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1EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
MODIFICANDO A FONTE DE ENERGIAEM ONIBUS URBANOS
COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS EN MADRID (ESPAA)
Juan ngel Terrn AlonsoDr. Ingeniero Industrial
Director de Ingeniera
So Paulo, 1 de octubre de 2013
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2EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
EMT de Madrid Introduccin Experiencias con vehculos de energas
alternativas Biocombustibles Gas natural
Sistemas alternativos de propulsin:
vehculos con pilas de combustible transmisin elctrica vehculos hbridos y elctricos dual-fuel (gasleo-GNC)
2
INDICE
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3EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
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12 de Noviembre de 1.947
Actividad: Operador nico de autobuses urbanos
en la ciudad de Madrid
Alta calidad de servicioTecnologa avanzada
Accesibilidad
Medioambiente
Flota moderna
Propietario: Ayuntamiento de Madrid
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4EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
MEDIOS HUMANOS: 8.328 trabajadores (5.941 conductores)
VIAJEROS TRANSPORTADOS: 427 millones anuales KM. RECORRIDOS en lnea: 96 millones anuales VELOCIDAD COMERCIAL: 13,4 km/h
RED: 216 lneas (39 nocturnas)
3.835 km10.235 paradas
CONSUMO COMBUSTIBLE: 33 M litros biodiesel21 M kg GNC
INFORMACIN GENERAL DE EMT
Datos: diciembre 2011
Biodiesel GNCElectricidad Flota
convencional hbrido convencional hbrido
1.186 4 767 23 20 2.000
FLOTA PREVISTA A 31 DE DICIEMBRE DE 2013
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5EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
FLOTA DE EMT
AoGasleo
Biodiesel GNCEtanol Electricidad Hidrgeno Flota
(31-12) convencionaltransmisin
elctricahbrido convencional hbrido
2005 1.789 13 20 165 3 1.990
2006 1.583 210 20 201 5 3 2.0222007 785 862 20 351 5 10 2.033
2008 769 865 20 381 5 20 2.060
2009 1.650 6 411 5 20 2.092
2010 1.569 2 1 503 5 20 2.1002011 1.415 4 651 5 20 2.095
2012 1.217 4 736 23 20 2.000
2013 1.186 4 767 23 20 2.000
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6EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
PORQUE BUSCAR ALTERNATIVAS AL COMBUSTIBLEEMPLEADO EN TRANSPORTE URBANO?
1979 2003
. . . PARA LOGRAR EL AUMENTO DE LA EFICIENCIA ENERGETICA YALCANZAR UN TRANSPORTE SOSTENIBLE
Introduccin
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7/817EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Condiciones de para implantacin de un combustible alternativo:
Debe tener
Viabilidad tcnica (motores EURO V, EURO VI).
Seguridad en el suministro.calidad adecuada y asegurada en el tiempo
ser econmicamente viable:al menos, neutralidad global de costes
ser socialmente aceptable.
Introduccin
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8/818EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
CARACTERISTICAS DEL TRANSPORTE PBLICOURBANO EN DESARROLLO SOSTENIBLE
1. Transporte pblico de calidad accesible a todos losciudadanos.
2. Uso eficiente de los recursos energticos no
renovables.3. Baja utilizacin de combustibles cuyos gases
aumentan el efecto invernadero.
