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UPME 25 Años
El futuro es de todos

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Transporte sostenible

¿Qué es?

Es un sistema que permite el transporte de personas y mercancías a unos costes sociales y ambientales menores a los actuales, reduciendo el peso del vehículo privado como medio de transporte y del petróleo como fuente de energía.



Proyecto para actualizar los factores de emisión de los combustibles Colombianos FECOC +

​El inventario nacional de emisiones antropogénicas de los gases de efecto invernadero (GEI) asociados al consumo de energía se calcula a partir de los factores de emisión de los combustibles colombianos (FECOC+), que fueron estimados por la UPME en 2016.

Para que la construcción de los inventarios de GEI sea comparable con los de otros países, se debe emplear información local, tanto de las características químicas y físicas de los combustibles que se usan internamente, como de los procesos y equipos empleados, pues estas pueden variar considerablemente de un país a otro.

Los valores actuales del FECOC+ se calculan a partir de la información teórica de la estequiometría de los combustibles que se utilizan en Colombia, pero no integran la información referente a los procesos y tecnologías con las que se usan esos combustibles.

Por lo anterior, el objetivo de este proyecto es actualizar los FECOC+ integrando los aspectos tecnológicos y de prácticas de uso, para tener una mejor información sobre el inventario de GEI y apoyar así, la toma de decisiones en la mitigación de estos gases.

Dada la envergadura de este proyecto, la UPME ha definido tres (3) fases:



Fase I: Determinación de los ciclos de conducción de fuentes móviles de carretera para Colombia. (Año 2020).

Se identificaron las tecnologías vehiculares y los ciclos de conducción más representativos del país, para medir las emisiones de los combustibles colombianos en dichas tecnologías y ciclos de conducción en campo.



Fase II: Determinación de factores de emisión de vehículos pesados para Colombia (Año 2021).

En esta fase se medirán las emisiones asociadas al uso de los combustibles colombianos en las tecnologías vehiculares y ciclos de conducción del transporte pesado de carga y pasajeros.


Fase III: Determinación de factores de emisión de motocicletas y vehículos livianos para Colombia (Año 2022).

En la última fase se medirán las emisiones asociadas al uso de los combustibles colombianos en las tecnologías vehiculares y ciclos de conducción del transporte liviano y actualizar en conjunto los FECOC+



Informe final

Base de datos


Resultados Fase I FECOC+: Tecnologías y ciclos de conducción representativos.

En la fase 1 se estudiaron las características del parque automotor del país para identificar por cada categoría vehicular, las tecnologías más representativas.

Para definir los ciclos de conducción más representativos se realizó un estudio de la movilidad de todas las categorías vehiculares en los principales centros urbanos y corredores viales de carga del país, a saber: Bogotá, Medellín, Cali y Barranquilla, así como las vías que conectan estos centros urbanos entre sí y con el puerto de Buenaventura y la costa Atlántica.

La metodología empleada en la Fase 1 del proyecto se resume en la Figura 1.


Análisis de ciclos de conducción

Determinar los ciclos de conducción más representativos de Colombia es el gran resultado de esta primera fase del proyecto FECOC+, pues con esta información se pasará a realizar las mediciones de emisiones en campo.

Vale la pena mencionar, que esta información también puede ser útil para otros ámbitos de la política pública a nivel nacional y local, para planeamiento territorial, definición de políticas asociadas al tránsito y el transporte, etc.

En la Figura 2 se muestra un ejemplo de las pruebas para determinar los ciclos de conducción realizadas en la ciudad de Barranquilla

¿Qué se midió?

Velocidad, geolocalización, latitud, longitud y altitud con una frecuencia de 1 segundo, para cada categoría vehicular. En total se midieron 11.830 micro viajes para vehículos livianos (1.185.094 segundos de medida), 8.784 para motocicletas (1.085.169 segundos), 8.378 para autobuses (590.002 segundos) y 11.988 (4.027.480 segundos) para camiones y tractocamiones.
Figura 2. Rutas realizadas en pruebas para buses en la ciudad de Barranquilla.


Resultados para la Fase II

Con esta información se construyeron los ciclos de conducción para vehículos livianos, motocicletas, autobuses, camiones y tractocamiones con 3 tipos de tráfico (Congestionado, mixto y fluido). En la Figura 3 se presenta el ciclo de conducción para la categoría de las motocicletas.

Es importante resaltar que los parámetros característicos fueron comparados con ciclos de conducción reportados en la literatura para grandes centros urbanos con características de población, topográfica y culturales similares a las de las ciudades objeto de este proyecto, permitiendo concluir que estos resultados son confiables.


