GOBIERNODE ESPAÑA

MINISTERIODE INDUSTRIA, TURISMOY COMERCIO

Nuevos Combustibles y Tecnologías de Propulsión:Situación y Perspectivas para Automoción

(Resumen del libro del mismo título)

Copyright ©: Fundación Instituto Tecnológico

Para la Seguridad del Automóvil – FITSA

Avda. de Bruselas, 38 portal B, 2º

28108 Alcobendas (Madrid)

www.fundacionfitsa.org

Este resumen procede de la publicación “Nuevos Combustibles y Tecnologías de Propulsión: Situación y Perspectivaspara Automoción” y es el resultado de un estudio realizado por la consultora BESEL,S.A. para la Fundación FITSA y delas aportaciones de los departamentos de transporte y biocarburantes de IDAE. En ella han intervenido los expertos yempresas identificados en los agradecimientos, el grupo de trabajo de FITSA coordinado por Almudena Muñoz Babianoy el grupo de trabajo de IDAE coordinado por Ángel Cediel Galán:

Grupo de trabajo de FITSA:

Agustín Aragón Mesa

Óscar Ciordía Escribano

Jesús Monclús González

Almudena Muñoz Babiano

Grupo de trabajo de IDAE:

Ángel Cediel Galán

Carlos Alberto Fernández López

Juan Francisco Larrazábal Roche

Juan Luis Plá de la Rosa

Luis Alberto Vivaracho Ruiz

Esta publicación ha sido editada por el IDAE y está incluida en su fondo editorial.

Diseño y Maquetación: Sedán Oficina de Imaginación, S.L.

ISBN: 978-84-612-2622-1

Depósito legal: M-7616-2009

© FITSA 2008. La obra se encuentra protegida por la ley española de propiedad intelectual y/o cualesquiera otrasnormas que resulten de aplicación. Queda prohibida la reproducción total o parcial de esta obra, su tratamientoinformático, su transmisión, de ninguna forma y por ningún medio, ya sea electrónico, mecánico, por fotocopia oinformático o por combinación de ellos, su préstamo, alquiler o cualquier otra forma de cesión del uso o suincorporación total o parcial en otras obras, sin el consentimiento previo, expreso y escrito, de FITSA e IDAE.

FITSA/IDAE no se hacen responsables, en ningún caso, de la efectividad de los sistemas, medios o datos descritos enel documento en el caso de efectuarse una aplicación industrial de los mismos, si ello fuese posible, advirtiendo quela descripción de los sistemas, datos y medios que se realizan en el presente documento no suponen bajo ningúnconcepto una homologación ni una convalidación oficial de los mismos.

Madrid, noviembre 2008

Presentación Institucional

La industria de automoción ha sido desde siempre un elemento dinamizador del avance económico y social. Sinembargo, es también, hoy, uno de los principales responsables de la contaminación ambiental, con la peculiaridad,además, de su enorme dependencia del petróleo.

En España, el transporte por carretera es el responsable del 80 % del total del consumo de carburantes y dentro deél, el 40 % corresponde al automóvil privado. Además, la cifra del transporte por carretera corresponde al 15 % delconsumo nacional de energía. Esto equivale al 30 % del total de las emisiones antropogénicas de CO2 en España,aumentando estas cifras a un ritmo muy superior al resto de sectores.

Por otra parte, aunque España es una de las grandes productoras europeas de vehículos no tiene capacidad de decisión.Sin embargo, en la industria de componentes es diferente, ya que existe una fuerte presencia de empresas netamentenacionales en este sector. Sector de componentes que es el tercero de Europa, con una tasa de crecimiento anual del6 % desde 1993; y que marcó un record de producción en el 2007 con 32.873 millones de euros, dio empleo a másde 245.000 personas, y exportó más del 50 % de esta producción; con una importante presencia industrial a nivelinternacional derivada del hecho de que 19 empresas españolas tienen plantas de producción en 16 países.

Hoy es ya una prioridad a nivel mundial, y particularmente en los países de la UE, mejorar la eficiencia energética deltransporte, y fomentar el uso de energías alternativas al petróleo. Para ello es imprescindible invertir en investigacióny desarrollo tanto para los nuevos carburantes, como para las mejoras de los actuales sistemas de propulsión y laspropulsiones alternativas. Por tanto, es en este sector industrial de componentes de automoción donde estimamos debehacerse el esfuerzo a nivel nacional, poniendo de manifiesto las oportunidades que para él ofrecen las nuevastecnologías de propulsión y los combustibles alternativos.

Es objetivo de esta publicación de IDAE-FITSA contribuir a suministrar información básica y sintética sobre el estadode arte y prospectiva de las tecnologías de propulsión. Para ello, ha contado con la colaboración de expertos endiferentes áreas. En esta publicación, dirigida al sector de componentes, centros tecnológicos, universitarios y sociedad,en general, se han tratado de identificar las diferentes opciones tecnológicas y fuentes energéticas que están surgiendoante las nuevas exigencias medioambientales y retos que se le están planteando, así como informar sobre las nuevasposibilidades y oportunidades de mercado que se están presentando en el sector.

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Agradecimientos

Forma parte de la cultura corporativa de FITSA el contar con la participación de expertos en las materias y temáticasobjeto de análisis o estudios: es lo que denominamos “GRUPOS DE INTERÉS”.