4. Distribuir el espacio urbano de circulacin en funcinde la eficacia de los distintos modos de transporte.
5. Utilizar transporte pblico de bajas o nulas emisionesde contaminantes atmosfricos.
6. Disminucin del impacto sonoro del transporte.
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9/819EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
- Libro Verde de la UE sobre Seguridad en el AbastecimientoEnergtico. Estrategia de carburantes alternativos. Gua inicial
Carburantes alternativos
Ao Biocarburante(%)
GasNatural
(%)
Hidrgeno(%)
Total(%)
2005 2 --- --- 2
2010 6 2 --- 82015 7 5 2 14
2020 10 10 5 25
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10/8110EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
- Libro Verde de la UE sobre Seguridad en el AbastecimientoEnergtico. Estrategia de carburantes alternativos. Gua inicial
Ao Biocarburante(%)
GasNatural
(%)
Hidrgeno(%)
Electricidad(%)
Total(%)
2005 2 --- --- --- 2
2010 6 2 --- --- 82015 7 5 2 3 17
2020 10 10 5 10 35
Carburantes alternativos
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11/8111EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Introduccin
GASOLEO
GAS NATURAL
GLP
FILTROS
CATALIZADORES
TRANSPORTENO RENOVABLE
TRANSPORTE
CONTAMINANTE
COMBUSTION
HIDROGENO
HIDROGENO
ELECTRICIDAD
BIOCOMBUSTIBLES
B20
B100
(bioetanol)
B30
B50
TRANSPORTE
SOSTENIBLE
SINTETICOS
BTL HBD
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12/8112EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Es una mezcla de gasleo y biocarburanteobtenido de la fraccin biodegradable deproductos de origen vegetal (y animal y deresiduos industriales y municipales).
Debe cumplir la Norma EN 14.214
QU ES EL BIODIESEL?
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13/8113EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Se considera que losbiocombustiblescasi no emitenCO2
EL CO2 y los biocombustibles
En el ciclo del CO2,segn la materia prima de origense absorbe entre el80% y el 100% del CO2:
Caa de azcar: 90%-100%Biomasa: 85%-90%Cereales: 80%-85%
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14/8114EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
FOSIL
CICLO ABIERTO CICLO CERRADO
BIOMASA
Paleoltico Neoliticoaumento EFICIENCIAenergtica
Biodiesel
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15/8115EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
1997: 2 autobuses BIOBUSempleando B30Incremento de consumo: 4,5 %
2003: Autobuses Euro II empleando B 5Incremento de consumo: < 1 %
2004: Autobuses Euro III con B30, B50 y B100Incremento de consumo: 3% - 7%
Biodiesel
2006: Biodiesel como combustible estndar en EMT
920 Autobuses EURO II y III con B30Incremento de consumo: 2 %
enero 2009: Se sustituye el gasleo A por B20 en toda la flota1670 Autobuses EURO II, III, IV y V
Incremento de consumo: 1,5 %
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16/8116EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
PROPIEDAD Unidad Biodieselmezcla 30/70
Biocombustiblegirasol 100%
Gasleo100%
Densidad a 15 C kg/l 0,86 0,884 0,84
Nmero de cetano - 51 54,4 49
Punto de inflamacin C 70 177 64
Viscosidad a 37,8C cSt 3,3 4,1 3,26Poder calorfico superior kJ/l 43900 39800 45400
Punto Obstruccin filtro frio C -11 -5 -13
CO2 (70% recombinado) kg/l 2,00 0,73 2,64
Hidrocarburos sin quemar g/kW h 0,33 0,40 0,43Compuestos de nitrgeno g/kW h 2,26 2,37 2,24
Monxido de carbono g/kW h 1,68 1,59 1,90
Compuestos de azufre kg/l 0,59 - 0,84
Opacidad de gases escala Bosch 1,06 0,58 1,30
BIODIESEL, BIOCOMBUSTIBLE, GASLEO
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17/8117EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
RESULTADOS ENSAYO NORMA EN 14.214
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18/8118EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Caractersticas del biodiesel como combustible:Acidez alta.
Viscosidad alta
POFF elevado.
Mayor poder detergente que el gasoleoHigroscpico
Influencia en el motor:
Ataques a ciertas gomas y retenesDificultades para el arranque en fro.