Figura 3. Ciclo de conducción para motocicletas en Colombia


Estudio de caracterización energética del sector de transporte de carga

En este estudio se realiza una caracterización energética del transporte automotor carretero de carga urbano e interurbano en el territorio nacional, con el propósito de fortalecer la construcción de las proyecciones de demanda, de los balances energéticos del país y de las medidas del plan de acción del PROURE.


Los objetivos de este estudio son:

  • Consolidar la información operativa del transporte automotor carretero de carga, tanto urbano como interurbano 

  • Identificar y caracterizar socioeconómicamente a cada uno de los grupos de agentes de la cadena de valor del transporte urbano de carga, en las ciudades de Bogotá, Medellín, Barranquilla, Cali, Bucaramanga, Pereira y Villavicencio.

  • Obtener una aproximación del potencial o capacidad económica de los agentes del sector para desarrollar un proceso de renovación del parque automotor a cero y bajas emisiones, describiendo las principales barreras y proponiendo alternativas de solución.


Informe final caracterización energética del transporte

Resumen


Estimación del parque automotor de carga a nivel Nacional

La primera etapa de este estudio consistió en caracterizar el parque automotor carretero para el segmento de carga. De acuerdo con la información del RUNT, el parque automotor de carga corresponde al 2% del total nacional.

La distribución modal del parque automotor de carga revela que los camiones tienen la mayor participación con un 71% y que su edad promedio supera los 22 años, valor superior al promedio de latinoamérica, mientras que los tractocamiones que equivalen a un 15% son el eslabón más joven con un promedio cercano a los 15 años y las volquetas que representan el 14% tienen edades que en promedio superan los 24 años, es decir, presentan un reto importante para la renovación de otras en el país.


Principales hallazgos desde la visión de los agentes de la cadena de valor

La segunda etapa del estudio consistió en analizar la cadena de valor del transporte de carga, con el fin de identificar las potencialidades y barreras para la renovación del parque automotor en este segmento.
El principal resultado de esta etapa es que las condiciones socioeconómicas y financieras de los actores son heterogéneas, lo que dificulta la financiación para la renovación, en la medida que si bien hay empresas que tienen mayor información y capacidad financiera, la gran mayoría de agentes son pequeños propietarios y conductores (58% de los propietarios de vehículos de carga son a su vez quienes los conducen), que por sus ingresos bajos y poco estables tienen un acceso más restringido a los productos financieros.

​Con respecto al consumo energético, se encontró que el 79% del parque automotor de carga utiliza diésel, el 19% gasolina y otros combustibles tienen una participación del 2%.


Barreras identificadas para la renovación del parque automotor

Como resultado final en el estudio se identificaron las siguientes barreras al recambio tecnológico a tecnologías de 0 y bajas emisiones, en el sector de transporte de carga:

●    Limitación en la infraestructura de suministro: Incertidumbre en la oferta de la red de prestación de suministro de energéticos de 0 y bajas emisiones.
●    Valor comercial de los vehículos: El monto de inversión para camiones de nuevas tecnologías es muy elevado en comparación con los vehículos a diésel o gasolina.
●    Acceso financiero: Restringido acceso a crédito por parte de los propietarios y conductores de camiones de carga.
●    Fletes: Los pagos por el servicio de transporte de carga son inestables, por lo que el cambio de tecnología no representa un incremento en sus ingresos de corto plazo.
●    Propiedad atomizada: Entre el 70% y el 80% del parque automotor de carga en el país se encuentra atomizados en pequeños propietarios, lo que dificulta la renovación a gran escala.


Ascenso tecnológico hacia tecnologías de cero y bajas emisiones


En este estudio se identifican las clases de vehículos y modalidades de transporte susceptibles de realizar el ascenso tecnológico hacia tecnologías de cero y bajas emisiones a nivel nacional.

Los resultados indican que las clases con mayor potencial de ascenso tecnológico son:
1.    Vehículos livianos de servicio público
2.    Vehículos de pasajeros
3.    Motocicletas
4.    Vehículos livianos de uso particular
5.    Vehículos de carga.

La identificación de las potencialidades de ascenso tecnológico se sustenta en:
●    Análisis de la madurez tecnológica y la disponibilidad de las tecnologías vehiculares
●    Un modelo costo – beneficio, para evaluar la rentabilidad económica de la adopción de tecnologías de baja y cero emisiones.
●    Estimación de escenarios de demanda a largo plazo.

