Transporte Sostenible

Programa para actualizar los factores de emisión de los combustibles Colombianos FECOC + Fase 2.1
El proyecto FECOC+ tiene como objeto estimar el factor de emisión (FE) de los combustibles colombianos teniendo en cuenta las tecnologías vehiculares y las condiciones y ciclos de conducción típicos del país. El proyecto FECOC+ está contemplado en 3 fases. En la primera, que se realizó en 2020, se estimaron las condiciones y ciclos de conducción típicos del país. En la segunda, se estiman los FE de vehículos pesados de carga en 3 altitudes. Finalmente, en la tercera se estiman los FE para vehículos livianos. A continuación, se presentan los resultados de la primera parte de la fase 2 que se desarrolló en la vigencia 2021. La fase 2.1 del proyecto consistió en la determinación de los FE de vehículos pesados de carga (camiones y tractocamiones) a la altitud del área metropolitana de Bucaramanga (900 msnm). Estos resultados serán complementados con la fase 2.2 que se desarrolla en 2022, para completar los factores de esta categoría vehícular a la altura de Bogotá y Barranquilla. La fase 2.1 del proyecto FECOC fue desarrollada bajo el Convenio entre la UPME y la Universidad de Antioquia (CV-003-2021) en cooperación con el Instituto Colombiano de Petróleo (ICP) que hace parte del grupo ECOPETROL, y el grupo empresarial Coordinadora Mercantil (COORDINADORA). Informe (PDF) Resumen ejecutivo (PDF) Anexos (Zip - Excel)		Metodología desarrollada Figura 1. Vista esquemática de la metodología del proyecto FECOC+ Fase 2.1 La fase 2.1 parte de la información de vehículos y ciclos de conducción más representativos para el sector de carga que fueron identificados en la fase 1 del proyecto. Para el sector de carga se seleccionaron los siguientes vehículos: C2 livianos, C2 grandes, tractocamiones tipo C3S2 y tecnologías de control de emisiones antiguas y nuevas. Para el caso de los vehículos de dos ejes C2 livianos, los FE se midieron en banco dinamométrico de rodillos, previa constatación con resultados obtenidos en ruta. Los FE de los demás vehículos se determinaron con medición de emisiones y consumo de combustible instantáneo a bordo. La campaña de medición de los FE se llevó a cabo en el Anillo vial ubicado entre los municipios de Girón y Floridablanca (Santander), el cual tenía una distancia de 10.5 km.
Resultados 2.1 FECOC+ Los FE estimados resultantes de la fase 2.1 del proyecto FECOC+ se presentan en la siguiente tabla: Tabla 1. Resumen de los factores de emisión promedio de los vehículos de carga para la altitud de la región metropolitana de Bucaramanga (aprox. 900 msnm). Los resultados indican que los FE de los buses son mayores a los de los camiones C2 livianos para un mismo nivel de cilindraje. Lo anterior, porque el ciclo de conducción de buses tiene mayor número de arranques/paradas, por lo que el consumo de combustible aumenta frente al de los camiones C2 livianos. Los tractocamiones emiten la menor cantidad de GEI (CO2 y CH4) por cada kilómetro y tonelada, seguidos de los camiones de dos ejes C2 grandes. Por el contrario, las mayores emisiones específicas de GEI fueron los buses urbanos. Independiente de la categoría vehicular, la mejora tecnológica de control de emisiones no mostró una tendencia a disminuir los FE promedio de CO2. Por el contrario, se aprecia una ligera tendencia a incrementarlos, lo que podría suponer que los equipos de postratamiento de gases usados para disminuir CO, THC, y NOx generan mayor contrapresión de escape, afectando negativamente el consumo de combustible y por tanto, incrementando las emisiones de CO2. El NO2, gas cancerígeno para el ser humano y altamente reactivo, constituye cerca del 50% de las emisiones de óxido de nitrógeno totales (NOx).		Figura 2. CO2 (g/km-ton) para vehículos de carga/pasajeros (aprox. 900 msnm) El camión de dos ejes C2 grande (Euro II) del año de modelo 2015, a pesar de haber exhibido el mejor rendimiento de combustible entre los de su categoría, fue el que emitió la mayor cantidad de masa de partículas, mayor concentración de número de partículas y mayor concentración de hidrocarburos totales (THC = 2.63 g/km) y de metano (CH4 = 51.5 mg/km). Este resultado apunta a que no existe relación directa entre menor consumo de combustible y menor emisión de contaminantes. Figura 3. CH4 (mg/km-ton) para vehículos de carga/pasajeros (aprox. 900 msnm) En la Figura 2 y la Figura 3 permiten ver las economías a escala en términos de FE. Los tractocamiones emiten la menor cantidad de GEI (CO2 y CH4) por cada kilómetro y tonelada (alrededor de 60 gCO2/km-ton y entre 0.1 y 0.6 mgCH4/km-ton), seguidos de los camiones de dos ejes C2 grandes (alrededor de 70 gCO2/km-ton y entre 0.2 y 3 mgCH4/km-ton). Por el contrario, las mayores emisiones específicas de GEI las presentaron los buses urbanos (desde 65 gCO2/km-ton hasta 116 gCO2/km-ton y entre 2.6 y 10 mgCH4/km-ton).