Desprendimiento de suciedad en tanques
Absorbe agua
BIODIESEL: SU EMPLEO EN MOTORES
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19/8119EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Acidez: Deter ioro de materiales
No usar CauchoCobreLatnPlomoEstaoZinc
Mangueras especiales en repostado
Emplear vitnelastmeros sintticos
Emplear pintura acrilica
Agua: Corrosin Poder calorficoF il tros
Corrosin cilindros Colonias de microbios en combustible y filtros
Cristales de hielo
Usar prefiltros de agua y biocidas
Mantener tanques llenos (poca condensacin)
BIODIESEL: SU EMPLEO EN MOTORES
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20/8120EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
ndice de yodo: Degradacin - depsitos en inyectores.
Cortos periodos de almacenamiento
Origen colza; otros solo en verano
Reducir periodos cambio aceite
POFF: Arr anque en f r io F il tros
Instalar calentadores
Reducir periodo cambio filtros
Emplear bajos % de biodiesel
BIODIESEL: SU EMPLEO EN MOTORES
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21/8121EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Poder detergente: SedimentosF il tros
Limpia motores y tanques
Obstruye filtros
Reducir periodos cambio aceite y filtros
Fsforo: Per judicial para los catali zadores
Viscosidad: Arranque en fr iolubricidad
Gl icridos: Vida del motor
Metanol: Punto de inf lamacin
BIODIESEL: SU EMPLEO EN MOTORES
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22/8122EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
0,000
0,005
0,0100,015
0,020
0,025
0,030
0,035
0,040
0,045
0,050
0,055
0,060
0,065
0,070
0,075
0,080
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270
Presin(
bar)
Caudal (l/h)
Prdida de cargaFiltros de combustible
Ensayo EMT: Filtros de gasleo
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23EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Deformacin
Nuevo Gasleo Biocombustible
23
Ensayo EMT: Filtros de gasleo
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24EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Emisiones gaseosas del mismo orden de magnitud que en autobuses degasleo, excepto en los NOx, que tienden a subir.
Casi inapreciable prdida de potencia frente al uso de gasleo.
El biodiesel es higroscpico.
El biodiesel es ms detergente que el gasleo, por lo que remueve lasuciedad interna de tanques y la lleva a los filtros del motor.
Aumento del consumo respecto al gasleo hasta un 7 % (B100).
CONCLUSIONES DEL USO DE BIODIESEL
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25EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Posibilidad de empleo en autobuses de ultima generacin sin modificaciones
en el sistema de combustin.
Ausencia de efectos negativos sobre la durabilidad del motor y sus
componentes, sin diferencia significativa en la conservacin de los motores
con gasleo.
Sin problemas en el funcionamiento y la operatividad de los autobuses. No
hay ensuciamiento de las cmaras de combustin, de las vlvulas ni
inyectores.
Algunas incidencias durante el arranque en tiempo frio.
CONCLUSIONES DEL USO DE BIODIESEL
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26EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Alcohol procedente de la fermentacin de los azcares deproductos vegetales: caa de azcar, remolacha, cereales(trigo, cebada, maiz,) o biomasa.
Qu es el BIOETANOL?
Mas inflamable que la gasolina
Agresivo para algunos plsticos
Irritante en piel y mucosas
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27EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
* Proyecto BEST: BioEthanol for Sustainable Transport
* MADRID:-5 autobuses desde 2006 con E95
- Motor ciclo diesel sin grandesmodificaciones
Mas inflamable que la gasolina) Agresivo para algunos plsticos Irritante en piel y mucosas Poder calorfico bajo (incrementa en un 70% el consumo)
Respecto al gasleo: Intervalos de mantenimiento ms cortos ndices de averas similares Emisiones inferiores
Bioetanol
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28EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Las emisiones de autobuses de bioetanol son inferiores a las de autobuses diesel.
NOx CO HC PM
-28% -80% -50% -60%
Emisiones
Mantenimiento
ndices de averas similares a los autobuses de gasleo
El mantenimiento de los motores de bioetanol requiere ser realizado en intervalosmenores que los autobuses de gasleo.
El mantenimiento se ejecuta de forma idntica al resto de autobuses de gasleo.
