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Autobús eléctrico

Buses eléctricos en Bogotá , la ciudad con más buses eléctricos fuera de China
Un trolebús Neoplan USA de la Autoridad de Transporte de la Bahía de Massachusetts en el Gran Boston
Un autobús eléctrico de batería Proterra BE35 operado por San Joaquin RTD junto a su estación de carga fija
Un autobús eléctrico de dos pisos con batería en Hong Kong
Autobús eléctrico Edison en 1915
St. Albert, en la provincia canadiense de Alberta , productora de petróleo, ha lanzado tres autobuses eléctricos BYD K9S.

Un autobús eléctrico es un autobús que se propulsa mediante motores eléctricos , a diferencia de un motor de combustión interna convencional . Los autobuses eléctricos pueden almacenar la energía eléctrica necesaria a bordo o recibir electricidad de la red eléctrica de forma continua desde una fuente externa, como líneas aéreas . La mayoría de los autobuses que utilizan almacenamiento de energía a bordo son autobuses eléctricos de batería (que es de lo que trata principalmente este artículo), donde el motor eléctrico obtiene energía de una batería a bordo , aunque existen ejemplos de otros modos de almacenamiento, como el girobús. que utiliza almacenamiento de energía del volante . Cuando la electricidad no se almacena a bordo, se suministra por contacto con fuentes de alimentación externas, por ejemplo, a través de un colector de corriente (como los postes de conducción aéreos de los trolebuses ), o con una fuente de alimentación a nivel del suelo , o mediante carga inductiva .

En 2017, el 99% de todos los autobuses eléctricos de batería del mundo se han desplegado en China continental , con más de 421.000 autobuses en circulación, lo que representa el 17% de la flota total de autobuses de China . [1] A modo de comparación, Estados Unidos tenía 300 y Europa 2.250. [2] Para 2021, la proporción de autobuses eléctricos de China se mantuvo en el 98%, mientras que Europa había alcanzado los 8.500 autobuses eléctricos, [3] siendo Moscú la flota más grande de Europa . [4]

Historia

Principios

Batería

Uno de los tipos de autobuses eléctricos más populares hoy en día son los autobuses eléctricos de batería . Los autobuses eléctricos a batería tienen la electricidad almacenada a bordo del vehículo en una batería. A partir de 2018 , los autobuses eléctricos de batería podrían tener una autonomía de más de 280 km con una sola carga, aunque las temperaturas extremas y las colinas pueden reducir la autonomía. [5] Los autobuses se utilizan habitualmente en las ciudades debido a su alcance limitado.

Conducir en ciudad implica acelerar y frenar mucho. Debido a esto, el autobús eléctrico con batería es superior al autobús diésel, ya que puede recargar la mayor parte de la energía cinética en las baterías durante el frenado, lo que reduce el desgaste de los frenos. El uso de propulsión eléctrica en lugar de diésel reduce el ruido y la contaminación en las ciudades. [6]

Cuando se opera dentro de una ciudad, es importante minimizar el peso sin carga y rodante del autobús. Esto se puede lograr utilizando aluminio como material de construcción principal. También se pueden utilizar paneles compuestos y otros materiales ligeros. Según el fabricante finlandés de autobuses Linkker, su construcción íntegramente en aluminio es unos 3.000 kg más ligera que los modernos autobuses de acero de tamaño similar, que tienen un peso en vacío de 9.500 kg. La reducción de peso permite una mayor carga útil y reduce el desgaste de componentes como frenos, neumáticos y articulaciones, logrando un ahorro de costos para el operador. [7]

Cargando

Los autobuses se pueden cargar en estaciones enchufables o en plataformas de carga inalámbricas especiales . [10]

Suecia está estudiando cuatro tecnologías de carga dinámica diferentes que permiten que los autobuses y otros vehículos se carguen mientras se conducen por carreteras y autopistas. Las cuatro tecnologías probadas son cables aéreos, ferrocarriles de carretera, ferrocarriles de carretera y bobinas inductivas de carretera. [8] [9]

La primera microrred alimentada por energía solar para cargar autobuses eléctricos en EE. UU. está en construcción en el condado de Montgomery, Maryland , y su finalización está prevista para el otoño de 2022. [11]

