En 2018, el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) descubrió que los costos operativos totales por milla de una flota de autobuses eléctricos y una flota de autobuses diésel en los Estados Unidos son aproximadamente iguales.
Los primeros autobuses a batería eran en su mayoría pequeños, minibuses o midibuses. La mejora de la tecnología de baterías a partir de 2010 condujo a la aparición del autobús de batería producido en masa, que incluye unidades más pesadas, como autobuses estándar de 12,2 metros (40 pies) y autobuses articulados. China fue el primer país en introducir autobuses eléctricos de batería modernos a gran escala. En 2009, las líneas de autobuses con catenaria de Shanghai comenzaron a cambiar a autobuses con batería. [1]
En septiembre de 2010, la empresa automovilística china BYD comenzó a fabricar el BYD K9 , uno de los autobuses eléctricos más populares.
La primera ciudad que invirtió fuertemente en autobuses eléctricos fue Shenzhen , China. La ciudad comenzó a desplegar autobuses eléctricos fabricados por BYD en 2011, con el objetivo de tener una flota totalmente eléctrica. En 2017, toda la flota de Shenzhen de más de 16.300 autobuses fue reemplazada por autobuses eléctricos, la flota de autobuses eléctricos más grande de cualquier ciudad del mundo. [2]
Según Bloomberg , "China tenía alrededor del 99 por ciento de los 385.000 autobuses eléctricos en las carreteras de todo el mundo en 2017, lo que representa el 17 por ciento de toda la flota del país". Las ciudades chinas están añadiendo 1.900 autobuses eléctricos por semana. [3]
Cargando
Cargar las baterías de los autobuses eléctricos no es tan sencillo como repostar un motor diésel. Se requiere atención, monitoreo y programación especiales para hacer un uso óptimo del proceso de carga y, al mismo tiempo, garantizar el mantenimiento y la custodia adecuados de la batería. Algunos operadores gestionan estos desafíos comprando autobuses adicionales. De este modo, la carga sólo puede realizarse por la noche, lo que tiene la ventaja adicional de mitigar la tensión en la red eléctrica, ya que entonces se realiza la carga mientras que el consumo de energía en otros lugares es mínimo. Si bien se trata de una solución segura, también es muy costosa y no escalable. [4] Otra solución es garantizar que el horario diario del vehículo tenga en cuenta también la necesidad de cargar, manteniendo el horario general lo más cercano posible al óptimo. [5] Hoy en día, existen varias empresas de software que ayudan a los operadores de autobuses a gestionar su calendario de carga de autobuses eléctricos. Estas soluciones garantizan que los autobuses sigan funcionando de forma segura, sin paradas no planificadas ni molestias a los pasajeros. [5]
Los supercondensadores se pueden cargar rápidamente, lo que reduce el tiempo necesario para prepararse para reanudar el funcionamiento. [6]
La placa de carga bajada en un autobús Arriva Shires & Essex Wright StreetLite EV mientras utiliza la inducción para recargar sus baterías en la parada de autobús Wolverton Agora.