Conclusiones: Los resultados permiten concluir que las emisiones de GEI de CO2 al nivel de 900 msnm crecen a medida que aumenta el tamaño del vehículo, variando desde el valor mínimo de 320 g/km (camión de dos ejes C2 liviano Euro II), hasta el máximo de 1748 g/km de un tractocamión (año 2020, Euro V). Sin embargo, la intensidad de emisiones por kilómetro y toneladas se reduce con el tamaño del vehículo. Las emisiones de metano (CH4, con un potencial de calentamiento global 25 veces mayor que el CO2) no cambiaron con el tamaño de los vehículos, pero fueron siempre menores para aquellos de tecnologías más avanzadas (Euro IV y Euro V), oscilando entre 3 y 50 mgCH4/km.		Las emisiones de NO2, considerado un gas contaminante tóxico para el ser humano, fueron considerablemente elevadas para todas las categorías vehiculares con respecto a los demás contaminantes, oscilando desde un mínimo de 1.3 hasta 10 g/km. Con respecto a los factores de emisión de CO2, durante el ejercicio de medición en Bucaramanga son mucho más altos (entre 2 y 10 veces) que los sugeridos por los modelos como el COPERT. Pasos a seguir: En 2022 se realiza la fase 2.2 del proyecto FECOC+. En esta fase se estiman los FE a las altitudes de Bogotá (2600 msnm) y Barranquilla (nivel de mar), para entregar finalmente al país el consolidado de los factores de emisión de esta categoría vehicular.

Programa de ascenso tecnológico de la flota de taxis hacia tecnologías de cero y bajas emisiones

Programa de ascenso tecnológico de la flota de taxis hacia tecnologías de cero y bajas emisiones
Como resultado de los análisis realizados por la UPME en 2020, en donde se identificó que la categoría con mayor probabilidad de ascenso tecnológico eran los taxis, en la vigencia 2021 se desarrolló un estudio con el fin de identificar los potenciales y limitantes de la reconversión de este segmento vehicular hacia tecnologías de cero y bajas emisiones. En el estudio realizado se caracterizó la flota de taxis a nivel nacional, se estimaron los potenciales de sustitución considerando las condiciones de mercado y se identificaron barreras del ascenso tecnológico en esta categoría vehicular, relacionadas con la organización industrial del sector de taxis. Gracias a este ejercicio se cuantificaron los potenciales beneficios en materia energética y ambiental del recambio tecnológico en esta categoría vehicular y las inversiones de infraestructura necesarias. Informe final Infografía Anexos
Caracterización de flota de taxis De acuerdo con la información que reposa en el Registro Único Nacional de Tránsito – RUNT con corte a julio 2021 se pudo establecer que en el país circulan actualmente alrededor de 220 mil taxis. Las principales características de este segmento vehícular son las siguientes: Tipo de vehículo: 98% son automóviles y 2% camionetas. Energético: 82% usan gasolina, GNV-gasolina 16%, 2% son a diésel y electricidad menos del 0.01%. Edad promedio: 11 años. Cilindraje: Los automóviles son los vehículos con motores de menor tamaño (500 – 1,500 CC), seguido por las camionetas (1,000 – 3,000 CC). Las principales ciudades del país concentran el 48.5% del total de la flota de taxis. En términos regionales en el Meta, Huila, Casanare y Caldas es donde existen mayores proporciones de vehículos a gas natural convertidos. Asimismo, solo tres departamentos cuentan con taxis eléctricos: Bogotá, Antioquia y Cundinamarca.