Condensadores

Los autobuses pueden utilizar condensadores en lugar de baterías para almacenar su energía. Los ultracondensadores sólo pueden almacenar alrededor del 5 por ciento de la energía que contienen las baterías de iones de litio con el mismo peso, lo que las limita a una corta distancia por carga. Sin embargo, los ultracondensadores pueden cargarse y descargarse mucho más rápidamente que las baterías convencionales. En vehículos que tienen que detenerse con frecuencia y de forma predecible como parte de su funcionamiento normal, el almacenamiento de energía basado exclusivamente en ultracondensadores puede ser una solución. [12]

China está experimentando con una nueva forma de autobús eléctrico, conocido como Capabus , que circula sin líneas aéreas continuas utilizando energía almacenada en grandes condensadores eléctricos de doble capa a bordo, que se recargan rápidamente cada vez que el vehículo se detiene en cualquier parada de autobús (bajo los llamados paraguas eléctricos ) y completamente cargados en el terminal .

A principios de 2005 se estaban probando algunos prototipos en Shanghai. En 2006, dos rutas de autobuses comerciales comenzaron a utilizar autobuses eléctricos de condensadores de doble capa; Una de ellas es la ruta 11 en Shanghai. [13] En 2009, Sinautec Automobile Technologies, [14] con sede en Arlington, VA , y su socio chino, Shanghai Aowei Technology Development Company [15] están realizando pruebas con 17 autobuses Ultracap de cuarenta y un asientos que prestan servicios en el área metropolitana de Shanghai desde 2006 sin cualquier problema técnico importante. [16] A principios del próximo año se entregarán otros 60 autobuses con ultracondensadores que suministran 10 vatios-hora por kilogramo .

Los autobuses tienen rutas muy predecibles y necesitan parar regularmente, cada 5 kilómetros (3 millas), lo que permite oportunidades para recargar rápidamente. El truco consiste en convertir algunas paradas de autobús a lo largo de la ruta en estaciones de carga . En estas estaciones, un colector situado en la parte superior del autobús se eleva y toca una línea aérea de carga. En un par de minutos, los bancos de ultracondensadores almacenados debajo de los asientos del autobús están completamente cargados. Los autobuses también pueden capturar energía al frenar y la empresa afirma que las estaciones de recarga pueden equiparse con paneles solares. Una tercera generación del producto ofrecerá 32 kilómetros (20 millas) de alcance por carga o más. [12] Chariot Motors entregó un autobús de este tipo en Sofía, Bulgaria, en mayo de 2014 para una prueba de 9 meses. Cubre 23 km en 2 cargas. [17]

Sinautec estima que uno de sus autobuses tiene un coste energético de una décima parte del de un autobús diésel y puede lograr un ahorro de combustible de por vida de 200.000 dólares. Además, los autobuses utilizan un 40 por ciento menos de electricidad en comparación con un trolebús eléctrico , principalmente porque son más ligeros y tienen beneficios de frenado regenerativo . Los ultracondensadores están hechos de carbón activado y tienen una densidad energética de seis vatios-hora por kilogramo (en comparación, una batería de iones de litio de alto rendimiento puede alcanzar 200 vatios-hora por kilogramo), pero el bus de ultracondensadores también es más barato que Autobuses con batería de iones de litio, aproximadamente un 40 por ciento menos costosos y con un índice de confiabilidad muy superior. [12] [16]

También existe una versión híbrida enchufable , que también utiliza ultracaps.

Futuros desarrollos

Sinautec está en conversaciones con Schindall del MIT sobre el desarrollo de ultracondensadores de mayor densidad de energía utilizando estructuras de nanotubos de carbono alineadas verticalmente que dan a los dispositivos más superficie para mantener una carga. Hasta ahora, son capaces de obtener el doble de densidad de energía que un ultracondensador existente, pero están intentando conseguir unas cinco veces más. Esto crearía un ultracondensador con una cuarta parte de la densidad de energía de una batería de iones de litio. [18]

Los desarrollos futuros incluyen el uso de carga inductiva bajo la calle, para evitar el cableado aéreo. Se utilizaría una plataforma debajo de cada parada de autobús y en cada semáforo a lo largo del camino. [19]

