3as Jornadas sobre Energía Universitat de Girona – Escuela Ingenieros Girona, 23 septiembre 2010.

EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL TRANSPORTE METROPOLITANO DE VIAJEROS EXPERIENCIA DE TMB Tecnologías y compromiso medioambiental Francisco González Balmas Director Área Técnica de Bus Transports de Barcelona, S.A. ( TMB )

El transporte de viajeros en la R.M. Barcelona

La Región Metropolitana de Barcelona (RMB) 7 comarcas, 164 municipios 3.241,5 km2 4.992.190 habitantes Dens = 1.540 h/km2 Alt Penedès Vallès Oriental Vallès Occidental Ámbito EMT 18 municipios 333,4 km2 2.540.850 habitantes Dens= 7.621 h/km2 Baix Llobregat Garraf Barcelona Maresme Barcelonès Ciudad de Barcelona 101 km2 1.638.100 habitantes Dens= 16.219 h/km2 Mar Mediterráneo Datos de 2009 Fuente: Idescat

La movilidad en la RMB Cada día la población general de la RMB realiza 14,1 millones de desplazamientos, de los cuales 2,7 millones son con transporte público. Cuanto más lejos de la ciudad central, el uso del vehículo privado se impone en detrimento del transporte colectivo. Transporte público (viajes por etapas) Reparto modal en el conjunto de la RMB Detalle por ámbitos de residencia 28% 36% 10% 12% 5% 9% Bus TMB Metro TMB FGC RENFE Otros buses Otros modos 60 50 37,7% 42,8% 40 30 20 10 19,6% BCN Resto EMT Resto RMB EMT RMB A pie T. Público V. Privado A pie T. Público V. Privado Fuente: EMEF 2006, Institut d’Estudis Regionals i Metropolitans ATM 2006: Autoridad del Transporte Metropolitano

La movilidad en Barcelona Los desplazamientos relacionados con Barcelona en los días laborables llegan a los 7,35 millones de desplazamientos. Los modos no motorizados (49,7%) y el transporte público (31,3%) son los más utilizados en los desplazamientos internos. Todos los modos Desplazamientos internos A pie = 35,68% T.Público = 36,03% T.Privado = 28,26% Total = 100 % Desplazamientos de conexión 4,25 millones 1,86 millones Conexión Mecanizados 49,5% 3,6% 46,9% 31,3% 49,7% 19,0% T.Público = 46,9% T.Privado = 49,5% Desplazamientos internos No motorizado Transporte Público Transporte Privado A pie = 49,7% T.Público = 31,3% Fuente: EMEF 2006, Instituto de Estudios Regionales y Metropolitanos

No mecanizado (a pie, bicicleta,..) Total desplazamientos : 7.350.000 Desplazamientos en día laborable en el área de Barcelona con distintos medios de transporte * (Encuesta Movilidad 2007) No mecanizado (a pie, bicicleta,..) 2.810.000 (38,2%) Coche privado 2.030.000 (27,6%) Total desplazamientos : 7.350.000 Transporte público 2.510.000 (34,2%) Bus 800.000 Otros Oper. 100.000 Autobuses 700.000 TMB 1.900.000 Ferrocarril 1.500.000 Metro 1.200.000 Renfe + FGC:.250.000 Taxi 210.000 Tram : 50.000 *Personas mayores de 13 años

METRO – RED ACTUAL 6 lineas 93,3 km 130 estaciones 130 trenes Barcelona Sant Adrià de Besòs Badalona Santa Coloma de Gramenet L'Hospitalet de Llobregat Cornellà 6 lineas 93,3 km 130 estaciones 130 trenes 3.700 empleados 361 M pas/año Datos 2009

METRO – NUEVAS LÍNEAS Y MEJORA ACTUALES LINEA 9 - 10: 40 Km 43 Estaciones Mejora lineas actuales: +30 Km TOTAL = + 70 km (+ 75 %) Situación Actual Prolongaciones Línea 1 Lineas 9 - 10 Aeroport El Prat Foc Cisell Torrassa Collblanc Zona Universitària Maria Cristina Lesseps Guinardó Sagrera Gorg Fondo Can Zam

EL TRANVÍA TRAM BESOS 14 Km 28 paradas 8 M pas/año TRAM BAIX 16,8 Km

La red de autobuses (TB) Número de líneas : 112 Kms de líneas : 972 Km Kms de carril bus : 110 Km Paradas de autobús : 2.580 Flota de autobuses : 1.080 buses Número de cocheras : 4 Personal de TB : 4.200 Pasajeros / año : 196 M. Km / año : 47 M. Litros combustible / año : 27 M. de Barcelona con

