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Muchas ciudades de todo el mundo ya han dado pasos importantes hacia un transporte público más sostenible. Sin embargo, a fin de alcanzar los objetivos climáticos fijados para 2030 y 2050 en relación con el Acuerdo de París, resulta imperante acelerar el ritmo de implementación. En este contexto, ¿cómo se prepara para una transición fluida hacia el uso de sistemas de autobuses eléctricos? ¿Cuáles son los principales desafíos y los factores de éxito? Lars Johansson, director de Asuntos Públicos de Volvo Buses, responde a las preguntas más importantes.
¿Cuánto tiempo se necesita para implementar sistemas de autobuses eléctricos a escala global?
¿Cómo garantiza una infraestructura de carga óptima?
¿Cuál es el verdadero impacto medioambiental de la transición a sistemas eléctricos?
¿Cuáles son los factores de éxito más importantes para la implementación de autobuses eléctricos?
Lars Johansson es el director de la Oficina de Asuntos Públicos y Relaciones con el Gobierno de Volvo Buses. Durante muchos años, ha participado activamente en varios comités internacionales de organizaciones no gubernamentales (ONG) del sector, como ACEA, UITP e IRU, organizaciones que se abordan todo tipo de cuestiones relacionadas con los autobuses, tanto para el mercado europeo como para el internacional. Además, Johansson se desempeñó como representante en destacados comités de sostenibilidad de la Comisión Europea. En estos comités, abordó temas relacionados con la electromovilidad y el medioambiente. De forma permanente, asiste a reuniones con representantes clave de la UE para tratar diversos asuntos relacionados con los desarrollos a futuro en el sector de los autobuses.
La respuesta a esta pregunta es realmente ayer. Esta urgencia viene dada además por el cumplimiento de los objetivos climáticos que se establecen en el Acuerdo de París para frenar el calentamiento global. En este sentido, uno de los objetivos consiste en contar con un sistema de transporte que funcione por completo sin ningún tipo de combustibles fósiles para 2050.
Por ejemplo, en Europa se establecieron objetivos claros a los que se han comprometido todos los países. A mediados de diciembre de 2020, los países de la UE acordaron un nuevo objetivo climático: una reducción del 55 % de las emisiones de dióxido de carbono para 2030, en comparación con los niveles registrados en 1990. El aumento del 40 % al 55 % es una señal clara de que se necesitan más medidas, así como que estas se deben aplicar con urgencia.
El método de implementación de un sistema de transporte público electrificado difiere en gran medida en las distintas partes del mundo. China, por ejemplo, cuenta hoy con cerca del 90 % de todos los autobuses eléctricos del mundo. Esta situación se debe, principalmente, a las cuantiosas subvenciones que recibieron los fabricantes y los operadores en los últimos años. En la mayoría de los casos, este desarrollo se ha visto impulsado por la necesidad de mejorar la calidad del aire en las grandes ciudades.
Una iniciativa que impulsará el desarrollo del transporte público eléctrico es la Directiva de vehículos limpios de la Comisión de la UE.
En EE. UU. y Canadá, suele haber una proporción muy elevada de financiación federal para la compra de autobuses nuevos. Este modelo apoya la transición hacia la electrificación, que está creciendo. Por el contrario, en Europa, se aplica un proceso de licitación tradicional con pocas subvenciones estatales ad hoc para la compra de autobuses eléctricos. A pesar de esto, muchas ciudades han dado pasos importantes hacia la electrificación, y la Directiva de vehículos limpios de la EU acelerará esta transición.
Recientemente, se puede observar la misma tendencia de electromovilidad en América Latina, principalmente en ciudades progresistas, como Santiago en Chile y Bogotá en Colombia.
Un aspecto importante para nosotros en el sector del transporte es que existe un gran desfase, porque los autobuses que se adquieren hoy suelen circular por alrededor de 10 años. Esto significa que si no se eliminan rápidamente los autobuses que funcionan con combustibles fósiles, tomará mucho tiempo antes de que las emisiones de CO2 se puedan reducir. Además, se deben tener en cuenta las diferencias entre los autobuses urbanos, regionales y de larga distancia: es principalmente en las operaciones urbanas en las que la electrificación debe comenzar y suceder con rapidez.