Desventajas

Al igual que con otros vehículos eléctricos, el control del clima y el clima extremadamente frío debilitarán el rendimiento de los autobuses eléctricos. Además, el terreno puede plantear un desafío para la adopción de vehículos eléctricos que transporten energía almacenada en comparación con los trolebuses, que obtienen energía de líneas aéreas. Además, en comparación con los trolebuses, los autobuses eléctricos de batería tienen una menor capacidad de pasajeros porque el peso de las baterías aumenta la carga por eje en jurisdicciones donde existen límites legales de carga por eje en las carreteras. [ cita necesaria ] Incluso cuando las condiciones son favorables, los autobuses con motor de combustión interna suelen funcionar con diésel, y el diésel es relativamente económico por milla. Las altas tarifas de los servicios públicos locales (especialmente durante los períodos de máxima demanda) y los sistemas de cobro patentados plantean barreras para la adopción. [20]

Fabricantes y modelos

Uso escolar

América del norte

Bay Shore, Nueva York , nuevos autobuses escolares Blue Bird totalmente eléctricos.

En 2014, se entregó el primer autobús escolar totalmente eléctrico de modelo de producción [21] al Distrito Escolar Unificado de Kings Canyon en el Valle de San Joaquín de California. El autobús escolar Clase A fue construido por Trans Tech Bus , utilizando un sistema de control del tren motriz eléctrico desarrollado por Motiv Power Systems , de Foster City, California. El autobús fue uno de los cuatro que ordenó el distrito. La primera ronda de autobuses SST-e (como se les llama) está financiada en parte por el Programa de Mejora de la Calidad del Aire AB 118 administrado por la Junta de Recursos del Aire de California .

El vehículo Trans Tech/Motiv ha pasado todas las inspecciones y certificaciones del KCUSD y la Patrulla de Caminos de California. Aunque se utilizan algunos híbridos diésel, este es el primer autobús escolar eléctrico moderno aprobado para el transporte de estudiantes por cualquier estado.

El primer autobús escolar totalmente eléctrico del estado de California se detiene frente al edificio del capitolio de California en Sacramento.

Desde 2015, el fabricante canadiense Lion Bus ofrece un autobús escolar de tamaño completo, el eLion, con una carrocería hecha de materiales compuestos. Es una versión de producción regular que se construye y envía en volumen desde principios de 2016, con alrededor de 50 unidades vendidas hasta 2017. [22]

En febrero de 2021, había alrededor de 300 autobuses escolares eléctricos en funcionamiento en Estados Unidos. Ese mes, el condado de Montgomery, Maryland, aprobó un contrato para realizar la transición de su flota de 1.400 vehículos de autobuses escolares a autobuses eléctricos para 2035, y los primeros 25 autobuses llegarán en el otoño de 2021. [23]

La Ley de Empleo e Inversión en Infraestructura de 2021 incluyó 2.500 millones de dólares en financiación para autobuses escolares eléctricos, que se distribuirán a lo largo de cinco años. [24]

En junio de 2022, 38 estados de EE. UU. utilizaban autobuses escolares eléctricos. [25]

En septiembre de 2022, la financiación de la EPA para autobuses escolares eléctricos se duplicó, de 500 millones de dólares a casi mil millones de dólares, debido a la alta demanda. Se espera que la mejora de la calidad del aire con respecto a los autobuses escolares propulsados ​​por diésel sea útil para los niños con asma. [26] Además, se presentó la Ley BIDIRECCIONAL en el Senado de los EE. UU. para "crear un programa dedicado al despliegue de autobuses escolares eléctricos con capacidad de flujo bidireccional de vehículo a red (V2G)".

Uso de tránsito

Autoridades de tránsito que utilizan autobuses a batería u otros tipos de autobuses totalmente eléctricos, distintos de los trolebuses:

Asia

Emiratos Árabes Unidos

Los Emiratos Árabes Unidos han introducido recientemente autobuses eléctricos. Los autobuses son autobuses públicos que sirven a Dubai. [27]

Malasia

Indonesia

India

Un autobús eléctrico en Hyderabad , India

Reflejos:

Las ciudades que utilizan autobuses eléctricos incluyen:

Irán

Israel

Porcelana

BYD K8A,K9FE,C9,C8,K6,T8SA,T3 en Bengbu , Anhui , China
La flota de autobuses eléctricos de Beijing en servicio durante los Juegos Olímpicos de 2008 .