La Sociedad de Ingenieros Automotrices ha publicado la práctica recomendada SAE J3105 para estandarizar las interfaces físicas de conexión automatizadas para sistemas de carga conductiva desde 2020. [7] Para la comunicación entre el cargador y el autobús eléctrico se utiliza el mismo protocolo ISO 15118 que para la carga de turismos. Las únicas diferencias están en la potencia de carga, el voltaje y la interfaz física. [8] [9]
Se pueden integrar pantógrafos y colectores de bajos en las paradas de autobús para agilizar la recarga de los autobuses eléctricos, permitiendo utilizar una batería más pequeña en el autobús, lo que reduce la inversión inicial y los costes posteriores. [10] [11] [12] [13] [14]
Ventajas y desventajas
Ventajas
Los autobuses eléctricos a batería ofrecen el potencial de generar cero emisiones, además de un funcionamiento mucho más silencioso y una mejor aceleración en comparación con los autobuses tradicionales. También eliminan la infraestructura necesaria para una conexión constante a la red y permiten modificar las rutas sin cambios de infraestructura, a diferencia de un trolebús . Por lo general, recuperan la energía de frenado para aumentar la eficiencia mediante un freno regenerativo . Con un consumo de energía de aproximadamente 1,2 kW⋅h/km (4,3 MJ/km; 1,9 kW⋅h/mi), el coste de propiedad es menor que el de los autobuses diésel. [15] [16]
Desventajas
A partir de 2016, los autobuses a batería tienen menos autonomía, mayor peso y mayores costes de adquisición. La reducida infraestructura de líneas aéreas se compensa con los costes de infraestructura para recargar las baterías. Además, el peso adicional de las baterías en un autobús eléctrico significa que tienen una capacidad de pasajeros menor que los trolebuses en jurisdicciones donde existe un límite legal sobre las cargas por eje en las carreteras. Los autobuses a batería se utilizan casi exclusivamente en zonas urbanas y no para transportes de larga distancia. El transporte urbano presenta intervalos relativamente cortos entre las oportunidades de cobro. Se puede realizar una recarga suficiente en 4 a 5 minutos (250 a 450 kW [340 a 600 hp]), generalmente por inducción o catenaria . [15] Finalmente, al igual que con otras alternativas eléctricas a los motores de combustible fósil, los autobuses eléctricos de batería no son una verdadera solución de cero emisiones si la red eléctrica de la que dependen para cargar no está libre de fuentes de energía de combustibles fósiles. Las baterías de litio también pueden contribuir a la contaminación ambiental en todo el mundo donde se realiza la extracción de litio . [ cita necesaria ]
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; [17] con Long Beach Transit , para 2018, para una flota de autobuses eléctricos de 10 vehículos, $0,85; [18] y con Foothill Transit , para 2018, para una flota de autobuses eléctricos de 12 vehículos, $0,84. [19] [20]
Ejemplos
Asia
La flota de autobuses con batería más grande se encuentra en Shenzhen, China , con más de 16.000 autobuses. [2]
En 2015, BYD planeó lanzar el primer autobús de dos pisos con batería. [21]
En Gumi, Corea del Sur, en 2013 se modificó un tramo de carretera para permitir la carga inductiva durante la conducción. La tecnología se iba a probar con dos autobuses eléctricos. [22]
En 2015, BYD pretendía vender 6.000 de sus autobuses en todo el mundo. [23] BYD es líder mundial en la venta de vehículos eléctricos. [24]
En Irán, en 2021, el primer autobús eléctrico fabricado por Parsan Electrical Bus Manufacturing Company con la marca SHETAB. [25] [26]
En 2011, el fabricante de autobuses Contract Cobus Industries de Wiesbaden anunció el Cobus 2500e.