Bioetanol
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29EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
El bioetanol tiene un poder calorfico muy inferior al gasleo.- gasoleo: 8.770 kcal/litro - bioetanol: 5.425 kcal/litro
Los autobuses de etanol estn teniendo un consumo un 80-85 % superiora los de gasleo.
La potencia del motor es un 15% inferior a los de gasleo.
El consumo en autobuses urbanos es 101 litros a los 100 km
BIOETANOL: Consumo
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30EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
VENTAJAS: Se pueden aprovechar terrenos baldos para produccin de
biocombustibles.
Contribucin a generacin de empleo en zonas rurales.
La dependencia del petrleo disminuye. Se considera que no emite CO2.
Menor precio que el gasleo (actualmente).
BIOCOMBUSTIBLES
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31EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
VENTAJAS: Se pueden aprovechar terrenos baldos para produccin de
biocombustibles.
Contribucin a generacin de empleo en zonas rurales.
La dependencia del petrleo disminuye. Se considera que no emite CO2.
Menor precio que el gasleo (actualmente).
INCONVENIENTES:
El olor de los gases de escape es diferente. La potencia del motor disminuye.
El consumo del autobs aumenta.
Problemtica del suministro y daos sociales colaterales.
Aumento de emisiones de NOx.
BIOCOMBUSTIBLES
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32EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
FACTORES CRITICOS PARA SU DESARROLLO
Reduccin del precio de las materias primas
Rebaja de los impuestos especiales
Aumento de la produccin
Segunda generacin
BIOCOMBUSTIBLES
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33EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Primer ensayo en 1994.1 autobs: ECOBUSUE: THERMIE 92 Program
ALTERNATIVA AL PETRLEO.
ES UNO DE LOS COMBUSTIBLES MS LIMPIOS.
Reduce las emisiones (especialmente de NOx)
No contiene plomo ni trazas de metales pesados.
Menor nivel de emisin sonora y vibraciones que los diesel.COMPATIBILIDAD CON LA TECNOLOGA DIESEL.
EXISTEN GRANDES RESERVAS NATURALES.
ASEGURADO SUMINISTRO REGULAR y PRECIO ESTABLE.
EXISTE UN KNOW-HOW DEL GAS NATURAL.
Gas natural
Resultados:
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34EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Reduccin de emisiones: CO2
Ventajas del uso del GNC
0
1
2
3 2,152,64
Kg CO2 por 100 km
GNC G SOLEO
1
2
3
4
5
6
dbA
HC, PM, NOxy CO
Sonoras y vibraciones
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35EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Coste combustible/100 km
/100 km GNC Biodiesel %
Coste combustible y compresin 30 53 -44 %
Coste de mantenimiento 52 50 4 %
Coste adquisicin 53 44 20 %
Total 135 147 -8 %
0
20
40
60
80
100
120
140
160
GASOLEO BIODIESEL
B20
GNC BIOETANOL minibus
ELECTR
autobus
ELECTR
57 53
30
152
1427
Coste explotacin/100 km
GNC: Ventajas econmicas
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36EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Desde 1994, la disminucin de contaminantes ha sido:
Con tecnologa diesel: ms del 40 %
Con GNC: ms del 83%
EL GAS NATURAL COMPRIMIDO ES LA ALTERNATIVA MS
COMPETITIVA, A CORTO Y MEDIO PLAZO, AL MOTOR DIESEL EN
COSTE Y PROTECCIN MEDIOAMBIENTAL.
Gas natural
% Coste explotacin
GAS NATURAL vs DIESEL
85
90
95
100
105
110
115
120
125
1994 1998 2002 2006 2010 2014
GAS NATURAL
DIESEL
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37EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
CENTRO DE OPERACIONES PARA 410 AUTOBUSES.
INSTALACIN DE CARGA MUY RPIDA.
TALLERES DISEADOS PARA AUTOBUSES CON COMBUSTIBLE GNC.
