Alimentar el futuro: Energía alternativa para el 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 intervienen varios factores, como la inversión de capital, el coste del consumo, la infraestructura disponible y los objetivos de sostenibilidad.

Aunque es probable que el gasóleo tradicional siga siendo el combustible estándar elegido para el transporte pesado en un futuro próximo, otras formas de energía se están convirtiendo poco a poco en opciones más viables. Cada una de ellas ofrece ventajas potenciales y obstáculos que superar.

En su artículo sobre los retos de las energías alternativas en el transporte, El Director de Conocimiento Aplicado de Breakthrough, Brett Wetzel, señala que la industria ha llegado a un punto en el que muchos están esperando y observando cómo los pioneros dan los primeros pasos en el espacio de las energías alternativas. El mercado tiene mucho trabajo por hacer para superar los retos del coste de entrada, las limitaciones de infraestructura y la falta de concienciación, así como la necesidad de normalización.

Un informe de 2018 de la Agencia Internacional de la Energía (AIE) descubrió que, aunque se espera que la adopción de energías renovables en el sector del transporte crezca un 19% entre 2018 y 2023, el transporte va a la zaga de los sectores de la electricidad y la calefacción, con la penetración más baja de energías renovables.

En la conferencia Breakthrough's 2018 Mercury Group, observamos datos que muestran que el transporte superó a la generación de energía por ser la industria más intensiva en carbono en 2016. Históricamente, la dependencia del carbón del sector eléctrico lo convirtió en una de las industrias más dañinas y "sucias" en términos de uso de energía. En los últimos años, sin embargo, el sector eléctrico ha reducido significativamente su huella de carbono, mientras que el transporte sigue dependiendo en gran medida de los productos refinados del petróleo crudo, otro nicho de fuentes de energía famosamente sucias. Ahora le toca al transporte seguir los pasos de la energía y buscar formas de reducir las emisiones.

Wetzel afirma que, en medio de todo el optimismo que rodea a los avances en transporte sostenible, los actores del sector deben trabajar juntos para despejar el camino hacia el uso de energías alternativas.

"El sector del transporte debe afrontar estos retos de forma colectiva para proliferar la adopción de diversos tipos de energía."

Echar un vistazo más de cerca a cuatro tipos principales de energías alternativas ayudará a los cargadores a identificar las estrategias que tienen más sentido para la estrategia de transporte de su organización.

1.  Biodiesel, Diesel Renovable

El gobierno federal fomenta la adopción de combustibles alternativos, específicamente en el transporte, a través del programa Renewable Fuel Standard (RFS). Este programa exige la mezcla de combustibles alternativos -como el gasóleo renovable, el biodiésel, el etanol y el gas natural renovable (del que hablaremos más adelante)- con los suministros de combustibles fósiles, para reducir progresivamente las emisiones de gases de efecto invernadero.

A medida que el gobierno aumenta los requisitos mínimos de mezcla cada año, la cuota de mercado existente se difunde entre una mezcla más amplia de tipos de combustible. La idea que subyace a este programa es promover la adopción gradual de nuevas energías en lugar de imponerlas de golpe. El RFS es también la razón por la que el etanol se encuentra en la gasolina que alimenta su coche o vehículo personal. Descubra más información sobre el programa RFS en el blog de Breakthrough.

E10, B5 y B2 son ejemplos de mezclas de biodiésel y biocombustible habituales en la mayoría de las estaciones de servicio. Además, el B20 es una mezcla de biodiésel que se requiere en Minnesota durante los meses de verano.

El diésel renovable se deriva de los mismos tipos de materias primas que el biodiésel. El proceso de hidrotratamiento, utilizado habitualmente en las refinerías de petróleo, crea un producto casi idéntico al gasóleo convencional.

Oportunidades y retos:< El aspecto más limitante del biodiésel y otros biocombustibles avanzados similares 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 y utilizarse en motores diésel comunes, pero el coste de producción es elevado, lo que impide un uso más generalizado en toda la industria.

Sostenibilidad:

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, lo que los convierte en tipos de combustible más sostenibles en comparación con los productos refinados de petróleo crudo tradicionales.

El biodiésel y los biocombustibles dominan actualmente las alternativas al diésel a escala nacional debido a los requisitos de mezcla a nivel estatal y al programa estándar de combustible renovable. La mayor parte del gasóleo renovable se vende en California, donde la norma estatal de combustibles bajos en carbono lo hace competitivo 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 del gasóleo renovable, así como el de otros combustibles alternativos, es cada vez más asequible a medida que las nuevas normativas e incentivos crean un panorama competitivo.

