se sitúa en 4,6 años, que contrasta con los 11,8 años del parque total de gasolina. Considerando que la consolidación en el mercado de esta tecnología arrancó realmente hace sólo 3-4 años, cuando superó el 10% de las matriculaciones (apartado 1.1), podría pensarse que la edad promedio de los vehículos con inyección directa debería ser menor. Sin embargo, la fuerte caída del mercado precisamente en estos años recientes explica que, aunque la proporción de inyección directa está creciendo ahora rápidamente, el volumen de vehículos es aún reducido, insuficiente para rebajar la edad promedio. Por tanto, de nuevo se constata que el drástico envejecimiento del parque español y la baja tasa de reposición de vehículos nuevos por antiguos está perjudicando la introducción de una tecnología tan beneficiosa como la inyección directa. 6 de 15
La influencia del Plan PIVE sobre el mercado de vehículos de inyección directa. El Plan PIVE está ayudando notablemente a aumentar la presencia de vehículos que incorporan la tecnología de inyección directa de gasolina, demostrando así que este Plan contribuirá a luchar más eficazmente contra el cambio climático, a la eficiencia energética y al ahorro por parte de los contribuyentes. Los primeros datos sobre la influencia del Plan PIVE ya constatan esta realidad: % Vehículos de gasolina con inyección directa Mercado total 2012 18,6% Vehículos vendidos con Plan PIVE 21,6% La tecnología de inyección directa está incorporada en mayor medida en los casi 10.000 turismos de gasolina que se han acogido al Plan PIVE hasta mediados de noviembre 2012 que en el global de matriculaciones de vehículos de gasolina de todo el año. Este hecho es más notorio aún si se tiene en cuenta que el Plan PIVE presenta una limitación de precio de los vehículos, lo que demuestra que la inyección directa no es una tecnología asociada mayoritariamente al mercado de alta gama. 7 de 15
1.5 Los efectos de la tecnología de inyección directa: Reducción de consumo y emisiones de CO2 El promedio de consumo de combustible y emisiones de CO2 de los turismos de gasolina matriculados este año en España es un 20,5% menor que hace 10 años. Emisión media de CO2 (g/km) Turismos de gasolina matriculados 171,2 168,9 166,7 166,4 163,2 162,6 157,2 150,2 143,6 140,2 136,0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Ene-Oct 7,2 litros/100km 5,7 litros/100km La reducción más importante en las cifras de consumo y emisiones de CO2 se ha concentrado en los últimos 4 años (16,4% desde 2008), coincidiendo precisamente con la creciente introducción de vehículos de inyección directa en nuestro mercado. 8 de 15
2 El sistema Start/Stop Parada limpia e inteligente Un motor apagado no necesita combustible. Este simple principio es la esencia de los sistemas Start/Stop, introducidos en el mercado por Bosch, que apagan el motor cuando el coche realiza una parada prolongada (semáforos en rojo o atascos) y lo vuelven a arrancar automáticamente cuando el conductor decide reiniciar la marcha (cuando pisa el embrague o, en coches con cambio automático, cuando suelta el pedal del freno). Los dispositivos avanzados Start/Stop consiguen que este proceso suceda de manera inmediata, sin sensación de interferencia en la conducción normal. Algunas veces las ideas más simples son las que permiten los grandes avances en el día a día. Por ello actualmente la tecnología Start/Stop constituye uno de los desarrollos prioritarios de la industria del automóvil para reducir las emisiones de CO2. Los resultados han demostrado que el ahorro en combustible y disminución de emisiones de CO2 gracias al Start/Stop se sitúa en torno a un 4-5% según el ciclo estándar europeo de conducción (NEFZ) y entre un 8-15% para uso exclusivamente urbano. Breve descripción de su funcionamiento La unidad de control inteligente Start/Stop recibe las señales de los diferentes sensores (de batería 1, de temperatura del motor, del pedal del acelerador, del embrague, etc.) y, en función de éstas, realiza las funciones de control, decidiendo en cada momento si el sistema debe actuar. Otros componentes específicos de este sistema son un motor de arranque reforzado con una vida útil que permite realizar muchos más ciclos de arranque que uno normal, así como una batería y un alternador más potentes. 1 El sensor de batería del sistema Start/Stop proporciona información sobre el estado real de carga de la misma y si está en condiciones de mantener el consumo eléctrico en cada momento. Si la carga no fuera suficiente, el motor no se apagaría, con el objetivo de recargar la batería. 9 de 15