La Directiva de vehículos limpios acelerará la electrificación de autobuses urbanos en Europa. El sector estima que los productos de electromovilidad aumentarán de manera gradual y los autobuses que funcionan con combustible diésel desaparecerán para 2030. (Fuente: UITP)
Una iniciativa que impulsará el desarrollo del transporte público eléctrico en Europa (y probablemente más tarde en otras regiones) es la Directiva de vehículos limpios de la Comisión de la UE. Entrará en vigencia en 2021 y afectará a todas las adquisiciones que incluyan autobuses urbanos. Para todos los países de la UE, esto significa que una cierta proporción de autobuses adquiridos deben cumplir con la definición de «vehículo limpio», de acuerdo con una cuota establecida por país miembro.
Por ejemplo, en Suecia, el 45 por ciento de todos los autobuses adquiridos antes de 2025 deben estar en las categorías de «cero emisiones» o «bajas emisiones», de los cuales al menos la mitad deben ser autobuses «con cero emisiones», es decir, autobuses eléctricos.
La proporción varía entre diferentes países miembro, pero para la mayoría la cuota será la misma que en Suecia, es decir, 45 por ciento para 2021. Los niveles deberán aumentar a 65 por ciento entre 2026 y 2030. De ahí en adelante, no se ha tomado ninguna decisión.
Además de la ambición del Acuerdo de París de reducir al mínimo las emisiones de gases de efecto invernadero, cada país tiene su propio objetivo para las emisiones de dióxido de carbono, así como de óxidos de nitrógeno y partículas. La transición hacia los vehículos eléctricos también desempeñará un papel muy importante aquí.
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la contaminación del aire se ha convertido en el único riesgo de salud medioambiental más grande del mundo y es la cuarta causa más alta de muerte entre todos los riesgos de salud. En la actualidad, el 90% de la población mundial vive en áreas donde no se cumplen las normas mínimas de la OMS con respecto a la calidad del aire.
Por ejemplo, en Europa, más de la mitad de las emisiones de óxido de nitrógeno y una proporción significativa de otros contaminantes provienen del transporte. Algunas ciudades tienen tantos problemas con la calidad del aire que han prohibido el ingreso de vehículos a diésel antiguos en zonas centrales. Cada vez más ciudades planean implementar restricciones similares.
Reducir al mínimo el ruido causado por el tráfico es otro desafío primordial en la agenda de muchas ciudades, y podemos ver que los requisitos son cada vez más estrictos.
La OMS estima que uno de cada cinco habitantes de Europa está expuesto de manera periódica a niveles de ruido tan altos que pueden tener efectos adversos en la salud. El ruido excesivo puede dar como resultado, entre otras cosas, un aumento del riesgo de problemas de sueño, enfermedad cardiovascular y daños a la audición.
Tanto los efectos negativos en la salud como la construcción de barreras de ruido pueden resultar costosos. En las ciudades, se puede obtener mucho beneficio al reducir el nivel de ruido. En el tráfico urbano, los vehículos pesados con motores de gas o diésel se encuentran entre las fuentes dominantes de ruido.
Además del hecho de que el transporte público eléctrico es necesario para alcanzar los objetivos climáticos y reducir emisiones peligrosas y ruido dañino, existen muchos otros argumentos a favor de los autobuses eléctricos.
Debido al crecimiento de las poblaciones y la urbanización, las demandas de un transporte público funcional y sostenible aumentan. Los embotellamientos ya son un gran desafío para las ciudades en todo el mundo. Para que las ciudades sean atractivas en el futuro, deben poder ofrecer a sus residentes opciones de transporte eficientes, sostenibles, tranquilas y cómodas.
Además, el transporte público eléctrico genera nuevas y emocionantes oportunidades para la movilidad y el desarrollo urbano. Sin gases de escape ni niveles de ruido altos, los autobuses pueden funcionar en más zonas y es posible construir en zonas de la ciudad en las que antes no - había disponibilidad. El transporte público puede acercar a las personas donde necesiten llegar, y usted puede construir paradas para autobuses en el interior. Todo esto permite que las ciudades se vuelvan más densas, pero también más atractivas para los habitantes.
Las condiciones para implementar sistemas de autobuses eléctricos a gran escala varían ampliamente entre las ciudades. El tiempo que toma depende de las condiciones locales para la electrificación, y cómo es el procedimiento de adquisiciones, entre otras cosas. En la mayoría de los casos, se debe contar con al menos 18 meses desde el inicio del proceso hasta que los autobuses se puedan poner en servicio.
Una de las diferencias más grandes entre la adquisición de autobuses eléctricos y autobuses convencionales es que existen muchos grupos de interés involucrados. Además de la autoridad de transporte público (PTA), el operador del autobús, los fabricantes de autobuses y la infraestructura de carga, el municipio, los proveedores de electricidad y otros grupos de interés, también se deben involucrar en una etapa temprana.