Organización industrial del servicio de taxis La operación de la flota de taxis de una ciudad involucra a una serie de actores que se relacionan entre sí, principalmente: el usuario, el propietario del vehículo, el conductor del vehículo y la empresa afiliadora. Las principales características de las relaciones entre estos actores son las siguientes: Los propietarios: Son los encargados de contratar directamente o a través de un tercero al conductor bajo la modalidad de arriendo. Este vínculo contractual puede darse por acuerdo verbal o un contrato escrito con un conductor. El propietario del vehículo elige la empresa afiliadora para poder operar y decide cuando retirarlo. El vínculo entre el propietario y la empresa se formaliza con la celebración de un contrato que incorpora el vehículo al parque automotor de dicha empresa y se oficializa con la expedición de la tarjeta de operación por parte de la autoridad de transporte. Los conductores: El conductor es el responsable del cargo de la operación y mantenimiento del vehículo, gana otra fracción del recaudo por medio de la tarifa. La empresa afiliadadora: Es la entidad que expide la tarjeta de control del conductor para el uso del taxi, pero no hay una vinculación laboral entre el conductor y la empresa. Las empresas no tienen obligación de contratar laboralmente a los conductores, simplemente son intermediarias. Dada la organización del negocio, no hay incentivos por prestar un buen servicio (conductor y vehículo) ni optimizar el servicio al cliente y la demanda. El incentivo principal es conseguir el mayor número de afiliados (Rodríguez Valencia & Acevedo Bohórquez, 2012). Los usuarios: Los usuarios se encuentran en desventaja ante la presentación del servicio como consecuencia de que las empresas no tienen incentivos para sancionar las faltas de los vehículos afiliados y sus conductores. Asimismo no tienen medios efectivos para presentar quejas a la autoridad.		En cuanto a las tarifas que paga el usuario por el servicio de taxis se encontró que no todos los municipios presentaron un estudio para establecerlas, sino que fueron determinadas por mandato de la alcaldía o consejo municipal. El rol de las aplicaciones o plataformas tecnológicas: Actualmente, algunos conductores utilizan aplicaciones para conectar con mayor facilidad con los usuarios y porque su uso representa un aumento de las carreras y mejor desempeño al no tener que recorrer largas distancias buscando un cliente. Por su parte, al usuario le ofrecen un sistema de rastreo en tiempo real e identificación del conductor que permite dar mayor seguridad y tranquilidad, utilizar métodos de pago diferente al efectivo, conocer la tarifa anticipadamente y posibilidades de calificar al conductor.
Potencial de renovación de taxis con vehículos eléctricos La estimación del potencial de renovación se realizó para 7 ciudades analizadas de manera independiente (Bogotá, Medellín, Villavicencio, Manizales, Montería, Tunja y Facatativá), para el periodo comprendido entre 2022 y 2026. El modelo realizado permite estimar la cantidad de taxis nuevos, en un horizonte temporal de 5 años y en 24 escenarios, así como calcular cuántos serán vehículos eléctricos. Resultados claves: En Colombia no se define la vida útil de un vehículo de servicio público de transporte individual, por lo que limitar la edad vehicular para la prestación del servicio, ya sea en años o kilómetros recorridos, facilitaría la renovación vehicular superiores al 85% del tamaño total del parque. Por ejemplo, si la vida útil es de 5 años, en Montería se podría renovar la flota de taxis en un 94% en el primer año de implementación de un programa de sustitución. Si se supone una vida útil de 16 años, se encuentra un potencial de renovación en las 7 ciudades estudiadas, entre 10% y 31% de la cantidad total de taxis en el primer año de análisis.		La evaluación de los 24 escenarios evidencia que las trayectorias aumentan en aproximadamente 1.6 veces en promedio el número de vehículos nuevos eléctricos en 2026, en las 7 ciudades analizadas. Fig. Proyección de renovación de flota de taxis en 4 de las 7 ciudades analizadas para los 24 escenarios propuestos
