Entradas recientes

@industrialesupm

Mozart: Obra: Quinteto para clarinete K581-Mozart (1er Movimiento). Hoy viernes 30 de abril. @La_UPM ow.ly/XAlP50ExqtP pic.twitter.com/XpjLBtLNTq

Hace alrededor de 2 días del Twitter de Escuela Industriales vía Hootsuite Inc.

Instagram

Recibir IN-ON

La descarbonización del transporte por carretera, ¿hablamos todos de lo mismo?

La descarbonización del transporte por carretera, ¿hablamos todos de lo mismo?

Una investigación desarrollada desde la  Cátedra Fundación Repsol en Transición Energética – Movilidad Sostenible de la UPM trata de responder a esta cuestión. Para ello, llevará a cabo un análisis comparativo de los estudios sobre huella de carbono relacionados con diferentes tecnologías de propulsión de los vehículos de transporte por carretera.

La Estrategia de Descarbonización a Largo Plazo 2050, EDLP (MITECO, 2020a), establece que la descarbonización del sector transporte vendrá de la mano de la intensificación de las medidas de eficiencia energética, junto con la sustitución de los combustibles fósiles por otros productos de bajas o nulas emisiones netas de carbono. En el año 2030, como resultado de las medidas previstas en el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima, PNIEC (MITECO, 2020b), como el cambio en los modelos de movilidad y el incremento de la electrificación, se prevé alcanzar una cuota del 28% de energía renovable en el transporte, así como una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) del 30% entre 2021 y 2030. En el camino hacia la neutralidad climática de este sector a partir del año 2030, y para llegar a un nivel de emisiones GEI de tan sólo 2 MtCO2eq en 2050 (MITECO, 2020a), frente a las 90 MtCO2eq emitidas en 2018 (MITECO, 2020c), se ha de avanzar en medidas de eficiencia energética, electrificación del sector, promoción de los combustibles líquidos y gases renovables, digitalización y planificación urbanística integrada.

En lo relativo al transporte por carretera y en ese horizonte 2050, existe tecnología para descarbonizar el sector al 100%, si bien, debido a la vida útil de los vehículos, la penetración de los híbridos y la mayor dificultad en la descarbonización de los vehículos pesados, en el año 2050 podría permanecer un consumo residual de combustibles fósiles (MITECO, 2020a).

Ante estos objetivos nacionales de reducción de consumo energético y de emisiones de GEI en el sector, ¿qué se está entendiendo por descarbonización?, ¿qué tipo de emisiones de GEI se están considerando dentro de esos objetivos?, ¿se están considerando únicamente las emisiones directas asociadas a la fase de uso del combustible? ¿se está considerando todo el ciclo de vida del vehículo y de la fuente energética dentro de esos objetivos de descarbonización? 

Todas estas preguntas necesitan ser contestadas, clarificando qué es lo que se está considerando en cada una de estas metas u objetivos futuros. Ante esta situación, la huella de carbono emerge como un índice necesario para tener una perspectiva más completa del impacto sobre el cambio climático. La huella de carbono de un producto, proceso o servicio se define como la suma de las emisiones y remociones de GEI en un sistema producto, expresadas en términos de CO2 equivalente y con base en un análisis de ciclo de vida, utilizando una sola categoría de impacto, la de cambio climático (ISO, 2018). De acuerdo al Quinto Informe de Evaluación del Cambio Climático (IPCC, 2013), los GEI considerados son dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), hidrofluorocarburos (HFCs), perfluorocarburos (PFCs), hexafluoruro de azufre (SF6) y trifluoruro de nitrógeno (NF3).

Figura 1: Definición de las fronteras del sistema considerado en el estudio de la huella de carbono completa de un vehículo (Pérez et al., 2017)

Este índice tiene distintas metodologías de cálculo, con distintos alcances (“scopes”) y considerando distintas etapas dentro de las fronteras del sistema evaluado para su cálculo, generando disparidad en los resultados obtenidos y provocando que haya diversas interpretaciones. Desde la Cátedra Fundación Repsol en Transición Energética – Movilidad Sostenible en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid (ETSII-UPM), se está llevando a cabo una investigación para aportar claridad y tratar de unificar resultados, permitiendo realizar comparaciones en condiciones análogas de estimación. El objetivo de este estudio es acometer una exhaustiva revisión bibliográfica de recientes estudios científicos, que permita realizar un análisis comparativo de estudios de huella de carbono de diferentes tecnologías de propulsión de los vehículos empleados en el transporte por carretera. Para ello, en primer lugar, se establecen las fronteras del sistema a considerar que, en este caso, comprende todo el ciclo de vida de la fuente energética (CVFE) y todo el ciclo de vida del vehículo (CVV), tal y como se esquematiza en la figura 1. Ambos ciclos convergen en la etapa de uso del vehículo y la suma de las emisiones totales de GEI en cada uno de ellos permite obtener una estimación completa de la huella de carbono.

Esta investigación, que se extenderá a lo largo del año 2021, está estructurada en cinco grandes bloques:
• Introducción: bases metodológicas, conceptos básicos y aproximación general del estudio
• Ciclo de vida del combustible (fase de uso de la energía o fase del tanque a la rueda)
• Ciclo de vida del combustible (fase de generación de la energía o fase del pozo al tanque)
• Ciclo de vida del vehículo desde su fabricación hasta el fin de su vida útil
• Armonización de resultados y conclusiones.

