Cuatro combustibles alternativos para las empresas de transporte

Tanto los cargadores como los transportistas tienen mucho que considerar a la hora de diversificar su combinación de energía para el transporte. Se trata de un acto de equilibrio en el que se sopesan muchos factores, como la inversión de capital, los costes energéticos, el consumo de energía, la infraestructura disponible y los objetivos individuales de sostenibilidad, así como una serie de combustibles alternativos para el transporte.

El diésel sigue representando el 93% de la cuota de mercado del transporte y, aunque es probable que siga siendo el combustible estándar para el transporte pesado en un futuro próximo, las energías alternativas son cada vez más viables. En la aplicación correcta, las alternativas pueden ser operativas para las flotas de hoy y cada una ofrece beneficios potenciales, mientras que también presenta obstáculos a superar.

Desde los vehículos eléctricos hasta el gas natural, los avances en la tecnología de transporte más sostenible están en el horizonte, y la industria es increíblemente optimista acerca de esta diversificación a medida que nos ramificamos en alternativas de combustible para el futuro.

4 tipos de energías alternativas para el transporte

Un análisis más detallado de los cuatro tipos principales de energías alternativas para el transporte pesado ayudará a los cargadores a tomar las mejores decisiones para la estrategia de su organización.

• Biodiésel y diésel renovable
• Gas natural
• Batería eléctrica
• Pila de combustible de hidrógeno

Biodiésel y diésel renovable

El biodiésel y el diésel renovable son dos de las energías alternativas más utilizadas en el transporte comercial. Ejemplos de mezclas comunes de biodiésel y biocombustibles que se ven en la mayoría de las estaciones de servicio incluyen E10, B5 y B2. Además, el B20 es una mezcla de biodiésel que es requerida en Minnesota durante los meses de verano. El proceso de hidrotratamiento, que se utiliza habitualmente en las refinerías de petróleo, crea un producto casi idéntico al gasóleo convencional.

Oportunidades y retos del biodiésel y el gasóleo renovable:

El aspecto más limitante del biodiésel (y otros biocombustibles avanzados) es que sólo se utilizan para mezclas. El biodiésel puro no puede utilizarse en temperaturas más frías porque puede cristalizarse y gelificarse, dañando potencialmente el motor de un camión. Por esta razón, la mayoría de los principales fabricantes de motores anulan las garantías si se utiliza una mezcla superior al 20% en un motor diésel.

La mayor ventaja del diésel renovable es que puede sustituir directamente al diésel tradicional en los motores diésel comunes. Sin embargo, el coste de producción es elevado, lo que impide un uso más generalizado en la industria.

Beneficios para la sostenibilidad del biodiésel y el gasóleo renovable:< 

Tanto el biodiésel como el gasóleo renovable son combustibles no fósiles fabricados a partir de residuos orgánicos como el aceite vegetal y las grasas animales.

El biodiésel y los biocombustibles dominan actualmente las alternativas al diésel a escala nacional debido a los requisitos de mezcla a nivel estatal. Además, el gobierno federal fomenta la adopción de combustibles alternativos, especialmente en el transporte, a través del programa Renewable Fuel Standard (RFS). Con la intención de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de forma alcanzable y escalable, este programa exige la mezcla progresiva de combustibles fósiles con combustibles alternativos. El biodiésel y el gasóleo renovable son los más comunes.

A medida que el gobierno aumente los requisitos mínimos de mezcla cada año, la cuota de mercado existente se difundirá entre una mezcla más amplia de tipos de combustible. RFS es también la razón por la que el etanol se encuentra en la gasolina que alimenta su coche o vehículo personal. 

La mayor parte de la energía renovable, incluido el gasóleo, se vende en California, donde la legislación adicional Low Carbon Fuel Standard (LCFS)< del estado la hace competitiva con los precios del gasóleo tradicional. El gasóleo renovable puro emite un 60% menos de emisiones durante su ciclo de vida que el gasóleo tradicional, lo que lo convierte en una opción atractiva desde el punto de vista de las emisiones. El coste de producción, sin embargo, hace que sea un reto adoptarlo de forma singular en todas las flotas.