FUTURO DEL GNC EN EMT
DESDE 2010 TODOS
LOS AUTOBUSES QUE
SE ADQUIERANSERN DE GNC O
ELECTRICOS
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38EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
EL AUTOBS DE GAS NATURAL
Bombonas para el gas natural comprimido (200 atm) entecho del autobs.
Reforzamiento de la estructura del vehculo con aumentode peso y del consumo de combustible.
GNC a baja presin: se necesitara un depsito dealmacenamiento de gran tamao que ocupara parte delautobs, reduciendo su capacidad para viajeros.
GNL: se necesitara un depsito de pequeo tamao perocon gran aislamiento, que poseera unas dimensiones talesque invadira una parte del habitculo de viajeros,reduciendo su capacidad.
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39EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
AUTOBUSES DE GNC en EMT
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40EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Botellas de GNC
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41EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Frontal
Trasera
Vlvula
sobrepresin
Electrovlvula de
salida
Vlvula de sobrecaudal y
de corte
Botellas de GNC: Vlvulas
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42EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
TIPOS DE BOTELLAS DE ALMACENAMIENTO
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43EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Biogas:
Introduccin en la red general
Gasoductos exclusivos para grandes flotas
Autonoma:
GNC en todas las ciudades y principales vas
GNL para transporte larga distancia
Diseo de motores especficos para gas natural. Escalado. Vehculos de todas las categoras y de maquinaria automvil
Estudio de sistemas de gas natural en Formacin Profesional
LINEAS DE ACTUACION - CONCLUSIONES
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44EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Esquema de la Pila de Combustible Polimrica
Hidrgeno: Pilas de combustible
Anodo Ctodo
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45EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
La finalidad de la oxidacin electrocataltica del H2es laobtencin de una energa limpia
nodo: H2 2 H++ 2 e-
Ctodo: O2+ 2 H+H2O
Total: H2+ O2H2O + electricidad + calor
Energa limpia (ausencia de NOX, SO2, aromticos)
Elevada eficiencia (no restringida por ciclo de Carnot)
Pila de Combustible: Concepto terico
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46EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
CUTE/ECTOS y CITYCELL: participantes
ReykjavikEstocolmo
HamburgoLondres Amsterdam
StuttgartLuxemburgo
Oporto
MadridBarcelona
Madrid
Pars
Turn
Berln
CUTE ECTOS
CITYCELL
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47EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
PROYECTOS CUTE y CITYCELL
Botellas dehidrgeno
Aire acondicionado
Componentes auxiliMotor elctricoTransmisin
Unidad dealimentacinaire-hidrgeno
Pila de Combustible
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48EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
HIDROGENO: Resultados
Buenas prestaciones:arranque, potencia, aceleracin, ruido, etc.
4 Autobuses funcionando en lneas regulares
175.000 km recorridos - - - - - - 725.000 pasajeros transportados
Autonomia: 120 km (entre 9 y 11 horas)
Consumo en verano: 0,29 kg/km con A/C
La eficiencia de la cadena de produccin y consumo de H2 todava debe
mejorar
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49EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
AUTOBUSES H2: MANTENIMIENTO
Altos perodos de inactividad por mantenimiento y
supervisin.
Problemas iniciales por descompensacin entre las pilas decombustible
Pila de combustible con fallos intermitentes de aislamiento endas de lluvia
Baja fiabilidad de las membranasdel compresor de la estacin de repostado.
Asignacin importante de personal tcnico
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50EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Complementario a energas alternativas 1 2 autobuses standard, motor trmico,
adaptado para quemar H2.
Bajas emisiones contaminantes (mejora losresultados de GNC)
Autobs MAN Neoplan en servicio en el
Aeropuerto de Munich desde 1999
Hidrgeno: Motor trmico
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51EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
TRANSMISION ELECTRICA
- 10 unidades Mayo-2000
- 8 m
- 12 asientos
- 45 pasajeros.
