LA ELECTRIFICACIÓN DE LOS BUSES DE
TRÁNSITO RÁPIDO - BRT Y LA GRAN
OPORTUNIDAD PARA LOS
DISTRIBUIDORES DE ENERGÍA.
UPB-CIDET-CODENSA
LA ELECTRIFICACIÓN DE LOS BUSES DE
TRÁNSITO RÁPIDO - BRT Y LA GRAN
OPORTUNIDAD PARA LOS
DISTRIBUIDORES DE ENERGÍA.
AUTORES
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)
LA ELECTRIFICACIÓN DE LOS BUSES DE
TRANSITO RÁPIDO: CONTENIDO
Contenido
1.
2.
3.
4.
5.
Panorama tecnológico trolebuses
Fundamentos técnicos y energéticos
Caso base Transmilenio Bogotá
Oportunidades para los distribuidores
Conclusiones
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
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.
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
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
Efecto de la altura: Crítico en Bogotá
Factorde correción
Disminición de potencia por altura
1
0.9
Combustión
0.8
Eléctrico
0.7
0.6
Grave efecto de
pérdida de potencia por
altura y por tanto
aumento de consumo
de combustible en
Bogotá
Motor Eléctrico:
prácticamente sin
afectación
0.5
0.4
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Altitud en metros sobre el nivel del mar
3500
4000
RECOMENDACIÓN: COMBUSTIBLE A
CENTRALES TÉRMICAS, NO A BUSES
Central térmica ciclo
combinado. Control emisiones
T&D
Electricidad
Gas ó Diésel
Eficiencia
50%
Eficiencia
80%
Eficiencia cercana al 40%
Gas ó Diésel
Motor
gas
Eficiencia cerca al 20% y
emisiones en la calle
ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS:
Comparación consumo de energía para BRT
Consumo de energía (kW/km)
7.00
Diésel optimista
GNV pruebas
Trole Quito
Híbrido optimista
6.00
5.00
4.00
Kwh/kw
3.00
2.00
1.00
0.00
Diésel
GNV pruebas Trole Quito
optimista
Tipo de Articulado
Híbrido
optimista
CONSIDERACIONES PARA EVALUACIÓN DE
COSTOS: COMPARACIÓN COSTO DE ENERGÍA
Precio de energía por kilómetro
Pesos corrientes
3000
2500
$/km Energía Eléctrica
2000
$/km Medio ECP Diésel
1500
$/km Medio EIA (Diésel)
1000
Comparación
Energía Eléctrica
– Diésel - Gas
$/km GNV
500
0
2008
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
2024
2026
Año
Energía Eléctrica vs diésel (ECP)
Pesos corrientes por kilometro
3500
3000
2500
2000
MEDIO ECP
1500
BAJO ECP
1000
ALTO ECP
Energía Eléctrica
500
0
2008
2013
2018
2023
2028
Año
Comparación Energía Eléctrica – Diésel (Escenarios
Ecopetrol)
Pesos corrientes por kilometro
Energía Eléctrica vs diésel (EIA)
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
2008
$/km MEDIO EIA
$/km BAJO EIA
$/km ALTO EIA
Energía Eléctrica
2013
2018
2023
2028
Año
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
Componentes del CU de energía eléctrica
Transmisión
9%
Distribución Dt2
28%
Generación
46%
Componentes costo unitario gas natural
Comercialización
12%
Perdidas PR2
4%
Distribución
34%
Transporte
19%
Restriccionesmi
1%
Componentes gas natural
CV
87%
Comercialización
13%
Producción
32%
Perdidas
2%
CF
13%
Componentes tarifa gas natural
Componentes de la tarifa de energía eléctrica
Comercialización
10%
Perdidas PR2
Distribución Dt2
23%
3%
Transmisión
8%
Generación
38%
Restriccionesmi
1%
Contribución
17%
Distribución
28%
Transporte
16%
Producción
27%
Componentes gas natural
Comercialización
11%
Perdidas
1%
Contribución
17%
CV
72%
CF
11%
Contribución
17%
CONSIDERACIONES PARA EVALUACIÓN DE
COSTOS: COMPOSICIÓN TARIFARIA DE
ENERGÉTICOS
ACPM
GASOLINA
Mayorista
3.16%
Transporte
4.14%
IVA, impuestos
marcación
18.08%
Gasolina mayo 2008
Sobretasa
18.24%
Productor
50.60%
Minorista
5.41%
Evaporación
0.38%
COMPOSICIÓN TARIFARIA TRANSMILENIO: GRAN
DEPENDENCIA DEL COMBUSTIBLE
Costos totales 2001
Operación de recaudo
10.37%
Operación troncal
76.52%
Alimentación
10.08%
Gestora
3.00%
Fiducia
0.03%
Costos totales 2007
Operación de recaudo
15.76%
Operación troncal
70.82%
Alimentación
9.39%
Gestora
4.00%
Fiducia
0.04%
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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