Informe final Ascenso tecnológico

Resumen

Escala de madurez tecnológica y disponibilidad actual de tecnologías vehiculares


Niveles de madurez de tecnologías vehiculares

Las tecnologías vehiculares de 0 y bajas emisiones analizadas fueron clasificadas en los siguientes niveles de madurez:


Nivel de madurez
TecnologíaDescripción
Concepto ​ ​Baterías de iones multivalentes
Utiliza materiales en los que cada átomo es capaz de transportar más de un electrón. Ofrecen el potencial de alta densidad de energía y no depender de materiales escasos.
Baterías de litio-aire En este concepto se combina el oxígeno y el litio para obtener una densidad energética del mismo orden de magnitud que los combustibles líquidos.
Baterías de sodio-ionEsta propuesta es tener una batería Li-ion; sólo difiere el material conductor (sodio en lugar de litio). 
​Prototipo ​Baterías de litio-sulfuro ​Esta batería utiliza el litio y azufre para lograr una alta densidad de energía y no utilizar materiales costosos. Estas baterías ya se han utilizado en vehículos aéreos no tripulados.
Baterías de electrolito sólidoEsta tecnología de baterías ofrece mejoras en comparación de los  iones de litio, gracias a un electrolito sólido inorgánico. Varios fabricantes desarrollan esta tecnología: Toyota, CATL y BYD.
​Demostración ​

Motor de combustión interna de hidrógeno para vehículos livianos

Consiste en tener un motor que no depende de baterías. Este motor no requiere materiales raros y pueden ofrecer un mejor comportamiento que las células de combustible.

Motor de combustión interna de hidrógeno para camiones y buses

Esta tecnología se encuentra en el mismo estado de madurez que en los vehículos livianos. Pero ya se pueden convertir los motores diésel a hidrógeno para camiones y autobuses.

Camiones de celda de combustible (FCEV)

El primer camión comercial FCEV hidrógeno (Hyundai) tiene 1600 pedidos. Scania ha entregado camiones FCEV a Noruega. Hyundai Motor y H2 Energy tienen como objetivo vender 1.000 camiones FCEV al 2023.

​Producción ​ ​ ​

Vehículos livianos de pasajeros de batería eléctrica

La batería de iones de litio se caracteriza por su alta densidad de energía y potencia, su larga vida útil y su compatibilidad con el medio ambiente.

Vehículos livianos comerciales de batería eléctrica

En 2019, había más de 377.000 vehículos livianos comerciales eléctricos (e-LCVs) en el mundo. (China 65% de la flota). Las principales empresas de correos se han comprometido a ampliar sus flotas eléctricas con esta tecnología.

Buses eléctricos

En 2019, había 513,000 buses eléctricos en el mundo. China tiene la mayor flota de autobuses eléctricos del mundo (95% de la flota).

Camiones eléctricos

En 2019, las entregas mundiales de camiones eléctricos de gran tonelaje fueron más de 12.000. BYD, Cummins, Daimler, Emoss y Fuso fueron los primeros fabricantes con modelos en el mercado.

Panorama actual de desarrollos vehiculares según tecnología y energético


Vehículos con motor de combustión interna

Los desarrollos vehiculares del motor de combustión interna están concentrados en vehículos de cero y ultra bajas emisiones (ULEV por sus siglas en inglés), estos utilizan tecnologías de bajo carbono y emiten menos de 75g de CO2/km.


Biocombustibles tradicionales

Actualmente, la mezcla de biodiésel más común es la B20 ( 6% - 20% de biodiésel mezclado con gasóleo), ya que pueden utilizarse en muchos vehículos diésel sin necesidad de modificar el motor. Los fabricantes apuntan a que los motores soporten las mezclas de mayor nivel de este combustible.

Biocombustibles avanzados

Los biocombustibles avanzados se producen a partir de residuos agrícolas y forestales, cultivos no alimentarios o residuos industriales. La mayoría de los biocombustibles avanzados se podrían utilizar en los motores de combustión interna existentes sin modificaciones, lo cual hace que el mercado potencial de estos sea grande. Los desarrollos actuales a nivel mundial son los siguientes: Biobutanol, BioDME (dimetiléter), Biometano, Etanol celulósico, Biomasa a líquido (BtL por sus siglas en inglés), Aceites vegetales hidrotratados (HVO por sus siglas en inglés), Ésteres hidroprocesados y ácidos grasos (HEFA), entre otros.

Gas Natural Comprimido (GNC)

Esta tecnología puede usarse en vehículos con un motor de combustión interna, alimentados con biometano producido a partir de fuentes renovables y quemado en motores de gas de alta presión de inyección directa.

Volvo ha desarrollado tecnología de gas natural 2.0 de inyección directa de alta presión (HPDI por sus siglas en inglés). El HPDI 2.0 tiene un rendimiento y economía de combustible a los de los actuales motores diésel de alto rendimiento en vehículos pesados.