En 2016, se pusieron en servicio 156.000 autobuses al año en China. [56] A finales de 2020, estaban en funcionamiento 378.700 autobuses eléctricos, lo que representa el 53,8% del total de autobuses. [57]

Japón

Autobús comunitario "Hamurun"

Singapur

Un autobús eléctrico Yutong E12DD operado por Tower Transit Singapore

Corea del Sur

"Peanut Bus" de Seúl en el monte Namsan .

Tailandia

Un autobús eléctrico en Bangkok , Tailandia .

Katar

Mowasalat (Karwa), el sistema de transporte público del país, opera 741 autobuses eléctricos. [78]

Vietnam

VinBus en Hanoi , Vietnam 2021

Europa

Bielorrusia

El electrobús bielorruso E-433 está siendo probado en Moscú

Bélgica

La electrificación de los autobuses en Bélgica sigue una fuerte tendencia al alza:

En cuanto a los autobuses totalmente eléctricos, Bélgica solo tenía 4 en funcionamiento en 2019. [82]

Bulgaria

Pavo

Finlandia

Francia

Alemania

Gran Bretaña

Italia

Lituania

Países Bajos

Un VDL Citea Electric cargando en la estación de autobuses de West-Terschelling , Países Bajos .

Los Países Bajos tienen la mayor cantidad de autobuses eléctricos que cualquier país europeo. A finales de 2019, el número había llegado a 770, o el 15% de toda la flota holandesa de 5.236 autobuses. Se espera que esta cifra aumente hasta 1.388 a finales de 2020. En las provincias de Groningen y Drenthe el 47% de los autobuses son eléctricos, en Limburgo el 37% y en Holanda Septentrional el 31%. Los principales fabricantes son VDL (486 de los 770 existentes), Ebusco (110), Heuliez (49) y BYD (44). [102] En 2015, las autoridades holandesas de transporte público acordaron comprar únicamente autobuses libres de emisiones a partir de 2025 y hacer que toda la flota esté libre de emisiones para 2030. [103]

Ámsterdam

En diciembre de 2018, GVB encargó a VDL 31 autobuses eléctricos, con opción a 69 autobuses más. Entraron en servicio el 2 de abril de 2020 en las rutas 15, 22 y 36, y están

Los autobuses se recargan a través de un pantógrafo de 31 cargadores rápidos Heliox de 8 MW en el depósito de Garage West en Jan Tooropstraat y siete cargadores de 45 kW en la estación de Sloterdijk . [103] [104] EBS ( Egged Bus Systems ), que sirve principalmente a Waterland al norte de Ámsterdam, también ha encargado 10 autobuses eléctricos a VDL. [104]

Arnhem

Arnhem tiene la única red de trolebuses de los Países Bajos , que se inauguró en 1949 y opera 46 autobuses articulados en seis rutas.

Eindhoven

El 11 de diciembre de 2016, Hermes presentó 43 autobuses VDL de 18 metros totalmente eléctricos en Eindhoven , que recorren una distancia diaria de 400 km cada uno. En 2017, esta fue la mayor operación de autobuses totalmente eléctricos de Europa.

Haaglanden

Para su uso en su red de Haaglanden, EBS utiliza 116 autobuses eléctricos:

Róterdam

En 2018, Rotterdam encargó 55 autobuses eléctricos a VDL [104] y en 2019 obtuvo un préstamo del Banco Europeo de Inversiones para comprar 105 eléctricos y 103 híbridos más. [106]

Schiphol

Desde marzo de 2018, 100 autobuses eléctricos articulados VDL Citea operados por Connexxion prestan servicio en el aeropuerto de Schiphol . Los autobuses tienen una capacidad de batería de 170 kWh y una autonomía de 80 kilómetros. Se cargan durante el día mediante cargadores rápidos Heliox de 450 kW y tardan entre 15 y 25 minutos. Durante la noche, las cargas lentas de 30 kW tardan entre 4 y 5 horas. [107] Funcionan con energía 100% renovable , procedente de energía eólica y paneles solares en los depósitos. [108] Los autobuses sirven a dos redes diferentes:

Desde 2016, una flota de 35 autobuses BYD con batería de 12 metros ha prestado servicios de aeródromo. [109]

Utrecht

En Utrecht, Qbuzz opera autobuses eléctricos desde 2017.

