UPB-CIDET-CODENSA
LA ELECTRIFICACIÓN DE LOS BUSES DE TRÁNSITO RÁPIDO - BRT Y LA GRAN OPORTUNIDAD PARA LOS DISTRIBUIDORES DE ENERGÍA.
LA ELECTRIFICACIÓN DE LOS BUSES DE TRÁNSITO RÁPIDO - BRT Y LA GRAN OPORTUNIDAD PARA LOS DISTRIBUIDORES DE ENERGÍA.
Andrés Emiro Díez (UPB)Mauricio Restrepo (CIDET) Edder Velandia (CODENSA)Pedro Almario (CODENSA)Luis Fernando Roa (CODENSA) Armando Bohórquez (UPB) Mauricio Figueroa (UPB) Jesús Andrés Velásquez (UPB) Iván Camilo Díez (CIDET) Juan David Pérez (CIDET)
AUTORES
1. Panorama tecnológico trolebuses
2. Fundamentos técnicos y energéticos
3. Caso base Transmilenio Bogotá
4. Oportunidades para los distribuidores
5. Conclusiones
LA ELECTRIFICACIÓN DE LOS BUSES DE TRANSITO RÁPIDO: CONTENIDO
Contenido
1. PANORAMA TECNOLÓGICO TROLEBUSES
Los trolebuses modernos:
• 161 Sistemas activos en Europa • 10 Sistemas en Suramérica,3 tipo BRT • 7 Sistemas en Norteamérica (5 en USA)• 2 Sistemas en Centroamérica• 116 sistemas en la antigua URSS, • 8 Sistemas en Asia• Total mundial 346.
DESCRIPCIÓN DE TECNOLOGÍAS DE TRANSPORTE ELÉCTRICO: TROLEBUSES
PRIMERA GENERACIÓN DE TROLEBUSES
• Basado en Motores de Conmutador• Control por resistencias y control tipo Chopper
DESCRIPCIÓN DE TECNOLOGÍAS DE TRANSPORTE ELÉCTRICO: TROLEBUSES
SEGUNDA GENERACIÓN DE TROLEBUSES
• Motores de AC controlados por inversores
DESCRIPCIÓN DE TECNOLOGÍAS DE TRANSPORTE ELÉCTRICO: TROLEBUSES
TERCERA GENERACIÓN DE TROLEBUSES
• Motores de imán permanente conectados directamente a las ruedas (tipo hub)• No requieren transmisión ni caja reductora
TRANSMILENIO A DIESEL NO ES SUFICIENTE
Niveles de ruido, trolebuses son la única alternativa que permite disminuir contaminación sonora
Pérdida de la audición 90+ 90+
Diesel bus 80-90 90+
CNG bus ±75 90+
Fuel cell bus <70 90+
Trolebus 50-60 90+
Calle normal 60 90+
Fuente: Adaptación de Coast Mountain Bus Company, Seattle Metro
Ni siquiera la mejora en calidad de combustible asegura que los ciudadanos queden expuestos a emisiones de gases que afectan la salud. En vías centrales, densamente pobladas la tracción eléctrica debe ser elegida.
SISTEMAS EN EL MUNDO: QUITO
• Longitud 18.5km, 12 subestaciones • A partir del año 2004 el Trolebús
obtuvo un superávit de $ 500.000 dólares; se mantiene esta tendencia y en el 2007 se registra un superávit de $674.688,15.
• Aproximadamente trasnporta 8000 pasajeros/hora sentido (lejano a Trasnmilenio de 35000)
• Pasajeros transportados en promedio día semana: 260.000.
2. FUNDAMENTOS TÉCNICOS Y ENERGÉTICOS
Disminición de potencia por altura
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Altitud en metros sobre el nivel del mar
Fa
cto
rde
co
rre
ció
n
Combustión
Eléctrico
Grave efecto de pérdida de potencia por altura y por tanto aumento de consumo de combustible en Bogotá
Motor Eléctrico: prácticamente sin afectación
Efecto de la altura: Crítico en Bogotá
RECOMENDACIÓN: COMBUSTIBLE A CENTRALES TÉRMICAS, NO A BUSES
Gas ó Diésel Electricidad
Central térmica ciclo combinado. Control emisiones T&D
Eficiencia 50%
Eficiencia 80%
Eficiencia cercana al 40%
Gas ó DiéselMotor gas
Eficiencia cerca al 20% y emisiones en la calle
ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS:
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
Kwh/kw
Diéseloptimista
GNV pruebas Trole Quito Híbridooptimista
Tipo de Articulado
Consumo de energía (kW/km)
Diésel optimista
GNV pruebasTrole Quito
Híbrido optimista
Comparación consumo de energía para BRT
CONSIDERACIONES PARA EVALUACIÓN DE COSTOS: COMPARACIÓN COSTO DE ENERGÍA
Precio de energía por kilómetro
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026
Año
Peso
s co
rrie
ntes $/km Energía Eléctrica
$/km Medio ECP Diésel
$/km Medio EIA (Diésel)
$/km GNV
Energía Eléctrica vs diésel (ECP)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
2008 2013 2018 2023 2028
Año
Peso
s cor
rient
es p
or ki
lom
etro
MEDIO ECP
BAJO ECP
ALTO ECP
Energía Eléctrica
Energía Eléctrica vs diésel (EIA)
0500
1000150020002500300035004000
2008 2013 2018 2023 2028Año
Peso
s cor
rient
es p
or k
ilom
etro
$/km MEDIO EIA
$/km BAJO EIA
$/km ALTO EIA
Energía Eléctrica
Comparación Energía Eléctrica
– Diésel - Gas
Comparación Energía Eléctrica – Diésel (Escenarios Ecopetrol)
Comparación Energía Eléctrica – Diésel (Escenarios EIA)
ASPECTOS ECONÓMICOS COSTO MANTENIMIENTO (CASO BRT)
Mantenimiento del bus:
68% Respecto al Diesel
56% Respecto a Gas
Incluyendo mantenimiento red eléctrica y subestaciones, el costo es por lo menos 20% menor a Diesel o Gas [3]
Costo del bus:
Del orden de 30% más alto que Diesel o Gas[1];
pero solo por motivos de producción: cambio de tendencia.