Gas Natural Licuado (GNL)

Esta tecnología sirve en vehículos con motor de combustión interna y alimentados con biometano que se almacena en tanques criogénicos, lo que permite mayor densidad energética y por ende, una solución rentable para los camiones de larga distancia.

Actualmente, hay camiones de GNL como el VOLVO FH LNG, IVECO Stralis NP y el camión Scania G 410 GNL con estándar de emisiones Euro 6 y autonomía de 1.100 km.


Vehículos con motor eléctrico y vehículos híbridos

En el caso de los vehículos livianos, los fabricantes europeos han anunciado que concentrarán sus esfuerzos en los vehículos eléctricos, mientras que Toyota en vehículos de celdas de combustible.

La producción de motos eléctricas se ha centrado en China, en los vehículos de baja velocidad y corto alcance. Sin embargo, los esfuerzos se orientan en alcanzar rendimientos similares a las tecnologías existentes. Los fabricantes tradicionales de motos BMW, Honda, Peugeot y Piaggio ya tienen al menos un modelo eléctrico en su catálogo y los fabricantes de alta gama ya han anunciado planes de electrificación.
Para los vehículos pesados (camiones y buses), los desarrollos eléctricos se han dado en camiones de carga medianos y urbanos.  Varios fabricantes de camiones han anunciado planes para vender al menos un modelo de camión híbrido enchufable o camión eléctrico a batería.  En 2019, Daimler Trucks (el mayor fabricante de camiones del mundo) se comprometió a vender vehículos cero emisiones en 2039 y abandonar el desarrollo de los camiones a gas natural.


Vehículos eléctricos de pila de combustible con hidrógeno

Los vehículos de pila de combustible (FCEV, por sus siglas en inglés) utilizan un sistema de propulsión, en el que la energía almacenada como hidrógeno es convertida en electricidad por una celda de combustible.

La celda de combustible más común para los FCVE es la de membrana de electrolito polimérico (PEM). En esta celda, las moléculas de hidrógeno se rompen en protones y electrones por una reacción electroquímica de la celda. Los electrones viajan a través de un circuito externo, que proporciona la energía al vehículo. Los FCV de hidrógeno tienen baterías mucho más pequeñas que los vehículos eléctricos.
Casi todos los vehículos FCVE de pasajeros son fabricados por Toyota, Honda y Hyundai, aunque Mercedes-Benz ha comenzado a comercializar vehículos eléctricos híbridos enchufables con una celda de combustible.
En el caso de los buses, a nivel mundial, al menos 11 empresas fabrican actualmente autobuses eléctricos de FCVE de hidrógeno. Por el lado de los camiones Daimler, Fuso, Hyundai, Toyota, Scania, Volkswagen y PSA están desarrollando camiones FCEV, que van desde prototipos hasta modelos comerciales.

Priorización de clases de vehículos y modalidades de transporte para el ascenso tecnológico

La priorización de las clases de vehículos y modalidades de transporte para el ascenso tecnológico se fundamentó en:  la disponibilidad de tecnologías por segmento vehicular en el país, el potencial ahorro en consumo energético y las reducciones en emisiones contaminantes.
Los resultados indican que los vehículos livianos de servicio público son los que se deberían priorizar, por los potenciales ahorros energéticos y los impactos ambientales. En segunda instancia se encuentran los vehículos de pasajeros por la facilidad de implementación. En tercer lugar, se encuentran las motocicletas, gracias a los impactos positivos en energía y salud.
Sin embargo, es recomendable implementar intervenciones transversales que faciliten el ascenso tecnológico del parque automotor en el país en todos los segmentos, tales como:

●    Promoción del transporte público de calidad en las ciudades.
●    Despliegue de infraestructura de recarga en corredores viales claves.
●    Incentivar la compra de vehículos de 0 y bajas emisiones
●    Aumentar la oferta de formación académica y técnica en estas tecnologías

Barreras identificadas

A partir de la priorización también se identificaron barreras para el ascenso tecnológico:

Política pública

●    Medidas para desincentivar el uso de vehículos con combustibles fósiles.
●    Ausencia de una política de despliegue de la red de recarga.
●    Ausencia de estándar para conectores de puntos de recarga.

Especificaciones técnicas

●    Los compradores no cuentan con información de la eficiencia energética y el rendimiento de los vehículos de manera comprensible y explícita.
●    Los vehículos de carga tienen requerimientos operacionales exigentes, en este sentido el ascenso tecnológico está limitado a recorridos que aseguren el suministro.

Capital humano

●    Escasez de personal idóneo para el mantenimiento.
●    Necesidad de robustecer la oferta de formación y fortalecimiento de las capacidades de los conductores nacionales



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