Comparación de medios de transporte

Consumo de energía por tipo de vehículo

Consumo de energía por tipo de vehículo y pasajero

Capacidad Transporte según medio

Tecnologías consideradas

Tecnologías consideradas Biocombustibles Biodiesel Gas Natural Comprimido (GNC) Hidrógeno Pila combustible Híbridos

Biocombustibles

¿Qué son los Biocombustibles? Denominamos biocombustible a cualquier tipo de combustible que derive de la biomasa. Los combustibles de origen biológico pueden sustituir parte del consumo en combustibles fósiles tradicionales (como el petróleo o el carbón). Son renovables Los biocombustibles más usados y desarrollados son el bioetanol y el biodiésel. Los biocombustibles sin usar proceden de cultivos como colza, girasol, soja, etc., que son cultivados para este propósito.

Efecto consumo combustible El consumo de biodiesel es superior al consumo de gasoil, debido a su menor PCI. A medida que aumentamos el porcentaje de biodiesel en la mezcla, aumenta su consumo. Podríamos decir que en: B100 aproximadamente hay entre un 10 y un 12% más de consumo. B 30 aproximadamente hay entre un 3 y un 4% más de consumo. B 10 aproximadamente hay entre un 1 y un 1,5% más de consumo. Transports de Barcelona ha podido constatar el consumo en B10. Actualmente en operación con B30. Confirmando resultados.

Efecto emisiones contaminantes (con B100) La utilización de biodiésel como combustible presenta los siguientes efectos positivos: Disminución de las emisiones globales de CO2 en un 80 % Disminución de emisiones de: CO en aproximadamente un 20% HC en aproximadamente un 20% PM en aproximadamente un 20% Ligero aumento de NOx en aproximadamente un 5%

Gas Natural Comprimido

EL GNC (Gas Natural Comprimido) Densidad energética baja. Grandes depósitos. Aumento tara Almacenamiento a bordo a alta presión (200 bar) En un autobús urbano  - 15 pasajeros Distribución por gasoducto a las cocheras. Compresores Yacimientos distintos del petróleo  Combustible alternativo Reservas mundiales mayores que petróleo ( 75 vs. 50 años) Combustión en motor ciclo Otto. Aumento consumo Aumento contenido emisión CO2 Con catalizador 3-vías, emisiones muy bajas (EEV)

Instalaciones Repostaje GNC Compresor de GNC Surtidor de GNC Comprime el gas hasta 230 bars Repostaje en 3 minutos

Instalaciones taller GNC Detección de gas: catalítica, por luz polarizada. Instalaciones eléctricas antideflagrantes Apertura automática de puertas. Actuaciones: aceite motor, encendido, filtros, reguladores de presión Operaciones y equipamiento. Pruebas de estanqueidad, manejo bombonas, previsión trabajos en techo autobús. Formación y capacitación

Plan entrada flota GNC en TMB STANDARD ARTICULADO TOTAL ACUMULADO 2001 35 2002 70 2005 40 51 91 161 2006 / 07 55 90 251 2009 5 45 296 2010 / 11 52 28 80 376 257 119 (35 % flota)

Hidrógeno (Proyecto CUTE)

Ciudades participantes. Condiciones Estado Condiciones marco Suministro de H2/energía Hamburgo Alemania Topografia (llana) Electrólisis2) /Hidráulica+red Barcelona España Clima ( cálido) Electrólisis2) /Solar+red Luxemburgo Tráfico Plataforma ( Electrólisis de NaCl) Madrid Tráfico/SP 1) Reforma de vapor2) /gas natural/ plataforma Estocolmo Suecia Clima ( frío) Reforma de vapor2) /gas natural Alternativa : Electrólisis local de energía hidráulica o reforma local de vapor a partir de bio-gas Londres Gran Bretaña Clima ( húmedo)/ Tráfico Refinería4) crudo /gas natural Amsterdam Holanda Electrólisis/ Electricidad “ verde” de red Stuttgart Topografía ( montes)/ SP1) Porto Portugal Clima ( cálido) / Topografía ( montes) Plataforma ( Electrólisis )

Esquema general autobús Mercedes CITARO – Fuel Cell

Consumos de H2 Proyecto CUTE

Consumo medio por vehículo Consumos de H2 TMB Consumo medio por vehículo Consumo medio   1084 1085 1086 [kg/100 km] 28,29 28,26 27,94 28,18 Autonomía media bus : 41 Kg/ 28,18 Kg/100 Km = 145 km Recorrido medio diario bus TMB = 200 km