La planificación cuidadosa y la colaboración estrecha son requisitos previos para poder pasar a la implementación a gran escala.
La planificación cuidadosa y la colaboración estrecha entre los diferentes grupos de interés son requisitos previos para poder pasar a la implementación a gran escala.
Otro problema crucial es la disponibilidad de electricidad. Independientemente de la infraestructura de carga que elija una ciudad, los autobuses eléctricos significan una gran demanda de la capacidad eléctrica. Por lo tanto, es importante tener un diálogo oportuno con los proveedores de energía y la ciudad con respecto a los permisos de construcción y los permisos pare volver a construir y colocar cables nuevos en los depósitos y estaciones de carga.
Los principales grupos de interés involucrados en la transición hacia el transporte público eléctrico:
Emite licitaciones.
Establecen objetivos de alto nivel.
Responsable de problemas relacionados con la planificación urbana, los permisos de construcción, etc.
Garantiza la capacidad eléctrica.
Compra la solución de sistema, gestiona las operaciones de autobuses.
Proporciona soluciones de sistemas de electromovilidad (autobuses e infraestructura de carga).
Muchas ciudades han llevado a cabo proyectos de prueba con autobuses eléctricos en una escala menor y las lecciones de esos proyectos han sido importantes en la implementación de grandes flotas de autobuses eléctricos. Lo que observamos es que existe mucho interés por parte de las ciudades en Europa por aprender unos de otros y compartir el conocimiento.
En Volvo Buses, comenzamos a invertir en electromovilidad en una etapa muy temprana. Gracias a nuestra amplia experiencia brindando soluciones completas a diferentes ciudades, también estamos listos para ser un socio y respaldo importante para las ciudades que buscan la electrificación del tráfico de autobuses urbanos de manera sostenible.
Resulta fundamental garantizar una capacidad de energía suficiente al implementar autobuses eléctricos. Durante 12 años, el consumo total de energía para 100 autobuses eléctricos (12 metros) es de 97,200 MWh. Esto equivale a 400 hogares privados durante el mismo periodo. Sin embargo, en comparación con los autobuses convencionales, el ahorro de energía es enorme.
Cuando se trata de proyectos colaborativos exitosos, ElectriCity en Gotemburgo, Suecia, es un excelente ejemplo. Los primeros autobuses eléctricos de la ciudad se pusieron en funcionamiento en 2015 y el proyecto ha atraído a decenas de miles de visitantes de todo el mundo. En la ejecución del proyecto participaron el municipio, la autoridad de transporte público Västtrafik, el proveedor local de energía Göteborg Energi, el operador de autobuses Keolis, la Universidad Tecnológica de Chalmers, Volvo Buses y otros grupos de interés.
Con la experiencia y las lecciones obtenidas de ElectriCity, en Gotemburgo ahora se han tomado medidas hacia la implementación a gran escala. En diciembre de 2020, se puso en funcionamiento una de las flotas de autobuses eléctricos más grandes de Europa del Norte: 145 Volvo 7900 eléctricos articulados. El objetivo de la región es electrificar todo el tráfico de autobuses urbanos para 2030.
Por último, para implementar una flota de autobuses eléctricos como la de Gotemburgo se necesita una planificación cuidadosa y una colaboración exitosa entre los grupos de interés desde el principio. Según las condiciones locales y la escala de funcionamiento, el tiempo de implementación variará mucho entre las ciudades.
Implementar un sistema completo es una tarea compleja. Contar con diferentes extensiones de rutas, topografía, frecuencia, capacidad y las normas y reglamentos locales significa que se necesitan diferentes soluciones de electromovilidad para cada ciudad.
Para garantizar una infraestructura de carga óptima, se requiere un análisis exhaustivo y simulaciones de cada ruta individual en la que funcionarán los autobuses eléctricos. Es un proyecto de preparación extenso que Volvo Buses como proveedor de sistema realiza en colaboración estrecha con la autoridad de transporte público, el operador, los proveedores de energía y otros grupos de interés. Luego, estos cálculos forman la base de nuestras sugerencias para autobuses, sistemas de almacenamiento de energía (baterías y dispositivos de soporte), estrategia e infraestructura de carga.