Mejoras adicionales para optimizar los sistemas Start/Stop La nueva generación de sistemas Start/Stop, actualmente desarrollada por Bosch, permite mayores reducciones de consumo de combustible y emisiones de gases, pudiendo alcanzar hasta un 7 % en el ciclo estándar europeo de conducción (NEFZ), es decir, entre un 2 y un 3 % más que en el actual sistema. Características y ventajas adicionales de la nueva generación de sistemas Start/Stop Aprovechamiento del impulso del vehículo para rodar con el motor desacoplado y apagado, sin consumo de combustible ni emisiones. Ampliación de los tiempos de parada del motor Cuando el conductor se acerca a un semáforo en rojo y comienza a rodar en inercia, el motor se apaga antes de que el vehículo se detenga por completo. Si el conductor quiere continuar la marcha y acelera, el motor vuelve a arrancar sin retardo alguno. Sincronización óptima del motor de arranque Start/Stop El motor de arranque se engrana suavemente aunque el motor siga rotando por la inercia. Para ello, el número de revoluciones del piñón del motor de arranque se adapta perfectamente a las revoluciones del cigüeñal, minimizando el tiempo de respuesta del sistema Start/Stop. Los sistemas optimizados Start/Stop de nueva generación están activos en las velocidades típicas en circulación urbana, por carretera y en autopistas y pueden instalarse en vehículos con transmisión automática y manual. El motor de arranque, a pesar de su mayor nivel de utilización en este sistema, está diseñado para que dure toda la vida útil del vehículo. 10 de 15
2.1 La presencia de sistemas Start/Stop en el mercado español Evolución matriculaciones turismos * con Start/Stop en España % sobre total de matriculaciones turismos 23,5 18,7 11,0 0,1 1,8 4,5 6,2 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 * Gasolina y diésel. Incluye todoterrenos (Ene-Oct) La incorporación de la tecnología Start/Stop al mercado español de vehículos comenzó básicamente en 2007 con su introducción en la industria del automóvil por Bosch. Desde entonces su difusión en el mercado se ha producido con relativa rapidez, alcanzando actualmente casi la cuarta parte de los turismos matriculados en España. Las previsiones de implantación de este equipamiento son muy positivas. Aunque a corto plazo Europa será el escenario principal de crecimiento de este mercado, debido a su mayor sensibilización medioambiental, a medio plazo la incorporación de sistemas Start/Stop experimentará un crecimiento generalizado en todo el mundo, favorecido además por nuevas generaciones de dispositivos cada vez más optimizados. Diversas estimaciones apuntan que de aquí a 2020 la presencia de sistemas Start/Stop se multiplicará por 10 en todo el mundo, superando los 40 millones de vehículos/año a final de la presente década. Sólo en Estados Unidos se prevé que en 2017 se matriculen 8 millones de vehículos con esta tecnología, lo que podría acercarse a la mitad del mercado en dicho país. En definitiva, los sistemas Start/Stop están llamados a convertirse en uno de los equipamientos fundamentales en nuestros vehículos en relación con la conducción limpia y económicamente eficiente. 11 de 15
2.2 Los sistemas Start/Stop por CC.AA. En 2012 los sistemas Start/Stop están incorporados a más de la cuarta parte del mercado de turismos en varias CC.AA., destacando especialmente Castilla-La Mancha, donde esta tecnología ya está presente en casi un 30% de las matriculaciones. Considerando las matriculaciones desde 2008, Madrid, Cataluña y, de nuevo, C-La Mancha acumulan ya una cuota superior al 12-13% de vehículos con Start/Stop. En el extremo opuesto destacan Baleares, Canarias, C.Valenciana, Extremadura, Andalucía y Ceuta-Melilla, situados por debajo de la media tanto en el año 2012 como en el acumulado desde 2008. 