Potenciales ahorros de energía y emisiones gracias al ascenso tecnológico de taxis La renovación de taxis a tecnologías de 0 y bajas emisiones tiene un potencial de ahorro energético en un periodo de 8 años entre el 0.04% y el 0.84% y de emisiones en un rango del 0.26% al 0.96%. De este ejercicio se concluye lo siguiente: A menor vida útil se obtienen mejores beneficios ambientales y energéticos, puesto que la renovación vehicular ocurre con mayor frecuencia. Adicionalmente, facilita la entrada de taxis eléctricos para reemplazar taxis a gasolina que han culminado su vida útil. Aunque no existiera renovación con vehículos eléctricos, definir una vida útil tendría beneficios en reducción de emisiones. Esto debido al mejor desempeño ambiental y energético de los automóviles modernos con respecto a los antiguos. En el escenario más optimista en cuanto a la penetración de vehículos eléctricos evita emisiones hasta 0.04% más que en otros escenarios. Los contaminantes que pueden llegar a tener mayores reducciones en términos porcentuales para los escenarios evaluados son el material particulado y el dióxido de azufre. La magnitud del ahorro de cada contaminante tiene variaciones entre ciudad y ciudad. Estas variaciones se explican por la distribución específica en cada ciudad de vehículos a gasolina, a gas natural-gasolina y eléctricos, y el rango de edad de los vehículos.		Villavicencio es la ciudad donde se observan menores ahorros porcentuales de GEI, por la menor penetración de vehículos eléctricos. Esto se traduce en que, la línea base de esta ciudad ya tiene altas reducciones en emisiones. Montería es la ciudad en donde los taxis recorren más kilómetros anuales y también es la que presenta mayores reducciones porcentuales en los contaminantes y los mayores ahorros energéticos, especialmente para los escenarios de flota congelada. Fig. Porcentaje de ahorro energético sobre línea base en un periodo de 8 años.
Propuesta de programa de ascenso tecnológico de la flota de taxis a nivel nacional Con la información de caracterización, estimación de potencial de ascenso y de beneficios energéticos y ambientales se proponen una serie de lineamientos para el diseño de programas de ascenso tecnológico para las flotas de taxis. Objetivo: Promover el ascenso tecnológico de la flota de taxis a vehículos de cero emisiones para reducir el impacto al medio ambiente y aumentar la eficiencia energética de Colombia. Objetivos específicos Determinar los incentivos económicos que permitan impulsar el ascenso tecnológico de los taxis. Identificar instrumentos de financiación que viabilicen el ascenso tecnológico en el segmento de taxis en las ciudades objetivo de Colombia. Definir los requerimientos de infraestructura de carga y promover el desarrollo de capacidades para garantizar la operación del transporte público individual en vehículos eléctricos. Proponer mecanismos de regulación que facilite y promueva el proceso de ascenso tecnológico. Fig. Componentes de la estrategia		Principios del programa La propuesta de programa se fundamenta en 3 principios: gradualidad, priorización y complementariedad de acciones. La gradualidad y la priorización se refieren a la identificación de las necesidades según la ciudad o territorio, es decir, empezar con las ciudades con las flotas más antiguas y más grandes. Con respecto a la complementariedad de acciones se refiere a que es preciso adelantar actividades de forma paralela desde todos los componentes de la estrategia para potenciar la transformación hacia flota cero emisiones. Recomendaciones y acciones a para habilitar el ascenso tecnológico en taxis La principal barrera para el ascenso tecnológico es el costo de adquisición de los vehículos eléctricos, por ello, se deben definir incentivos económicos y fuentes de financiación para el apoyo a la compra de nuevas tecnologías. Reorientar la regulación de tarifas de manera que se contemplen las variables de la operación asociadas el nivel de servicio, la tecnología de propulsión del vehículo, el desempeño ambiental y edad de la flota. Establecer reglas de movilidad que incentiven la compra de vehículos eléctricos, tales como: metas de reducción de emisiones, impuesto vehicular, capacidad transportadora, restricciones a la circulación, tarifa del servicio, mecanismos de financiación. Estructurar un esquema de disposición final de los vehículos sustituidos, de tal forma que se logre un reemplazo efectivo y evitar que los vehículos sigan operando bajo otra modalidad de servicio y en otras jurisdicciones.