2.  Gas Natural

El gas natural comprimido (GNC) fue una de las principales alternativas en los vehículos de consumo hace décadas, pero ha seguido ganando cuota de mercado en el espacio de transporte pesado en los últimos tiempos. El gas natural licuado (GNL) es menos popular que la forma condensada del gas natural porque hay que llevarlo a temperaturas muy bajas para licuarlo, lo que encarece su producción, almacenamiento y transporte. También emite niveles más altos de gases de efecto invernadero a través de este proceso de enfriamiento, por lo que sus beneficios medioambientales son menores. El gas natural renovable (GNR) es químicamente igual que el gas natural convencional, pero se obtiene de fuentes renovables, como residuos animales, gas de vertedero y materia orgánica en descomposición. Esto es importante debido a su intensidad de carbono: en algunos casos, sobre todo en el de los residuos lácteos, elimina las emisiones de carbono en su ciclo de producción. El GNC y el GNR comparten la misma red de gasoductos y los mismos usos, por lo que una vez refinados hasta su forma final son indistinguibles, pero comprender el ciclo de vida de esta fuente de energía resulta imprescindible para entender la intensidad global del carbono.Para saber más sobre las emisiones del ciclo de vida, consulte nuestro artículo sobre lo que los transportistas deben saber sobre el LCFS.

Los vehículos que funcionan con gas natural requieren motores y estaciones de servicio diferentes a los de los camiones diésel, lo que significa que la inversión inicial es significativa.

Vea nuestro artículo,

Gas Natural | Energía Alternativa 101< para un desglose completo del GNC frente al GNL y una visión más profunda de esta fuente de combustible.

Oportunidades y Retos:< Uno de los beneficios del GNC es que experimenta mucha menos volatilidad de precios que el diesel. 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 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 es que se compara directamente con el gasóleo porque éste ha sido el estándar de la industria.   En los últimos meses, los precios del gasóleo eran bajos< lo que lo convertía en una opción más rentable que el GNC. Antes de que el mercado del crudo cayera en picado a finales de 2014, cuando el precio del petróleo superaba los 100 dólares el barril, el GNC proporcionaba un ahorro de costes de alrededor de 1 dólar por galón respecto al diésel con una estrategia bien gestionada. El reciente entorno de precios bajos del gasóleo, sin embargo, hace que repostar camiones con gasóleo sea más ventajoso económicamente. Si, y cuando, el precio del petróleo vuelva a subir, el GNC está posicionado para ser 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 creciendo, sin embargo este crecimiento se ha ralentizado año tras año desde 2014. A pesar de ello, la estabilidad de precios en curso lo convierten en una opción atractiva cuando se implementa en los casos de uso correctos.

Sostenibilidad:< El GNC se quema mucho más limpio al emitir menos emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) que el diésel en el punto de combustión. Sin embargo, sigue siendo un combustible fósil, y la mayor parte proviene de operaciones de perforación a gran escala, que tienen una gran huella de carbono. El GNR es una opción renovable para el consumo de gas natural, pero su coste de producción sigue siendo elevado. El GNR, también conocido como biometano, es un biocombustible avanzado fabricado a partir de materia orgánica, incluidos los residuos de vertederos y de la ganadería. Los programas que aprovechan los incentivos federales y estatales pueden mejorar su viabilidad financiera. Las emisiones del ciclo de vida son más importantes para el GNR porque su proceso de producción reutiliza los gases de metano, que de otro modo se liberarían a la atmósfera.

California está a la cabeza en la utilización del GNR como combustible para el transporte, con normativas e incentivos para implantar tecnología que lo haga más competitivo en costes con el combustible diésel.

3. Batería eléctrica

Aunque el GNC puede ser la opción de energía alternativa más viable para el transporte de larga distancia por carretera en la actualidad, los vehículos eléctricos alimentados por baterías (BEV) también están apareciendo en los titulares y podrían ser la opción más prometedora si la tecnología sigue avanzando.

En el momento de escribir este artículo, los BEV aún no se han generalizado en aplicaciones de transporte pesado, pero los principales pedidos anticipados en la industria del transporte señalan el comienzo de un cambio. Entre estas compras se incluye el pedido de 950 camiones de reparto eléctricos Workhouse por parte de UPS y las reservas de camiones eléctricos de batería de clase 8 para cargas pesadas, como los semirremolques Tesla, por parte de los principales transportistas, minoristas y transportistas de bienes de consumo envasados (CPG).

Los disruptores del mercado como Tesla y Thor están siendo recibidos por los pilares de la industria como Daimler y Cummins 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 a finales de 2019 o principios de 2020.

Oportunidades y desafíos:< 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 son el aumento de la eficiencia energética y las ventajas económicas a largo plazo, gracias al menor coste de la energía en comparación con el gasóleo. La potencia y el rendimiento podrán competir directamente con los sistemas de propulsión diésel, una característica que aún no comparten otros tipos de energía. Por último, las emisiones del tubo de escape se reducen a cero, lo que los hace muy atractivos para las zonas urbanas congestionadas, y las emisiones del ciclo de vida seguirán mejorando a medida que la red energética de EE.UU. continúe alejándose de los combustibles fósiles.