Waddeneilanden

En abril de 2013, seis autobuses BYD totalmente eléctricos circulaban en la isla de Schiermonnikoog . Arriva empezó a operar 16 autobuses eléctricos en Vlieland, Ameland y Schiermonnikoog.

Polonia

Autosan Sancity 12LFE en Częstochowa

A partir de 2022 circularán en Polonia unos 700 autobuses eléctricos (sin contar los trolebuses ) de diferentes fabricantes y se prevé adquirir unos cientos más. Las flotas más grandes se encuentran en Varsovia (162 autobuses), Cracovia (78 autobuses), Poznań (59 autobuses), Jaworzno (44 autobuses) y Zielona Góra (43 autobuses). [115] Los trolebuses operan en Gdynia , Lublin y Tychy , con alrededor de 250 a 300 en servicio.

Rumania

En Rumania, además de las ciudades mencionadas anteriormente, funcionan más de 350 autobuses eléctricos en toda Rumania, y su número está aumentando. La mayoría de los autobuses eléctricos en Rumania son entregados por: Solaris (Polonia), SOR (República Checa), Karsan (Turquía), Temsa (Turquía), BYD (China), ZTE Bus en cooperación con BMC Trucks and Bus (Rumania). La lista anterior está incompleta, ya que se lanzan más licitaciones para autobuses eléctricos y siguen apareciendo más autobuses y modelos.

Rusia

Un autobús eléctrico ruso KamAZ-6282 en ruta en Moscú .
LiAZ-6274 es otro modelo común en la flota de autobuses eléctricos de Moscú .

Serbia

España

Suecia

Suiza

Sistema de transferencia de energía ABB TOSA

América del norte

Aruba

Canadá

Columbia Británica
ontario
Quebec

Estados Unidos

Línea Spokane Transit City en la estación de carga

En noviembre de 2019, los pedidos de nuevos autobuses eléctricos superaron la capacidad de fabricación. [143]

La Ley de Empleo e Inversión en Infraestructura de 2021 incluyó 2.500 millones de dólares en financiación para autobuses escolares eléctricos, que se distribuirán a lo largo de cinco años. [24] En junio de 2022, había compromisos para 12.275 autobuses escolares eléctricos en 38 estados. [144]

Un estudio de 2022 realizado por National Grid y Hitachi Energy indica que la instalación de infraestructura de carga para la electrificación de flotas requerirá actualizaciones de la red eléctrica de EE. UU. en ubicaciones específicas . [145] [146]

En 2022, había 5.269 autobuses eléctricos a batería. [147]

Las ciudades que utilizan autobuses eléctricos incluyen:

California

Desde 2000, la Junta de Recursos del Aire de California ha tenido una Regla de Flota para Agencias de Transporte Público, que exige que las agencias de transporte reduzcan las emisiones. [152] En 2018, emitió la regla Innovative Clean Transit , que requiere que todos los autobuses de tránsito nuevos comprados después de 2029 sean autobuses de cero emisiones. [153]

Long Beach, California y la Autoridad de Tránsito de Antelope Valley cargan algunos de sus autobuses en plataformas de carga inalámbricas especiales ubicadas a lo largo de las rutas de autobús. [10]

En 2019, más de 200 autobuses eléctricos estaban en servicio en California. Varios cientos de autobuses eléctricos más para California tenían pedidos atrasados. [143]

En 2023, Oakland, California, introdujo la primera flota importante de autobuses escolares eléctricos en un distrito escolar de EE. UU. Estos autobuses no sólo sirven como medio de transporte para estudiantes sino que también aportan 2,1 gigavatios-hora de electricidad al año a la red eléctrica , lo que es suficiente para alimentar entre 300 y 400 hogares. Esta iniciativa tiene particular importancia en Oakland, una comunidad donde muchos estudiantes provienen de familias de bajos ingresos que se ven desproporcionadamente afectadas por la contaminación industrial. Se prevé que los autobuses eléctricos reduzcan las emisiones de dióxido de carbono en aproximadamente 25.000 toneladas cada año, mejorando así tanto el medio ambiente como las condiciones de salud dentro de la comunidad. [154]