En muchos casos, una combinación de carga en patios y carga rápida en ruta puede ser la mejor solución desde un punto de vista operativo. En rutas con mucho tráfico, las estaciones de carga en la ruta brindan a los autobuses un rango ilimitado y más horas de conducción. Otro aspecto a tener en cuenta es la capacidad de la red local, ya que con la carga en la ruta la necesidad de capacidad de la red se distribuye de manera geográfica.
La infraestructura de carga es crucial para determinar cuántas baterías y qué capacidad necesita cada autobús. Las baterías de un autobús eléctrico siguen siendo muy costosas y se requieren muchos recursos para su producción. Por lo tanto, es extremadamente importante asegurarse de que las baterías se utilizan de una manera óptima para garantizar la mayor vida útil posible.
Cuando se saca de servicio una batería de un autobús, aún le queda capacidad. En vez de enviar la batería para reciclaje, esta puede servir para aplicaciones de segunda vida, por ej. almacenamiento de energía en la vivienda, UPS (suministro de energía ininterrumpido) y reducción de picos. Desde una perspectiva de análisis del ciclo de vida (LCA), el uso de segunda vida de las baterías significa que la fase «en uso» del ciclo de vida del producto se extiende de manera significativa y, por lo tanto, se reduce la huella medioambiental general.
Una cuestión clave en la transición a largo plazo hacia el transporte público eléctrico es contar con estándares industriales que incluyan interfaces abiertas para la infraestructura de carga. Todos los autobuses, más allá de la marca, deben poder usar las mismas estaciones de carga. Las organizaciones internacionales han trabajado en este tema durante muchos años, y en Europa, el sector de autobuses ha acordado los estándares que se deberían aplicar.
Una cuestión clave en la transición a largo plazo hacia el transporte público eléctrico es contar con estándares industriales para la infraestructura de carga.
Un hito importante ha sido el proyecto ASSURED de la UE, cuyo objetivo es fomentar la electrificación de vehículos en tráfico urbano a través de la interoperabilidad entre diferentes fabricantes de vehículos y estaciones de carga.
Los estándares industriales con interfaces abiertas para la infraestructura de carga serán esenciales. Estos son los cuatro estándares sugeridos por UITP:
La Asociación Internacional de Transporte Público (UITP) se puso en servicio por CenCenelec (Comité Europeo de Estandarización Electrotécnica) para presentar una propuesta a la Comisión de la UE. Esto se realizó en 2019.
Se han propuesto cuatro estándares: carga en el patio a través de cable CCS, carga de oportunidad a través de un pantógrafo montado en el techo (pantógrafo arriba), carga de oportunidad a través de un pantógrafo montado en la estación (pantógrafo abajo) y carga a través de un contacto eléctrico en la ruta, que es posible que se utilice en raras ocasiones.
La finalización de los distintos estándares se decidirá a finales de 2021. La Comisión de la UE publicará los estándares de carga finales a fin de año. Por supuesto, será una enorme ventaja si los mercados fuera de Europa eligen seguir estos estándares.
El transporte público eléctrico tiene enormes beneficios medioambientales, principalmente en términos de reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, óxidos de nitrógeno, partículas y ruido.
Un ejemplo concreto es Gotemburgo, que a fines de 2020 implementó la flota de autobuses eléctricos más grande de la región nórdica a la fecha. Al reemplazar los autobuses a diésel más limpios del mercado con 145 nuevos Volvos 7,900 eléctricos articulados, la ciudad reducirá sus emisiones de CO2 en 14,500 toneladas por año. Esta es casi la misma cantidad de CO2 de alrededor de 5,000 autos. En simultáneo, las emisiones de óxidos de nitrógeno disminuirán en alrededor de 8,000 kg por año. Las emisiones de hollín y otros peligros se reducirán en 200 kg.
Un autobús eléctrico también tiene un consumo del 80% - de energía que un autobús a diésel. Los ahorros en energía para la flota de 145 Volvo 7900 eléctricos articulados, que impulsan un total de 60,000 km por año a una velocidad promedio de 18 km/h, es de 32,200 MWh. Esto corresponde a la energía anual necesaria para 1,600 viviendas privadas.
El cálculo se basa en el consumo de energía de tanque a rueda. El valor de energía de los diferentes tipos de combustibles se ha convertido a kWh, donde 4 kg GNC = 5 l diésel = 50 kWh de electricidad. El diésel convencional se usa como marca de referencia (100 %) para comparar los resultados.