El mayor obstáculo para los BEV es la falta de infraestructura. Por este motivo, los transportistas con más probabilidades de aprovechar las ventajas de los camiones eléctricos son los que disponen de flotas privadas que circulan por carriles específicos. Estos transportistas podrían invertir en infraestructuras de recarga in situ o a lo largo de rutas específicas. Otra posible estrategia es utilizar vehículos eléctricos dentro de los límites de la ciudad para rutas repetitivas como el transporte urbano, mientras que los camiones diésel siguen transportando mercancías en trayectos de mayor longitud (LOH) por todo el país.

Puede que la infraestructura sea escasa, pero las limitaciones en la autonomía de carga de las baterías agravan este problema. Las baterías son extremadamente 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 tarda demasiado tiempo en cargarse y, una vez que están completamente cargadas, su autonomía no es suficiente para la mayoría de los envíos de larga distancia: sólo garantizan una autonomía de unas 300 millas, en comparación con los recorridos OTR tradicionales de 1.000 millas o más. Por cada minuto que un camión no está en movimiento gana 0 dólares, por lo que ese tiempo de inactividad -y las frecuentes paradas- son poco atractivas en la mayoría de las cadenas de suministro. Con el tiempo, podríamos ver a empresas de servicios públicos, multinacionales de la energía y fabricantes de vehículos eléctricos, como Tesla, construyendo estaciones para apoyar su red específica de camiones.

Sostenibilidad:< Las regulaciones e incentivos de California sobre emisiones de GEI están allanando el camino para esta energía alternativa también. A finales de 2018, Anheuser-Busch, un importante productor de cerveza, anunció sus planes de añadir cuarenta camiones Tesla totalmente eléctricos a su flota como parte de sus esfuerzos para reducir las emisiones de carbono.

La electricidad como energía alternativa es muy prometedora para los cargadores que buscan opciones sostenibles, ya que se eliminan las emisiones de carbono del tubo de escape. Sin embargo, la medición de los verdaderos beneficios de sostenibilidad de los camiones eléctricos se complica porque también hay que considerar las emisiones del ciclo de vida, y más específicamente cómo se produjo la energía para crear la electricidad. Por ejemplo, la electricidad generada a partir de centrales de carbón sigue emitiendo cantidades significativas de GEI a la atmósfera, en comparación con la electricidad derivada de un aerogenerador. Esto será cada vez más relevante a medida que la tecnología prolifere en toda la industria, y la notificación y eliminación de las emisiones de carbono esté más regulada.

4.  Pila de combustible de hidrógeno

Los vehículos eléctricos de pila de combustible de hidrógeno (FCEVs) son similares a los camiones eléctricos porque ambos funcionan con baterías, sin embargo, la fuente de energía, diferencia a los dos. Estos vehículos pesados utilizan una pila de combustible para combinar hidrógeno puro y oxígeno que, a su vez, produce electricidad para alimentar la batería del camión. Los fabricantes más conocidos de este tipo de transporte son Nikola y Toyota.

Oportunidades y retos:< 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 propulsar el camión es cara y puede no tener sentido desde el punto de vista financiero para la mayoría de cargadores y transportistas. 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 a la vez, lo que los convierte en una opción atractiva y energéticamente eficiente para trayectos largos.

La tecnología de pila de combustible de hidrógeno se enfrenta a una batalla aún más cuesta arriba que la eléctrica 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 2018, sólo había 40 estaciones públicas de hidrógeno en EE.UU. y todas ellas están en California.

Sostenibilidad:< Convertir el gas de hidrógeno en electricidad es relativamente limpio si se tienen en cuenta las emisiones del tubo de escape. El uso de hidrógeno gaseoso sólo produce calor y agua como subproductos. A pesar de estas emisiones limpias, la producción de hidrógeno plantea problemas de sostenibilidad.  Parte de la producción de hidrógeno se basa 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 energía para garantizar unas verdaderas prácticas 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 el uso de esta tecnología sigue siendo limitado y los procesos se consideran caros.

¿Cuál es su estrategia de combustibles alternativos?

Decidir qué 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 que se le vea como una marca respetuosa con el medio ambiente y con visión de futuro, sea un pionero. Si está comprometido con la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, es posible que experimente un aumento de los precios de la energía hasta que la tecnología y los métodos se generalicen, pero es más probable que esté a la vanguardia de un sector que cambia rápidamente.

Los mayores retos para todos los transportistas son los costes y las complicaciones de cambiar del gasóleo a los combustibles alternativos. Aunque los combustibles alternativos ganan cada vez más cuota de mercado, el gasóleo sigue siendo la opción económicamente más viable para transportar mercancías al mercado, y es probable que siga siéndolo en un futuro próximo. Sin embargo, el gasóleo es también una materia prima muy volátil, por lo que 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. Breakthrough puede ayudarle.

Gestionar los costes de combustible< y tomar decisiones sobre el futuro del transporte es más fácil cuando cuenta con Breakthrough como socio estratégico en la cadena de suministro. Contamos con experiencia interna y conexiones de red para ayudarle a tomar decisiones basadas en datos sobre el futuro de sus estrategias de transporte y cadena de suministro.

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