Gas natural

El gas natural puede encontrarse en varias formas -comprimido y licuado- y la materia prima determinará su impacto en la sostenibilidad, refiriéndose en gran medida al gas natural renovable.

El gas natural comprimido (GNC) se utiliza en vehículos de consumo desde hace décadas, pero está ganando cuota de mercado en el sector del transporte pesado. El combustible en sí ofrece un precio bajo y estable y unas emisiones reducidas en comparación con el gasóleo. 

El gas natural licuado (GNL) es menos popular que la forma condensada del gas natural porque debe reducirse a temperaturas muy bajas. Esto encarece su producción, almacenamiento y transporte. También emite niveles más altos de gases de efecto invernadero a través de este proceso de enfriamiento, lo que hace que sus beneficios medioambientales sean menores. El gas natural renovable (GNR) es químicamente igual que el gas natural convencional, pero se obtiene a partir de materias primas renovables, como residuos animales, gases de vertedero y materia orgánica en descomposición. Esto es importante por su intensidad de carbono. En algunos casos, sobre todo en el de los residuos lácteos, elimina las emisiones de carbono en su ciclo de vida de producción y consumo.

El GNC y el GNR comparten la misma red de gasoductos y los mismos usos finales. Una vez refinado hasta su forma final, ambos son indistinguibles, por lo que comprender el ciclo de vida de esta fuente de energía se convierte en un imperativo para comprender la intensidad global del carbono. 

Oportunidades y retos del GNC en el transporte:

Una de las ventajas del GNC es que experimenta una volatilidad de precios mucho menor que el gasóleo. Normalmente, cuando un cargador reembolsa a un transportista por el GNC, el reembolso se basa en un precio fijado a principios de cada mes.  El gas natural es muy abundante en los EE.UU. debido al auge del esquisto, que dio lugar a un aumento de la producción nacional de petróleo y gas. El suministro de gas natural que se produce actualmente es tan importante que algunos productores de petróleo deben quemar el exceso de suministro debido a la falta de capacidad de los gasoductos.

Uno de los mayores retos a los que se enfrenta la adopción del GNC como combustible alternativo en el transporte es que se compara directamente con el gasóleo. Cuando los precios del gasóleo son bajos resulta más rentable que el GNC. Además, los vehículos de combustible alternativo que funcionan con gas natural requieren diferentes motores y estaciones de servicio que los camiones diésel, lo que significa que la inversión inicial es significativa.

El GNC proporcionó ahorros de costes de alrededor de 1 dólar por galón con respecto al diésel antes de que el mercado del crudo se desplomara a finales de 2014. Esto fue cuando el precio del petróleo estaba por encima de 100 dólares el barril.

El reciente entorno de precios bajos del gasóleo, sin embargo, hace que repostar camiones con gasóleo sea más ventajoso económicamente. Si el precio del petróleo vuelve a subir, el GNC se posiciona como uno de los combustibles alternativos más prácticos si todos los demás factores se alinean.

Como hemos señalado en nuestro artículo La viabilidad del GNC en la cadena de suministro, la infraestructura para el gas natural sigue expandiéndose, aunque lentamente. A pesar de ello, la estabilidad de los precios continuará haciendo que sea una opción atractiva cuando se implemente en los casos de uso adecuados.

Beneficios de sostenibilidad del GNC:< 

El GNC se quema de forma mucho más limpia emitiendo menos gases de efecto invernadero (GEI) que la gasolina o el diesel en el punto de combustión. Sin embargo, sigue siendo un combustible fósil, y la mayor parte proviene de operaciones de perforación a gran escala, lo que deja una gran huella de carbono. El GNR es una opción de energía renovable para el consumo de gas natural porque se fabrica a partir de materia orgánica, incluidos los residuos de los vertederos y del ganado.

Las emisiones del ciclo de vida cobran mayor importancia porque el proceso de producción del GNR reutiliza gases de metano que, de otro modo, se liberarían a la atmósfera. En última instancia, esto hace que el impacto global del GNR sea neto-cero, y a veces neto-negativo, en términos de emisiones. 

Los programas que aprovechan los incentivos federales y estatales pueden mejorar su viabilidad financiera. California está a la cabeza en la utilización del GNR como combustible para el transporte, con normativas e incentivos que lo hacen más competitivo en costes con el gasóleo.

