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junio 26, 2024
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A medida que los responsables políticos y las partes interesadas se centran en el sector del transporte en busca de oportunidades de reducción de emisiones, surgen nuevos combustibles y tecnologías. Los vehículos eléctricos pesados (HDEV) y los vehículos eléctricos pesados de pila de combustible (HDFCEV) se están convirtiendo en fuentes de combustible alternativas viables. Tanto los eléctricos como los de hidrógeno se suelen agrupar como vehículos de emisiones cero (VEZ) porque no emiten gases de escape. Sin embargo, las emisiones totales de su ciclo de vida difieren en función de los métodos de producción.
Los HDEV y los HDFCEV presentan numerosas oportunidades y retos para el sector del transporte.
Los vehículos pesados eléctricos están más avanzados que los vehículos eléctricos de pila de combustible debido al gran desarrollo de los vehículos eléctricos de pasajeros. Los HDEV ofrecen una mayor eficiencia y sostenibilidad en el transporte de mercancías, pero también conllevan consideraciones relativas a la capacidad de la batería, la infraestructura de carga, la autonomía, los costes del vehículo y de mantenimiento, la reducción de emisiones, el apoyo político, la participación de las empresas de servicios públicos y la disponibilidad del mercado.
La batería de los HDEV es una consideración clave para determinar la aplicación y la eficacia del transporte de mercancías. El North American Council for Freight Efficiency (NACFE) afirma que un HDEV consume energía a 2 kWh/milla con pesos de batería que oscilan entre 14-25 lbs./kWh. A medida que aumenta la autonomía de un HDEV, también lo hacen el tamaño y el peso de la batería necesaria, lo que lleva a compensaciones de capacidad de carga:
Los tiempos de carga también son una consideración crucial para las partes interesadas en los vehículos pesados debido a sus implicaciones de coste y tiempo. Para ser rentables y puntuales, los vehículos pesados necesitan cargadores más rápidos y de mayor capacidad, como los de nivel 2, los cargadores rápidos de corriente continua (DCFC) y los cargadores de megavatios hora (MWh). Los DCFC serán preferibles para vehículos con baterías más grandes o tiempos de permanencia más cortos, mientras que los cargadores de nivel 2 son ideales para vehículos estacionados durante varias horas o toda la noche en un depósito.
La mayor parte de la infraestructura de carga de HDEV existente se encuentra en depósitos privados; sin embargo, el Estrategia Nacional de Corredores de Transporte de Mercancías con Emisiones Cero pretende abordar la falta de infraestructuras para hacer posibles las rutas de largo recorrido.
El evento Run on Less Electric Depot de NACFE mostró que algunos modelos HDEV pueden recorrer más de 200 millas con una sola carga. Esta capacidad los hace ideales para rutas regionales medias de retorno a la base, en las que un camión sale y vuelve a un depósito central para un recorrido total de unas 300 millas. Con 22% de las emisiones del transporte procedentes de rutas de menos de 250 millas por día, los HDEV pueden tener un impacto significativo.
El coste medio de un camión diésel oscila entre 120.000 y 180.000 dólares, mientras que los HDEV pueden oscilar entre 350.000 y 500.000 dólares. Sin embargo, la NACFE predice que los costes generales de mantenimiento de los HDEV serán entre un 40 y un 70% inferiores a los de los camiones diésel. Un estudio del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) concluyó que el coste de los vehículos eléctricos híbridos podría equipararse al de los camiones diésel en 2035.
Si bien los vehículos eléctricos híbridos pueden tener cero emisiones en el tubo de escape, las emisiones de su ciclo de vida dependen de la fuente de electricidad utilizada para la carga. Por ejemplo, la recarga en estados con redes alimentadas por fuentes de combustible alternativas tendrá menos emisiones durante el ciclo de vida que el diésel. La energía eléctrica puede reducir las emisiones en aproximadamente un 60% en comparación con el gasóleo, según el Departamento de Energía.
Fuente: US DOE AFDC
La administración Biden, los responsables políticos estatales y locales, y las empresas de servicios públicos han puesto en marcha políticas y financiación para mitigar los mayores costes iniciales y la insuficiente infraestructura de carga de los HDEV.