13,6 Matriculaciones turismos con Sart/Stop por CC.AA. % sobre total de matriculaciones turismos 2008-2012 12,3 12,0 11,2 10,8 10,4 10,4 10,3 10,3 10,1 10,0 10,0 Media: 11,2% 9,3 9,2 9,0 8,8 7,9 7,1 MAD CAT C.MAN MUR ASTUR P.VAS GAL ARAG CANT C.LEÓN NAV C.VAL CAN RIOJA EXTR AND BAL CE-ML 29,4 27,4 26,1 25,7 25,4 24,8 24,7 24,7 24,0 23,1 23,0 22,5 22,3 22,1 Sólo 2012 (Ene-Oct) Media: 23,5% 19,7 17,9 17,0 14,6 C.MAN MUR ARAG P.VAS CAT C.LEÓN NAV MAD GAL RIOJA CANT ASTUR AND EXTR C.VAL CAN CE-ML BAL La escasa presencia de sistemas Start/Stop en la Comunidad Balear puede explicarse, de nuevo, por la importante proporción de vehículos de alquiler, que no siempre incorporan las tecnologías más avanzadas. A esto se debe también la mala posición de la C.Valenciana y Canarias en este ranking. Por otra parte, en las islas se constata en general un menor nivel de equipamiento en los vehículos, normalmente destinados a trayectos cortos. 12 de 15
2.3 El Start/Stop por canales de compra Distribución de las matriculaciones de turismos en España según sus canales de comercialización: Matriculaciones turismos 2008-2012 Matriculaciones turismos 2012 (Ene-Oct) con Start/Stop con Start/Stop Particular 2.537.390 9,9% 280.401 22,2% Empresa 1.288.680 13,5% 190.350 28,5% Alquilador 655.923 11,9% 125.089 19,3% TOTAL 4.481.993 11,2% 595.840 23,5% Teniendo en cuenta las cifras acumuladas de matriculaciones desde 2008, la cuota de incorporación del Start/Stop no presenta grandes diferencias entre los 3 canales considerados, situándose entre casi un 10% en compradores particulares y un 13,5% en el canal de empresas. Sin embargo, en el año 2012 se está registrando un aumento importante de esta tecnología en los vehículos adquiridos por empresas, demostrando de nuevo el especial interés de éstas por los equipamientos que les proporcionan ahorros durante la vida útil de sus flotas. En contraste, las compañías de alquiler de coches han reducido la incorporación de Start/Stop en 2012, con sólo el 19,3% de sus compras, cuota inferior incluso a la de los compradores particulares. 13 de 15
2.4 El sistema Start/Stop en el parque español de turismos. La influencia del Plan PIVE Aunque, como ya se ha analizado, la introducción de los sistemas Start/Stop en el mercado español puede calificarse de exitosa en los últimos años, su traslación al parque completo de turismos presenta aún cifras muy reducidas. De los casi 22.350.000 turismos que circulan por España, sólo 379.500 van equipados con Start/Stop, es decir, únicamente el 1,7% del parque actual. Parque de turismos con Start/Stop Detalle por antigüedad: Parque actual turismos con Start/Stop % vehículos por tramos de antigüedad 3 a 4 años 11% > 5 años 4 a 5 años 5% 9% 1 año 29% 2 a 3 años 19% 1 a 2 años 27% Actualmente el 56% de los vehículos con Start/Stop tiene 2 años de edad o menos, un 30% tiene entre 2 y 4 años y sólo el 14% cuenta con más de 4 años de antigüedad. En promedio, la antigüedad de los vehículos que incorporan tecnología Start/Stop se sitúa en 2,2 años (frente a los 9,7 años de antigüedad medias del parque completo), como corresponde a un equipamiento relativamente novedoso en el mercado y actualmente en fase de expansión. El auge de los sistemas Start/Stop coincide con los actuales volúmenes de matriculación en España, los más bajos en casi 3 décadas, que están ralentizando la incorporación masiva en nuestro parque de una de las tecnologías más ventajosas disponibles hoy en el mercado del automóvil. 14 de 15
La influencia del Plan PIVE sobre el mercado de vehículos con Start/Stop. El Plan PIVE también está favoreciendo la introducción en el mercado de la tecnología Start/Stop, y por tanto contribuyendo a que el parque español de automóviles sea más eficiente y respetuoso con el medio ambiente. Los datos del Plan PIVE registrados hasta la fecha lo demuestran: % Vehículos con tecnología Start/Stop Mercado total 2012 23,5% Vehículos vendidos con Plan PIVE 33,8% Los sistemas Start/Stop están incorporados prácticamente en el 34% de los casi 27.000 vehículos acogidos al Plan PIVE hasta la 3ª semana de noviembre, superando en más de 10 puntos la cuota de Start/Stop en el global de matriculaciones de todo el año. 15 de 15