Batería eléctrica

Los vehículos eléctricos alimentados por batería (BEV) superarán al GNC en viabilidad si la tecnología sigue avanzando.

En el momento de redactar este informe, los BEV aún no han ganado terreno en las aplicaciones para vehículos pesados. Importantes pedidos anticipados están señalando el comienzo de un cambio en la industria del transporte. Por ejemplo, UPS ha encargado 950 camiones de reparto eléctricos Workhouse. También incluye reservas de los principales transportistas de bienes de consumo envasados (CPG), minoristas y transportistas de servicio pesado, Clase 8, camiones eléctricos de batería, como el Tesla semi.

Disruptores del mercado como Tesla y Nikola están siendo recibidos por puntales de la industria como Daimler y Volvo para desarrollar los BEV del mercado de transporte de mercancías del mañana. Algunas de estas empresas han anunciado que se espera que estos camiones eléctricos de batería estén disponibles y se incorporen a las cadenas de suministro de transporte entre 2020 y 2022.

Oportunidades y desafíos de los vehículos eléctricos en el transporte comercial:

El futuro de los BEV parece brillante, una vez que estas tecnologías se adopten en la cadena de suministro general.

Los principales beneficios de los BEV incluyen una mayor eficiencia energética y beneficios de costes a largo plazo debido a los menores costes de energía en comparación con el diesel. La potencia y el rendimiento podrán competir directamente con los sistemas de propulsión diésel, una característica que aún no comparte ningún otro tipo de energía. 

Las emisiones del tubo de escape se reducirán a cero, lo que los hará muy atractivos para las zonas urbanas congestionadas. Además, las emisiones del ciclo de vida seguirán mejorando a medida que la red energética estadounidense se aleje de los combustibles fósiles.

A pesar de las importantes estaciones de carga rápida de corriente continua, el mayor obstáculo para los BEV es la falta de infraestructuras para vehículos pesados. Por este motivo, los transportistas con más probabilidades de aprovechar las ventajas de los camiones eléctricos son los que disponen de flotas privadas con carriles específicos. 

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Estos transportistas podrían invertir en infraestructura de carga in situ o a lo largo de rutas específicas. Los vehículos eléctricos también pueden operar dentro de los límites de la ciudad en rutas repetitivas como el transporte urbano, dejando a los camiones diésel en trayectos más largos por todo el país.

Las limitaciones en la autonomía de carga de las baterías agravan aún más este reto. Las baterías son muy pesadas. Los camiones tienen restringida su capacidad de carga, por lo que no resulta atractivo renunciar a un camión completo por una cadena cinemática electrificada.

Además, la tecnología de las baterías está limitada por el tiempo y la autonomía. Una vez que está completamente cargada, su autonomía se sitúa en torno a las 200 millas. La mayoría de los envíos de larga distancia son de 1.000 millas o más. Por cada minuto que un camión no está en movimiento gana 0 dólares, por lo que el tiempo de inactividad y las paradas frecuentes son poco atractivas en la mayoría de las cadenas de suministro.

Podríamos ver cómo las empresas de servicios públicos, las multinacionales de la energía y los fabricantes de vehículos eléctricos, como BYD, Tesla y Daimler, construyen estaciones para apoyar su red específica de camiones.

Beneficios para la sostenibilidad de los camiones eléctricos:

La normativa y los incentivos de California sobre emisiones de gases de efecto invernadero están allanando el camino para esta energía alternativa. A principios de 2020, Anheuser-Busch compró el camión BYD número 100 de la clase 8 totalmente eléctrico a batería en EE.UU. Esto se une a su red de más de 20 vehículos eléctricos para reducir las emisiones de carbono en su cadena de suministro de transporte.

La electricidad es muy prometedora para los transportistas que buscan opciones sostenibles. Sin embargo, medir los verdaderos beneficios de sostenibilidad de los camiones eléctricos es complicado. Deben tenerse en cuenta las emisiones de todo el ciclo de vida y, más concretamente, la fuente de energía para crear la electricidad.

Por ejemplo, la electricidad generada a partir de plantas de carbón sigue emitiendo cantidades significativas de GEI a la atmósfera, en comparación con la electricidad derivada de una turbina eólica. Esto será cada vez más relevante a medida que la tecnología prolifere en toda la industria, y los informes y la eliminación de las emisiones de carbono estén más regulados.