Vehículos Híbridos

Vehículos Híbridos VEHICULOS QUE COMBINAN MOTOR TÉRMICO Y ELÉCTRICO POR SU FORMA DE ACTUACIÓN PUEDEN SER : SERIE : Motor eléctrico acciona siempre las ruedas PARALELO : Tanto el motor térmico como el eléctrico actúan sobre las ruedas Posiblemente el paso previo a la Pila de Combustible de H2. Para uso exclusivo urbano, mejor la configuración SERIE En configuración gasolina / eléctrico o diesel / eléctrico. Reducción consumo combustible = 20 – 30 % Reducción emisiones escape = 30 – 50 %

Varios fabricantes los están desarrollando Autobuses Híbridos Varios fabricantes los están desarrollando MAN EvoBus SCANIA CASTROSUA

Esquema autobús híbrido

Comparativas energéticas

Balance energético en TMB Consumo Energético DIESEL Consumo 54 l /100 5,315 kWh/ km --- BIODIESEL(30%) Consumo 55,6 l /100 5,335 kWh/ km + 0,4 % G.N.C. Consumo 60 kg /100 8,504 kWh/ km + 60 % Pila H2 Consumo 28,2 kg/100 9,400 kWh/km + 77 % Desarr. Pila H2 Hib. Consumo 15,0 kg/100 5,00 kWh/km - 5,9 % HÍBRIDO Consumo 40,5 l/100 3,986 kWh/km - 25 % Consumo Energético DIESEL Consumo 54 l /100 5,315 Kwh/ km --- BIODIESEL(10%) Consumo 54,5 l /100 5,327 Kwh/ km + 0,2 % G.N.C. Consumo 60 kg /100 8,148 Kwh/ km + 53 % Pila H2 Consumo 28,2 kg/100 9,40 Kwh/km + 77 %

Comparativas emisiones

Requerimientos sobre emisiones en Europa + KYOTO - CO2

Mejoras medioambientales. Emisiones escape s/tecnología

Balance CO2 DIESEL 0,54 l / km 1,41 Kg CO2 / km BIODIESEL30 0,556 l / km 1,45 Kg CO2 / km 1,10 kg CO2 / km global (80 % reduc) HÍBRIDO 0,405 l / km 1,06 Kg CO2 / km GNC 0,60 Kg / km 1,65 Kg CO2 / km PILA H2 0,28 Kg / km 0 Kg CO2 / km

Comparación nivel de ruidos Autobuses de Hidrógeno consiguen una reducción de un 6-20(A) % en el nivel de ruidos emitidos en dB(A) comparativamente a los vehículos de GN y Diesel .

Comparativas costes

Balance Económico 2009 Consumo Mantenimiento 1er.Nivel Diesel Consumo 54 L /100 Km 0,777 €/l 0,42 €/Km ---- Biodiesel 30 Consumo 55,6 L/100 km 0,780 €/l 0,43€/km + 3,1 % Biodiesel 100 Consumo 59,5 L/100 km 0,790 €/l 0,47 €/km + 12 % G.N.C. Consumo 60 Kg /100 Km 0,028 €/Kwh 0,28 €/Km - 33 % Pila H2 Consumo 28 Kg/100 Km 10 €/kgH2 2,80 €/km 6,7 : 1 Mantenimiento 1er.Nivel DIESEL 0,18 €/Km --- BIODIESEL 30 0,18 €/Km --- BIODIESEL 100 0,18 €/Km --- GNC 0,225 €/Km + 25 % PCH 15,0 €/Km 83 : 1

Total costes de explotación Combustible coste Mantenimiento TOTAL INCREMENTO VS DIESEL DIESEL 0,42 0,18 0,60 €/Km --- BIODIESEL 30 0,43 0,61 + 2,0 % BIODIESEL 100 0,47 0,65 + 8,3 % G.N.C 0,28 0,225 0,505€/Km - 16 % Pila H2 2,80 15,0 17,8 €/Km 30 : 1

Gráfica comparativa costes adquisición y explotación-2009

Conclusiones

Conclusiones El principio básico de eficiencia energética en el transporte metro-politano de viajeros consiste en la adecuada elección del medio más ajustado a la carga de pasaje de la ruta. Como se ha visto, en cualquier caso es más eficiente el transporte público que el privado, por su mayor ocupación. Para el caso del autobús urbano, además de ajustar su dimensión a la carga, se puede jugar con tecnologías alternativas : Diesel Gas Natural Comprimido Híbrido eléctrico diesel ó gas natural Biodiesel Pila Combustible a hidrógeno La elección de estas tecnologías debe tener en cuenta no sólo la eficiencia energética, sino el impacto medioambiental y el coste.

Muchas gracias por su atención e-mail : fagonzalez@tmb.cat