Costo operativo total por milla

NREL publica los resultados de la evaluación de autobuses de cero emisiones de varios operadores comerciales. NREL publicó el siguiente costo operativo total por milla: con County Connection , de junio de 2017 a mayo de 2018, para una flota de autobuses diésel de 8 vehículos, el costo operativo total por milla fue de $0,84; para una flota de autobuses eléctricos de 4 vehículos, 1,11 dólares; [155] con Long Beach Transit , para 2018, para una flota de autobuses eléctricos de 10 vehículos, $0,85; [156] y con Foothill Transit , para 2018, para una flota de autobuses eléctricos de 12 vehículos, $0,84. [157] [158]

Estados sin planes para autobuses eléctricos

En 2019, "sólo cinco estados, Arkansas, New Hampshire, Dakota del Norte, Dakota del Sur y Virginia Occidental,... [tenían] ninguna agencia de transporte que planeara operar autobuses eléctricos o autobuses de pila de combustible de hidrógeno". [143]

Oceanía

Australia

Autobús eléctrico de Interline Bus Services en Sydney , Australia
Territorio de la Capital Australiana
Nueva Gales del Sur
Queensland
El oeste de Australia
Victoria

Nueva Zelanda

Sudamerica

Brasil

Chile

Colombia

Uruguay

En 2013 Abriely importó para el operador de transporte turístico Uruguay-Argentina Buquebus un BYD K9 para una línea turística en Colonia del Sacramento . Esa línea no tuvo éxito y el autobús fue vendido en 2016 al mayor operador de autobuses de tránsito urbano y suburbano de Montevideo, CUTCSA, quien lo numeró ad [ se necesita aclaración ] el 2016 ("fuera" [ se necesita aclaración ] el 1-1136 el cubierto por las 1136 unidades del operador). En ese servicio, el autobús demostró que, si bien estaba limitado por la capacidad de la batería en las líneas más largas, podía funcionar fácilmente en las líneas más cortas; por lo que en 2020 CUTCSA adquirió 20 BYD K9 para uso en tres líneas eléctricas exclusivas [ se necesita aclaración ] :(CE1 Ciudad Vieja-Tres Cruces, en reemplazo de la línea CA1. (CE = "Centrica Electrica"; CA era "Centrica Accesible" o "Accesible Centrical") Fue [ se necesita aclaración ] la primera línea de autobús exclusiva [ se necesita aclaración ] de piso bajo en Uruguay y una tarifa más baja, E14 Ciudad Vieja-Pocitas reemplazando las 14 líneas, y, la línea DE1 Ciudad Vieja-Carrasco reemplazando a la línea D1 (D=significa Diferencial y se refiere a que es más rápido que otra línea preexistente)
En 2020 los otros tres operadores de autobuses montevideanos COETC, UCOT y COME compraron respectivamente 4, 3 y 3 Yutong E12LF (también conocido como ZK6128BEVG) para su uso en líneas no exclusivas (y en los casos de COETC y UCOT también el CE1)
En el primer semestre de 2023 CUTCSA inició las pruebas de un Higer KLQ6126GEV numerado como 2023: primero en las líneas eléctricas exclusivas, luego en múltiples líneas afiliadas a las agrupaciones de líneas conocidas como "Línea A", y finalmente en la "Interdiferencial" . " (líneas interdiferenciales compuestas por líneas diferenciales e interdepartamentales) en preparación para la adquisición de unidades eléctricas que sustituirán alrededor del 25% de la flota de 1.140 autobuses.
El 7 de mayo de 2023 Claudio Techera, reportero de la revista "Transporte Carretero", subió a su canal personal de YouTube una entrevista con Álvaro Gómez, Director de PRIMATUR, importador oficial de Yutong en Uruguay, en la que Gómez confirmó que la cooperativa COETC y la empresa COME SA habían firmado contratos para la adquisición de 10 autobuses Yutong U12 por cada operador, con la posibilidad de modificar las ventanillas laterales para facilitar la sustitución de los cristales rotos por piedras o balas. El 11 de junio, la cooperativa UCOT confirmó la compra de 10 unidades U12 tras una reunión de directores.

Ver también

Referencias

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