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

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 01
Informe 02
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	Tecnología	Descripción
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-ion	Esta 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.
Prototipo	Baterías de electrolito sólido	Esta 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

Programa piloto para la transformación de la flota oficial a tecnologías de cero y bajas emisiones
El objetivo del programa es definir un procedimiento para la adquisición de vehículos cero y bajas emisiones para las entidades del gobierno nacional, bajo un criterio de eficiencia económica y racionalidad del gasto. Con este programa se pretende facilitar el cumplimiento de las metas de la Ley 1964 de 2019, en donde se establece que el 30% de la flota oficial a 2030 debe ser eléctrica. El propósito de este proyecto es desarrollar una herramienta que facilite la toma de decisiones de recambio de flota del sector oficial, que se sustente en un análisis costo-beneficio y que incorpore las ganancias en eficiencia energética y beneficios ambientales. En el desarrollo del proyecto participaron más de 30 entidades con las que se testeó la herramienta costo-beneficio. Los resultados encontrados en este ejercicio se presentan a continuación. Extendemos un agradecimiento a las entidades participantes.		Herramienta (Formato xlsm) Manual de usuario Nota metodológica Guía metodológica Análisis de Gobernanza Estructuración del piloto Ejecución del proyecto con la Hoja de Ruta
Etapas del proyecto En la Etapa 1 – Invitación, se invitaron a 33 entidades de las cuales se recibió respuesta de 18 entidades, las cuales tenían interés en participar. En la Etapa 2 – Sensibilización, se presentó el proyecto a las entidades participantes. En la Etapa 3 – Taller de herramienta, se presentó la información necesaria para la herramienta y el funcionamiento en detalle de la misma. En la Etapa 4 – Apoyo bilateral se realizaron sesiones bilaterales con el fin de apoyar en solución de dudas e inquietudes, interpretación de resultados de modelación, y acompañamiento en la adquisición de flota alineada con los objetivos y capacidades de compra de cada entidad.
Herramienta de sustitución vehicular La herramienta de sustitución vehícular permite a partir de información básica, proponer un recambio de flota con menores costos, más sustentables y con mejor rendimiento. El proceso de optimización se desarrolla sobre una función objetivo que minimiza el costo total del propietario. Esta optimización está dada por los siguientes parámetros: ● Tipo de vehículos a sustituir (autos, camionetas, camiones, etc.) ● % de tecnologías admisibles (BEV, HEV, PHEV, FCEV, GNC/GNL) ● Criterio de sustitución (por Costo Total de Propiedad - CTP o Emisiones de Gas de Efecto Invernadero - GEI) La herramienta fue diseñado para que a través de una experiencia deductiva, el usuario pueda seleccionar las opciones que se adecúen a sus necesidades de recambio de flota, siguiendo los siguientes pasos:		1. Ingresar datos de la flota actual: El usuario ingresa información básica sobre la flota tal como marca, modelo, año, tipo, capacidad, costos, de cada uno de los vehículos que posee la entidad actualmente. 2. Ingresar características de flota adicional: determinar con cuáles vehículos nuevos le gustaría ampliar su flota actual, para que la herramienta indique si existe o no oferta disponible. 3. Seleccionar método de adquisición de vehículos: determinar si la compra se realizará de manera directa sin financiamiento o con financiamiento (crédito o leasing). 4. Determinar condiciones para la optimización de la flota: elegir escenarios para costos de los energéticos y la base de datos de la oferta de vehículos (Acuerdo Marco CCE o Base Comercial). 5. Determinar objetivos de optimización: elegir el año previsto para la compra y el presupuesto máximo. 6. Generar resultados: La herramienta entrega la flota propuesta para el recambio.
Recomendaciones resultantes del piloto ● Si se escoge como objetivo, lograr una reducción total de las emisiones de CO2 de la entidad, la herramienta escoge únicamente vehículos eléctricos. ● En caso que el objetivo sea minimizar el costo de propiedad, la herramienta puede escoger vehículos híbridos. ● El mercado evoluciona constantemente, por lo que pueden existir vehículos eléctricos o híbridos que no se encuentren en el acuerdo marco de precios de Colombia Compra Eficiente.

Transporte Sostenible