- 10 unidades Enero-2001
- 9 m
- 16 asientos
- 55 pasajeros.
-Piso bajo y rampa
-Modular de aluminio
-Suavidad de marcha
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52EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Motor diesel en
rgimen variable
130 kw
Generador
asncrono (CA)
Electrnica de
~ - == - ~
potencia
Conductor
Motor Sncrono
(CA) 118 kw
Diferencial
eje trasero
-Emisin de contaminantes: inferior a la demicrobs convencional del mismo tamao.
-Ms eficiente: mejor rendimiento de lacadena cinemtica.
TRANSMISION ELECTRICA
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53EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Reduccin dependencia energtica.Mejora en la eficiencia del sistema elctricoEnergas renovables en horas valle.
30 000
40 000
50 000
60 000
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
MW
Perfil medio laborable 2014Vehculos elctricos
Recarga 8 horas en valle
Con gestin inteligente
FUENTE: REDELECTRICA
Ventajas del vehculo elctrico
MAYOR EFICIENCIA ENERGETICARecupera energa en la frenadaSin consumo a vehculo paradoMotor trmico en optimo consumoRendimiento mayor que el trmico
MENOR CONTAMINACIONSin contaminacin localMenores emisiones well to wheelMenor contaminacin acstica
GESTION DE DEMANDA
VEHICULO ELECTRICO VEHICULO MOTOR TERMICO
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54EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Requerimientos de los VE
Condiciones para la penetracin en el mercado de los VE
Nivel de autonoma adecuadoAmplia disponibilidad de puntos de carga
Tiempos de carga aceptables
Reduccin del coste de las bateras y otros componentes.
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55EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
Volantes de Inercia
volante de inercia
Almacenamiento
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56EMPRESA MUNICIPAL DE TRANSPORTES DE MADRID, S.A.
SupercondensadoresCondensadores de doble capa
No requieren dielctrico
Polarizacin del electrolito
Electrodos de carbn activo
Almacenamiento
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0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 25 50 75 100 125 150 175 200
Tecnologas de bateras
Energa especfica wh/kg
Densidad deenerga
wh/l
Pb
Ni-Cd
Ni-MH
Li-ion
Zebra
Li-Polim
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Tecnologas de bateras
Gasleo: 11.800 wh/kg
Energa
Especfica
wh/kg
1.000 wh/kg Litio-Oxigeno
600 wh/kg Litio-Azufre
450 wh/kg Si-C_Oxigeno
280 wh/kg Fe-Litio-NiMnCo
200 wh/kg C-Litio-NiMnCo
C OS OS
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DEFINICION: VEHICULO HIBRIDO es aquel que posee dos tiposde accionamiento. Adems emplea acumulacin de energa.
Estos accionamientos son, generalmente,
-- motor de combustin interna
-- uno o mas motores elctricos
BATERIAS
SUPERCONDENSADORES
VOLANTES de INERCIA
VEHICULOS HIBRIDOS
TIPOS DE SISTEMAS HIBRIDOS
Segn la arquitectura:
SERIE
PARALELO
Segn los objetivos:
Reduccin CONSUMO
Reduccin EMISIONES
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Motor de combustin y motorelctrico ACOPLADOSMECANICAMENTE a las ruedasmotrices.
Es posible utilizar motores decombustin y elctrico SEPARADA OCONJUNTAMENTE para mover elvehculo.
Conexin en lnea motor de
combustin-generador- motorelctrico
SIN enlace mecnico del motor decombustin con las ruedasmotrices.