Una pregunta que surge a menudo en los debates acerca de los vehículos eléctricos es qué tan limpia es la electricidad desde un punto de vista de emisiones de CO2. Dependiendo de si la electricidad se produce a partir de fuentes renovables o fósiles, la huella de carbono (de pozo a tanque) puede variar entre apenas 10 g a más de 1,000 g de CO2 por kWh.
Además de los beneficios medioambientales de los autobuses eléctricos, es muy importante que todos los países se involucren en impulsar el desarrollo hacia el transporte eléctrico. Si no comenzamos la transición ahora, no lograremos los objetivos climáticos necesarios para reducir el calentamiento global.
Si bien muchos países aún producen una proporción relativamente alta de electricidad a partir de fuentes fósiles, se observa una tendencia positiva. Una gran proporción de nuevas plantas de energía europeas producirán energía renovable. Este también es el caso de ciertos países fuera de Europa.
Los autobuses eléctricos también cuentan con un efecto positivo en los niveles de ruido de la ciudad.
Con un autobús eléctrico, el nivel de ruido en la salida se reduce en 7dB. Esto significa que el ruido percibido se reduce a la mitad en comparación con un autobús convencional.
Los autobuses eléctricos también tienen un efecto positivo en los niveles de ruido de la ciudad. En un año, los 145 autobuses en Gotemburgo arrancarán 17,640,000 veces. El nivel de ruido de cada autobús se reduce en 7dB, lo que reduce a la mitad las emisiones de ruido.
Se llevó a cabo un estudio sobre el ruido dentro del marco del proyecto ElectriCity en Gotemburgo, en el que se compararon las diferencias en el sonido de los autobuses eléctricos, los autobuses a diésel y los autobuses a gas. En el estudio se mostraron grandes diferencias en los niveles de ruido a velocidades de hasta 40 o 50 km/h, siendo los autobuses eléctricos claramente menos ruidosos que los demás.
Las diferencias fueron mayores cuando se trató de ruido de baja frecuencia, que es más difícil de mitigar con la protección sonora, materiales de fachada y ventanillas. De acuerdo con estudios recientes, los costos indirectos de la contaminación sonora son significativos.
Ahí es donde todo comienza. Hacer la transición a un sistema de autobuses eléctricos requiere de voluntad política, visión y decisión política. Además, requiere un enfoque de sistema a largo plazo y conocimientos de lo que realmente significa la electrificación, sus efectos, y las oportunidades que genera.
Implementar un sistema de autobuses eléctricos es completamente diferente a comprar autobuses a diésel. El éxito depende de una colaboración estrecha entre varios grupos de interés y todos los socios deben estar involucrados en el proceso tan pronto como sea posible. De lo contrario, existe el riesgo de que todo el proyecto falle debido a la falta de un permiso de construcción u otra autorización. En Volvo Buses, contamos con la experiencia en la entrega de soluciones completas a ciudades de toda Europa. Una buena colaboración y una visión en común, tanto en términos de objetivos medioambientales como de creación de una ciudad atractiva para los residentes, es algo que todos los actores involucrados en implementaciones a gran escala subrayan como los factores de éxito más importantes.
La electrificación requiere un pensamiento nuevo, mucho compromiso y una visión en común.
Como proveedores de sistema, realizamos un análisis meticuloso antes de cada oferta. Las distancias de rutas, topografía, clima, cantidad de pasajeros, densidad del tráfico, tipos de autobuses, capacidad de batería, todos estos factores afectan cuál es la infraestructura de carga óptima. ¿Dónde y cuándo se cargarán los autobuses? ¿Es mejor contar con tres patios más pequeños en vez de uno grande? Al realizar este análisis de manera oportuna, podemos garantizar que la ciudad obtenga la mejor solución.
Para cargar autobuses eléctricos, se requieren grandes cantidades de electricidad y el suministro de energía a los patios y estaciones de carga debe estar garantizada desde el principio. Por lo tanto, es absolutamente crucial mantener un diálogo estrecho con los proveedores de electricidad de la ciudad.
Además de un enfoque colaborativo, se necesita un plan en común acerca de cómo se realizará la implementación real. Esto incluye planes para la construcción y la reconstrucción de depósitos, estaciones de carga y paradas, así como la solicitud de permisos de construcción y otras autorizaciones. De nuevo, es importante garantizar que todas las partes se involucren desde el principio del proceso y que todos apunten al mismo objetivo. Para las ciudades que ya tienen cierta experiencia con autobuses eléctricos, este proceso es más sencillo. Para aquellas que comienzan de cero, un plan más integral permitirá que el recorrido de electromovilidad sea exitoso.