Costo de la red: del orden de US 800.000/km,
vida útil 50 – 60 años
¿y las estaciones de tanqueo no cuestan?
3. CASO BASE TRANSMILENIO BOGOTÁ
RESULTADOS PRELIMINARES: Hoy día los sistemas eléctricos son financieramente atractivos para operadores privados, bajo ciertas circunstancias.
CONSIDERACIONES PARA EVALUACIÓN DE COSTOS: COMPOSICIÓN TARIFARIA DE ENERGÉTICOS
ENERGÍA ELÉCTRICA GAS NATURAL
Generación46%
Transmisión9%
Distribución Dt228% Comercialización
12%Perdidas PR2
4%
Restriccionesmi1%
Componentes del CU de energía eléctrica
Generación38%
Transmisión8%
Distribución Dt223%
Comercialización10% Perdidas PR2
3%
Restriccionesmi1%
Contribución17%
Componentes de la tarifa de energía eléctrica
Producción32%
Transporte19%
Distribución34% Comercialización
13%
Perdidas2%
Componentes costo unitario gas natural
CF13%
CV87%
Componentes gas natural
Producción27%
Transporte16%
Distribución28%
Comercialización11%
Perdidas1%
Contribución17%
Componentes tarifa gas natural
Contribución17%
CF11%
CV72%
Componentes gas natural
CONSIDERACIONES PARA EVALUACIÓN DE COSTOS: COMPOSICIÓN TARIFARIA DE ENERGÉTICOS
GASOLINA ACPM
Productor50.60%
IVA, impuestos marcación
18.08%
Transporte4.14%
Mayorista3.16%
Sobretasa18.24%
Minorista5.41%
Evaporación0.38%
Gasolina mayo 2008
COMPOSICIÓN TARIFARIA TRANSMILENIO: GRAN DEPENDENCIA DEL COMBUSTIBLE
Operación troncal76.52%
Operación de recaudo10.37%
Alimentación10.08%
Gestora3.00%
Fiducia0.03%
Costos totales 2001
Operación troncal70.82%
Operación de recaudo15.76%
Alimentación9.39%
Gestora4.00%
Fiducia0.04%
Costos totales 2007
4. OPORTUNIDADES PARA LOS DISTRIBUIDORES
Inversión en infraestructura: mayores ventas de energía
Administración y mantenimiento de la red eléctrica, integración con sistemas de distribución: posible optimización?
Posible producción local, sustitución de importaciones, generación de empleo de calidad.
5. CONCLUSIONES
• Trolebuses Eléctricos: la opción más eficiente desde el punto de vista energético, y menor costo de energía y mantenimiento.
• Única tecnología cero emisiones en la calle: no afecta la salud.• Emiten ruido por debajo de los niveles normales de las calles,
reducen contaminación por ruido.• Más confort: menor vibración, mejor control de aceleración;
ideales para topografía de montaña: campeones de ascenso.• Requiere redes eléctricas, y las otras alternativas requieren
estaciones de tanqueo, gran oportunidad para los distribuidores de energía.
• Atractivos para operación privada asumiendo infraestructura, sin embargo el operador de red puede mitigar costos financieros de infraestructura, y el estado “comprando externalidades”.
REFERENCIAS
[1] http://www.vossloh-kiepe.com/electric-uses/trolleybuses/references
[2]http://www.dapd.gov.co/www/resources/coyuntura_No_50.pdf
[3] Product Management UITP TrolleybusesSalzburg Philippe Grand
[4]Proyección de costos de un bus articulado con motor dedicado a gas natural para ser utilizado en sistemas de transporte masivo de Colombia, Dyna, Año 76, Nro. 157, pp. 61-70. Medellín, Marzo de 2009. ISSN 0012-7353
[5]Trolleybuses –transport of the future A presentation given at the Eurobus Expo 2006 Conference by JR Fuller FCILT, International Trolleymotion Group,on behalf of Gunter Mackinger Director of Salzburg Transport
Agradecimientos: Colciencias, Sytecsa, UPME, Hochschule-kempten
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