Distribucin flexible decomponentes
Serie Paralelovs
Hibridacin segn arquitectura
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Hibridacin segn objetivo
Reduccin emisiones:SI puede funcionar en modoelctrico puro a voluntad delconductorObjetivo: Reducir emisiones deforma selectiva: hay periodos con
cero emisionesGestin electrnica mixta del usode las bateras y motor trmico
Motor trmico est apagado entorno al 40 % del tiempo de
circulacin
Reduccin consumo:NO puede funcionar en modoelctrico puro a voluntad delconductorObjetivo: Reducir consumo (y,por tanto, emisiones) de forma
globalGestin electrnica total del usode las bateras y motor trmico
Motor trmico funciona granparte del tiempo de circulacin
En ambos casos: - motor trmico puede apagarse en las paradas- se recupera energa en el frenado- similar reduccin de emisiones y consumo (30 %)
VEHICULOS HIBRIDOS
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REDUCCION POTENCIALDE COMBUSTIBLE
(y emisiones)
Fuente: MAN
VEHICULOS HIBRIDOS
FrenadoTraccin
RENDIMIENTO
Autobuses hbridos en EMT Madrid
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Autobuses hbridos en EMT Madrid
Disminucin de consumo:entre 24 y 32 % (frente a diesel Euro IV)
Solaris
Mercedes Benz
MAN
EPT
CastrosuaVOLVO
IVECO
MERCEDES BENZ Hib id i S i
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MERCEDES BENZ.- Hibridacin Serie
Motor diesel de gasleo de 160 kw, 4,8 litros (-38% menospotencia)
Cuatro motores elctricos en rueda, de 80 kw cada uno
Autonoma en modo elctrico: 3 km
Acumulacin elctrica: bateras de in ltio (550 kg)
Reduccin de consumo diesel y emisiones de CO2: 30%
SCANIA Hib id i S i
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La energa se almacena en supercondensadores, que tienen una vidatil esperada ms larga que las bateras.
SCANIA.- Hibridacin Serie
VOLVO Hib id i P l l
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VOLVO.- Hibridacin Paralelo
Motor diesel de gasleo de 155 kw(5 litros y 35% menos potencia)Un motor elctrico a la transmisin, de 120 kwAcumulacin elctrica: bateras de in ltioReduccin de consumo diesel y emisiones de CO2: 35%
MAN - Hibridacin Serie
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MAN.- Hibridacin Serie
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Un solo motor elctrico. Acta comogenerador durante la fase de frenado
Inclutye un reductor tipo planetario. Reduccin 4:1
Tector 6EEV
Motor de pequeo
tamao
Generadorarranque elctrico
Bateras
Puente traseroconvencional
Convertidor de potencia detraccin (alto voltaje 630V)
Convertidor de potenciapara auxiliares (24V)
2 grupos de refrigeracin:- Para los 2 convertidores
- Generador & Motor elctrico
IVECO.- Hibridacin serie
CASTROSUA - Hibridacin Serie
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CASTROSUA. Hibridacin Serie
* Almacenamiento de energa: Bateras Zebra (72 kwh a 620 V)
* Frenado regenerativo: hasta un 30% de la energa.
* Sistema de traccin exclusivamente elctrico: Utilizacin silenciosa y sin
emisiones contaminantes en Zonas de Bajas Emisiones.
* El vehculo puede funcionar como elctrico puro a voluntad del conductor.
Funcin hibrida: Pequeo motor diesel para recargar las bateras detraccin.