En otoño de 2012, el fabricante checo Inmod suministró un vehículo de 8 metros de largo (26 pies), 22 asientos, 35 lugares para estar de pie y una autonomía de 160 a 170 kilómetros (99 a 106 millas) por día, hasta 220 a 260 km ( 140 a 160 millas) se pueden ampliar. El autobús se recarga con un cargador rápido dos veces al día durante una hora. Su velocidad máxima es de 80 km/h (50 mph). [27]
A partir de 2012, Wiener Linien utiliza autobuses eléctricos en las rutas de autobús 2A y 3A. Se cargan al usuario final mediante un pantógrafo, que se aplica sobre piezas cortas de catenaria. Estos son alimentados por la catenaria del tranvía. Los coches tienen una autonomía de alrededor de 150 kilómetros (93 millas). [28]
En mayo de 2013, un autobús a batería comenzó a circular entre el aeropuerto y Palexpo en Ginebra, Suiza . Este autobús se puede cargar parcialmente en 15 segundos. Al final de la línea, el proceso de carga dura de tres a cuatro minutos. El proyecto costó cinco millones de francos. [29]
En diciembre de 2013, los autobuses eléctricos BYD Auto entraron en servicio en Londres en dos rutas. [30]
Regional Transport Ruhr-Lippe GmbH (RLG) (Alemania) comenzó a operar un minibús eléctrico como Quartierbus en mayo de 2013. La autonomía del vehículo es de aproximadamente 120 kilómetros (75 millas). La recarga tarda unas tres horas cuando está completamente descargada. La recarga consume más de 1,5 horas durante la pausa del almuerzo. [31]
En 2013, los autobuses a batería entraron en servicio en los Países Bajos. [32]
En Alemania, en 2013 se realizaron pruebas con autobuses a batería en Bremen y Bonn. [32]
En Braunschweig los autobuses a batería entraron en servicio regular a finales de 2013. El proyecto "Emil" (Medios de electromovilidad con carga inductiva) utiliza carga inductiva. [33] [34] Tanto los vehículos como las estaciones de carga fueron desarrollados con Bombardier . [35]
Dresdner Verkehrsbetriebe, junto con el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Transporte e Infraestructura, comenzaron a probar autobuses con batería el 3 de noviembre de 2014. [36] El 17 de junio de 2015 comenzó el servicio de pasajeros en la primera ruta en Sajonia. Una parada de cuatro minutos en la última parada proporciona carga suficiente, con un cargador de alta potencia para precalentar el habitáculo. [37]
La empresa de transporte público de Munich comenzó a probar autobuses con batería en 2008. Se esperaba que los experimentos con vehículos Ebusco alcanzaran una autonomía de 300 km (190 millas) utilizando baterías de fosfato de hierro y litio . [38]
En Pinneberg, las pruebas comenzaron en 2014. [39]
En septiembre de 2015 entraron en servicio en Berlín cuatro autobuses a batería . El Solaris Urbino 12 carga por inducción en la última parada. [40] [41]
En julio de 2015, Schleswig-Holstein Rendsburg compró un autobús de batería Sileo con una autonomía de 200 km por 450.000 euros. El autobús no cobra durante el funcionamiento y puede funcionar durante medio día. El autobús se carga mediante un sistema fotovoltaico en el tejado. [42]
En la prueba de Bonn entró en servicio regular en 2013. La autonomía es de al menos 200 km (120 mi). [43]
Botosani, Rumania, planeó que el transporte público funcionara totalmente eléctricamente. a un coste de conversión de 20 millones de euros. [44]
En 2022, hay más de 1.000 autobuses eléctricos funcionando en Moscú . [47] Esta es la flota de autobuses eléctricos más grande de Europa, por delante de la flota de Londres de alrededor de 950 autobuses. [45]
En California se utilizan autobuses escolares con batería desde finales de octubre de 2013 debido a sus costes operativos significativamente más bajos. [48] En Hamburgo, los autobuses a batería Rampini entraron en servicio en 2014 en la línea 48. [49] [50]
El Departamento de Transporte de California contrató a la Autoridad de Tránsito de Antelope Valley (AVTA) para cambiar sus autobuses a 85 autobuses con batería BYD con un alcance de al menos 160 millas (260 km). Los modelos incluyen un autobús de tránsito de piso bajo de 40 pies (12,19 m), un autobús articulado de piso bajo de 60 pies (18,29 m) y un autobús de cercanías de 45 pies (13,72 m). Se esperaba que el ahorro fuera de 46.000 dólares (41.300 euros) por autobús al año. [51] [52]
Capital Metro , que presta servicios en Austin , Texas , comenzó la conversión de su flota de autobuses (alrededor de 450 vehículos) en 2019. Actualmente hay 12 autobuses en la carretera, compuestos por flotas fabricadas por New Flyer y Proterra. [53]
Ver también
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con autobuses que funcionan con baterías .
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