Pila de combustible de hidrógeno

Los vehículos eléctricos de pila de combustible de hidrógeno (FCEV) son similares a los camiones eléctricos porque ambos son vehículos alimentados por baterías, pero la fuente de energía diferencia a los dos. Estos vehículos pesados utilizan una pila de combustible que combina hidrógeno puro y oxígeno para producir electricidad que alimenta la batería del camión. Los fabricantes más conocidos de este tipo de transporte son Nikola y Toyota.

Lea una entrevista que Breakthrough mantuvo con Nikola sobre el futuro de la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno, aquí. 

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Oportunidades y retos de la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno:

El precio es el mayor reto al que se enfrenta la adopción de las pilas de combustible de hidrógeno como fuente de energía alternativa. La energía para alimentar el camión es cara y puede no tener sentido financiero para la mayoría de los cargadores y transportistas hoy en día. El hidrógeno es caro y difícil de procesar, y aún más caro de transportar. Sin embargo, a medida que surja una nueva tecnología de baterías, es posible que el precio baje y se convierta en una opción más atractiva.

La mayor ventaja que tienen los camiones de pila de combustible de hidrógeno sobre otras opciones eléctricas es la autonomía. Se espera que los vehículos eléctricos tengan una autonomía máxima de 100 a 300 millas con una sola carga, aunque Tesla afirma que sus semirremolques eléctricos tienen una autonomía de 600 millas. Por otro lado, Nikola afirma que sus camiones de pila de combustible de hidrógeno pueden recorrer más de 1.000 millas de una sola vez. Los vehículos de pila de combustible de hidrógeno se enfrentan a una batalla aún más cuesta arriba que los eléctricos en términos de infraestructura. Aunque los camiones de hidrógeno necesitarán menos recargas debido a su mayor autonomía, siguen necesitando estaciones específicas de abastecimiento de hidrógeno. En 2019, solo había 40 estaciones públicas de hidrógeno en Estados Unidos y la mayoría de ellas se encuentran en California.

Beneficios del hidrógeno para la sostenibilidad:< 

La conversión del gas de hidrógeno en electricidad es relativamente limpia si se tienen en cuenta las emisiones del tubo de escape. El hidrógeno gaseoso sólo produce calor y agua. A pesar de esta emisión limpia, la producción de hidrógeno plantea problemas de sostenibilidad.

Algunas producciones de hidrógeno se basan en combustibles fósiles y en un proceso termoquímico conocido como reformado de metano al vapor. Estos procesos emiten gases de efecto invernadero, por lo que cada vez es más importante tener en cuenta las emisiones del ciclo de vida de las fuentes de combustible alternativas para garantizar unas prácticas realmente sostenibles en la cadena de suministro.

La alternativa es utilizar hidrógeno renovable, mediante la electrólisis de moléculas de agua y microbios productores de hidrógeno. Pero esta tecnología todavía tiene un uso limitado y los procesos son caros.

¿Cuál es su estrategia de combustibles alternativos?

Decidir qué tipos de combustibles alternativos son las opciones adecuadas para su estrategia de transporte puede reducirse a los valores fundamentales de su organización. Si hace hincapié en la sostenibilidad y quiere ser una marca ecológica y con visión de futuro, sea uno de los primeros en adoptarlos. Si se compromete a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, es posible que los precios de la energía suban hasta que la tecnología y los métodos se generalicen. También es más probable que esté a la vanguardia de un sector que cambia rápidamente.

Los mayores retos para todos los cargadores y transportistas son los costes y las complicaciones de cambiar del gasóleo a combustibles alternativos, pero es posible. La diversificación de las carteras energéticas aporta flexibilidad a los transportistas y favorece una cadena de suministro ágil. Establecer asociaciones estratégicas con transportistas y proveedores de energía puede aumentar la viabilidad financiera y el éxito del programa a largo plazo. A medida que los gobiernos, las organizaciones y los consumidores sigan dirigiendo su mirada hacia un futuro de energía limpia con objetivos de emisiones más estrictos, los transportistas deben esperar y prepararse para un futuro de combustibles alternativos.