Autobuses hbridos
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Fabricacin espaola a instancias de EMT
Hibridacin serie
13 autobuses CASTROSUA TEMPUS
Estrategia de reduccin de emisiones
10 autobuses TATAHISPANO
Estrategia de reduccin de consumo
Autobuses hbridos
CASTROSUA
Transformacin de autobuses diesel
convencionales en hbridos
Financiacin IDAE (proyecto estratgico)
Participantes: MADRID, BARCELONA y
VALENCIA
Cuatro autobuses en servicio
Ahorro de combustible: 18 % Retrofit EMT
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Sistema SERIE
Almacenamiento: Ultracaps
Motor diesel : Stop / Start
2 motores elctricos
Eliminacin Caja Cambio
Retrofit de autobuses biodiesel
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INTEGRACIN MECNICA
Retrofit de autobuses biodiesel
Vehculos elctricos en EMT Madrid
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Vehculos elctricos en EMT Madrid
BREDAMENARINI
TECNOBUS
THINK
MINIBUSES TURISMO
Consumo kWh / km 0,8-0,88 0,12
Autonoma km 90-100 175-200
horas 9-10 15
MINIBUSES ELECTRICOS
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- Traccin elctrica delantera
- Tensin: 85 V cc- Potencia: 27,2 kw- Recuperacin de energa en frenado
MINIBUSES ELECTRICOS
- Bateras de Na-Ni/Cl2- Peso de bateras: 2 x 294 kg
- Energa total almacenada: 72 kwh- Deben funcionar entre 240 y 330C
Velocidad comercial: 6 km/hSin emisiones ni ruidoConsumo medio:0.84 kw.h/km
- Dimensiones: 5,3 x 2,0 x 2,9 m
- Tara: 3.800 kg
Transporte interno
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Transporte interno
1 Minibs totalmente elctrico
Marca Bredamenarinibus, modelo Zeus
6,5 m de longitud y 13 plazas
Servicios internos o institucionales
Bateras de in-litio de 58 Kwh
Motor elctrico de 30 Kw
Velocidad mxima de 44 Km/h
Autonoma de 120 Km 9 horas de funcionamiento en circulacin urbana.
Admite carga lenta (8 horas) o rpida (3 horas)
Control Carril Bus
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Control Carril Bus
9 turismos elctricos
Marca THINK modelo CITY
Bateras ZEBRA de 23 kwh
Motor elctrico de 30 kw
Autonoma: 200 km
Velocidad mxima: 120 km/h
Autobuses elctricos en EMT Madrid
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FOTON BYD
AUTOBUS
Consumo kWh / km 1,97
Autonoma km 85-170
horas 7-14
Proyecto de gasificacin de motores diesel
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Proyecto de gasificacin de motores diesel
Mezcla de biodiesel y GNC
Porcentaje de GNC: 30% - 50%
Piloto en 2 autobuses
Ventajas a comprobar:
Reduccin de emisiones
Reduccin del coste de explotacin (eficiencia energtica)
Duracin motor (combustin mejorada).
Aumento de autonoma (depsito de gas+ depsito diesel)
CONCLUSIONES
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LA EVOLUCIN DE LA DEMANDA DE MOVILIDAD OBLIGARA A
SOLUCIONES QUE GARANTICEN EL TRANSPORTE SOSTENIBLE.
LA ELECTRIFICACIN ES UNA DE LAS ESTRATEGIAS DE MAYORINTERS PARA EL TRANSPORTE SOSTENIBLE.
LA PRINCIPAL VENTAJA DE LOS VEHICULOS ELECTRICOS ES LAELIMINACIN DE EMISIONES LOCALES Y LA REDUCCIN DELAS DE EFECTO INVERNADERO.
LA PRINCIPAL VENTAJA DE LOS VEHCULOS HIBRIDOS FRENTEA LOS CONVENCIONALES ES SU EFICIENCIA ENERGTICA CONLA CONSIGUIENTE DISMINUCIN DEL CONSUMO Y EMISIONESDE C02.
LA PENETRACIN EN EL MERCADO REQUIERE DE MEJORAS ENTECNOLOGAS DE BATERIAS Y REDES DE PUNTOS DERECARGA.
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES
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HIBRIDOS: Etapa de transicin larga hacia vehculos elctricos puros
Utilizacin de NUEVAS TECNICAS DE ALMACENAMIENTO yEFICIENCIA ENERGETICA
Necesidad de TRANSPORTE SOSTENIBLE: Esencial reducir
dependencia del petrleo, emisiones de CO2 y contaminacin en la ciudad
NADA SE VA A IMPONER
Corto medio plazo: CONTINUIDAD MOTOR TERMICO
EMPLEO COMBUSTIBLES: LIQUIDO Y GAS
Largo plazo: PROPULSION ELECTRICA
CONCLUSIONES
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