A nivel estatal, California está impulsando la adopción de los vehículos eléctricos híbridos a través de iniciativas clave como la normativa sobre camiones limpios avanzados, que ya ha sido adoptada en muchos otros estados, y la normativa sobre flotas limpias avanzadas. Para apoyar sus políticas de vehículos eléctricos de baja emisión, California ha puesto en marcha el programa HVIP para incentivar las compras. Varios estados también se han unido para apoyar el Multi-State Medium- and Heavy-Duty Zero Emission Vehicle (MHDZEVs) MOU, centrado en aumentar la adopción de MHDEVs y la inversión en infraestructura de carga esencial.
Las utilities están proporcionando activamente incentivos de infraestructura de carga y realizando estudios para garantizar el despliegue eficiente de la infraestructura de carga HDEV. Las partes interesadas de la cadena de suministro deben comenzar a discutir sus planes con sus empresas de servicios públicos para colaborar en iniciativas y adaptarse a los plazos de desarrollo de la infraestructura.
Los principales fabricantes de HDEV que firmaron California's Clean Truck Partnership, incluyen Cummins, Inc, Daimler Truck North America, Ford Motor Company, General Motors Company, Hino Motors Limited, Isuzu Technical Center of America, Navistar, PACCAR, Stellantis N.V., Truck and Engine Manufacturers Association y Volvo Group North America.
Muchos de los factores que impulsan el mercado y la política de los vehículos pesados eléctricos también se aplican a los vehículos eléctricos de pila de combustible. Sin embargo, los vehículos de pila de combustible de hidrógeno están actualmente menos desarrollados y tienen una menor presencia en el mercado.
Los HDFCEV ofrecen una mayor autonomía, un repostaje más rápido y una mayor carga útil en comparación con los HDEV debido a la doble pila de combustible y batería eléctrica. La Clean Air Task Force (CATF) ha descubierto que un camión de largo recorrido de la clase 8 con un depósito de hidrógeno de 100 kg puede repostar aproximadamente 15 veces más rápido que cargar una batería de 1 ó 2 MWh en un HDEV. Las pilas de combustible más ligeras de los HDFCEV también les permiten transportar más carga. El análisis de la CATF indica que los HDFCEV sólo necesitan reducir la carga entre 500 y 1.000 libras. Por lo tanto, los HDFCEV son los más adecuados para el transporte de mercancías de larga distancia a largo plazo.
El cambio de vehículos diésel a vehículos eléctricos de pila de combustible de hidrógeno puede reducir significativamente las emisiones, pero el alcance dependerá de cómo se produzcan el hidrógeno y la electricidad. Las reducciones son mayores si el hidrógeno se produce por electrólisis con energías renovables en lugar de reformar el metano con vapor de gas natural. Según el Consejo Internacional de Transporte Limpio, Los HDFCEV tienen un 15-33% menos de emisiones en su ciclo de vida cuando utilizan electricidad basada en combustibles fósiles e hidrógeno en comparación con los camiones diésel.
El DOE de EE.UU. anunció la concesión de unos 7 millones de dólares a siete proyectos de centros de hidrógeno en todo el país, incluyendo California, el Noroeste del Pacífico, el Medio Oeste, los Grandes Lagos y el Atlántico Medio, entre otros. Estos premios, parte de la iniciativa Hydrogen Shot, explorarán diferentes materias primas y casos de uso para reducir el coste del hidrógeno limpio en un 80% -a 1 dólar/kilogramo- para 2031. Los proyectos explorarán diferentes materias primas y casos de uso, ayudando en última instancia a reducir los costes de producción y avanzar en los HDFCEV (entre otras aplicaciones del hidrógeno).
Nikola es el fabricante más conocido en el espacio de los HDFCEV, en parte debido a las dificultades derivadas de ser el primero en actuar. A pesar de los retos empresariales que han afectado a la empresa, otros fabricantes han visto el potencial de participar en el mercado HDFCEV, como Honda y Toyota Kenworth. Aún así, en comparación con la creciente disponibilidad de HDEVs, la oferta de HDFCEVs es notablemente limitada.
Tanto el sector público como el privado están avanzando en la disponibilidad y viabilidad de los HDEVs y HDFCEVs. Aunque su adopción puede ser lenta en un principio, los futuros avances en el peso de las baterías, el coste de los vehículos y la evolución de las infraestructuras y las políticas mejorarán su eficiencia y rentabilidad.
Para entender los casos de uso de energías alternativas en su red de transporte, tenga en cuenta CleanMile.
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