El objetivo final de la investigación es extraer conclusiones claras y objetivas sobre la huella de carbono de las distintas tecnologías de propulsión/fuentes energéticas empleadas en el transporte por carretera, eliminado así el “ruido” generado por estudios parciales. Es especialmente relevante hacer énfasis en los condicionantes temporales y geográficos que determinan los resultados obtenidos y el marco al que se circunscriben los mismos. En este sentido, son referencias básicas el estudio europeo realizado por el Joint Research Centre (JRC) de la Comisión Europea junto a EUROCAR (European Council for Automotive Research and development) y CONCAWE (European oil companies’ association for environment, heatlh and safety in refinning and distribution) –JEC– (Prussi et al., 2020) para el ciclo de vida del combustible, y los resultados del modelo estadounidense GREET (The Greenhouse Gases, Regulated Emissions, and Energy Use in Technologies), desarrollado por Argonne National Laboratory’s Systems Assessment Center del Departamento de Energía de Estados Unidos (ARGONNE, 2020).

A nivel europeo, el consorcio JEC elabora informes comparativos periódicos (el último publicado en 2020) analizando diferentes alternativas de combustibles y cadenas cinemáticas, y considerando todo el ciclo de vida del combustible: del pozo a la rueda (well-to-wheels, WtW). Estos informes Cátedra Fundación Repsol en Transición Energética – ETSII-UPM Movilidad Sostenible tienen en cuenta las emisiones de GEI que se producen en todo el ciclo de vida de cada alternativa energética, tanto de la fase del pozo al tanque (well-to-tank, WtT), como del tanque a la rueda (tank-to-wheels, TtW). La figura 2 esquematiza las etapas comprendidas en el ciclo de vida de un combustible derivado del petróleo.

 

Figura 2: Etapas del ciclo de vida de la fuente energética en el caso de un combustible derivado del petróleo: las etapas I-IV se corresponden con la fase del pozo al tanque y V con la fase del tanque a la rueda.

Las diferentes tecnologías de propulsión/fuentes energéticas se comparan en términos de una referencia que permita una comparación consistente, denominada unidad funcional; en este caso, gramos de CO2eq emitidos por kilómetro recorrido. Se evalúan desde los combustibles convencionales derivados del petróleo hasta los vehículos eléctricos y de hidrógeno, pasando por distintos tipos de biocombustibles y combustibles sintéticos.

De cara a los próximos años, se esperan mejoras tecnológicas tanto en las alternativas eléctricas como en el empleo de combustibles de baja, nula o negativa emisión neta de carbono, lo que contribuirá significativamente a la descarbonización del transporte y al cumplimiento de los objetivos marcados en esta materia.

Junto con estas publicaciones de referencia, desde la ETSII-UPM se está completando el análisis con otras publicaciones científicas recientes y analizando las metodologías de cálculo de emisiones empleadas, con el objeto de llevar a cabo una comparación que ayude a la interpretación de los distintos estudios.

Grupo de Investigación en Tecnologías Ambientales y Recursos Industriales (TARINDUSTRIAL) 

Referencias bibliográficas
• Argonne National Laboratory’s Systems Assessment Center (ARGONNE), 2020. The Greenhouse gases, Regulated Emissions, and Energy use in Technologies Model. Disponible en: https://greet.es.anl.gov/
• Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), 2013. Intergovernmental Panel on Climate Change, Fifth Assessment Report: Climate Change. Disponible en: https://www.ipcc.ch/report/ar5/
• International Organization for Standardization (ISO), 2018. Gestión Ambiental. Gases de efecto invernadero. Huella de carbono de productos. Requisitos y directrices para cuantificación. (ISO 14067:2018). Disponible en: https://www.iso.org/obp/ui#iso:std:iso:14067:ed-1:v1:es
• Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO), 2020a. Estrategia de descarbonización a largo plazo 2050. Disponible en: https://www.miteco.gob.es/es/prensa/ultimas-noticias/el-gobierno-aprueba-la-estrategia-de-descarbonización-a-largo-plazo-que-marca-la-senda-para-alcanzar-la-neutralidad-climática-a-2050/tcm:30-516141
• Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO), 2020b. Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021-2030. Disponible en: https://www.miteco.gob.es/es/prensa/pniec.aspx
• Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO), 2020c. Inventario Nacional de emisiones a la atmósfera. Emisiones de Gases de efecto Invernadero. Serie 1990-2018. Informe resumen. Disponible en: https://www.miteco.gob.es/es/calidad-y-evaluacion-ambiental/temas/sistema-espanol-de-inventario-sei-/Inventario-GEI.aspx
• Pérez, J., Lumbreras, J., Rodriguez, M. E., Vedrenne, M., 2017. A methodology for estimating the carbon footprint of waste collection vehicles under different scenarios: Application to Madrid. Transportation Research Part D – Transport and Environment. 52, 156-171. http://dx.doi.org/10.1016/j.trd.2017.03.007
• Prussi, M., Yugo, M., De Prada, L., Padella, M., Edwards, 2020. JEC Well-To-Wheels report v5. EUR 30284 EN, Publications Office of the European Union, Luxembourg, 2020, ISBN 978-92-76-20109-0, doi:10.2760/100379, JRC121213