Siendo esto habitual era especialmente necesario en este caso en el que confluyen una gran complejidad y variedadde elementos tecnológicos, prospectivas, y políticas de promoción, tanto de innovación como de eficiencia energéticay medioambiental. Variedad que se refleja, como era de esperar, en las propias organizaciones a las que pertenecenestos expertos citados más abajo.

Por otra parte, era necesario también contar con la opinión de instituciones que posibilitase una razonable identificaciónde la hoja de ruta de estas nuevas tecnologías a través del clásico cuestionario Delphy.

Fitsa quiere hacer público su agradecimiento, y reconocimiento, tanto a las personas como a las instituciones que hancolaborado con nosotros en este trabajo y que citamos a continuación. Agradecimiento y reconocimiento que declaramosno cabe en estas breves líneas.

Pero sí queremos hacer público la ilusión y empeño que han puesto en ellos estas personas, y cuya colaboración haido más allá de la petición de Fitsa, porque gracias a sus trabajos, redacciones e informaciones y juicios y comentarios,han mejorado la visión y la concreción de este estudio. En consecuencia es justo reconocerles que sin ellos este trabajo-y su publicación- no tendría ni la calidad ni la utilidad que de él se espera.

Muchos gracias a todos y cada uno.

Grupo de Interés de expertos

Fraile Gallo, Miguel (IRISBUS/IVECO)

Luna Fernández, Manuel (Ford España)

Mataix Kubusch, Carlos y Acebrón Rodicio, Fernando (Anfac)

Mestre, Jordi (Lear Corporation)

Olcoz Yanguas, Serafín (Tecnoebro)

Payri González, Francisco y Salavert Fernández, J.Miguel (Centro de Motores Térmicos. Universidad Politécnica de Valencia)

Soria García-Ramos, Mª Luisa (Exide)

Medina Antón, Javier (BESEL)

Arias López, Rocío (BESEL)

Díaz Llano, Raúl (BESEL)

Entidades Colaboradoras en Cuestionario Delphi

Asociación de Productores de Energías Renovables (APPA)

Hynergreen Technologies, S.A.

Instituto de Carboquímica (ICB)

Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial (INTA)

Laboratorio de Investigación en Tecnologías de la Combustión (LITEC)

Universidad Politécnica de Jaén

BESEL, S.A.

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Índice

PRESENTACIÓN INSTITUCIONAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3AGRADECIMIENTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 INTRODUCCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 TECNOLOGÍAS Y COMBUSTIBLES EN AUTOMOCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.1 MODIFICACIONES EN VEHÍCULOS CONVENCIONALES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.1.1 DISMINUCIÓN Y REDUCCIÓN DEL PESO DE LOS VEHÍCULOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.1.2 INCREMENTO DE LA EFICIENCIA DEL MOTOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.1.3 CATALIZADORES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.1.4 RECIRCULACIÓN DE GASES DE ESCAPE (EGR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.1.5 REDUCCIÓN CATALÍTICA SELECTIVA (SCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.1.6 FILTROS DE PARTÍCULAS DIÉSEL (DPF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.1.7 SISTEMA ELÉCTRICO DE 42 V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.1.8 COMBUSTIÓN DE ENCENDIDO POR COMPRESIÓN DE CARGA HOMOGÉNEA (HCCI) . . . . . . . . 102.1.9 COMBUSTIÓN DE AUTOENCENDIDO CONTROLADO (CAI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.2 COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.2.1 BIODIÉSEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2.2 BIOETANOL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2.3 COMBUSTIBLES SINTÉTICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2.4 BIOCARBURANTES DE SEGUNDA GENERACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2.5 GAS NATURAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2.6 BIOGAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2.7 GAS LICUADO DEL PETRÓLEO (GLP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3 SISTEMAS DE PROPULSIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.3.1 VEHÍCULOS ELÉCTRICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.3.2 VEHÍCULOS HÍBRIDOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.3.3 HIDRÓGENO EN VEHÍCULOS CON PILA DE COMBUSTIBLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3 VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LAS DIFERENTES TECNOLOGÍAS Y COMBUSTIBLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 VALORACIÓN DE EMISIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 VALORACIÓN ENERGÉTICA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 BALANCE TECNOLÓGICO E INFRAESTRUCTURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 POLÍTICA Y LEGISLACIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

7.1 POLÍTICA EUROPEA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197.2 POLÍTICA ESPAÑOLA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

8 ESTUDIO DE MERCADO Y DISPONIBILIDAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 ESTUDIO DE INTRODUCCIÓN EN EL MERCADO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

9.1 INDICADORES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229.2 ESCENARIOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

10 RESULTADOS Y CONCLUSIONES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

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1 Introducción

Se estima que en la Unión Europea (UE), el transporte genera el 25,6 % de todas las emisiones de gases de efecto invernaderoGEI responsables, a su vez, del calentamiento global. Además, en general, la principal fuente de energía para el sector deltransporte es el carburante de origen fósil que supone el 98 % del combustible total utilizado.

En el año 2003 el Parlamento y el Consejo Europeo adoptaron los objetivos de reducir las emisiones de GEI, impulsar la“descarbonización” de los carburantes para el transporte, diversificar las fuentes de abastecimiento de combustibles, ofrecernuevas oportunidades económicas para las áreas rurales y desarrollar sustitutos a largo plazo para los combustibles fósiles.

En el Marco de la Estrategia Española de Ahorro y Eficiencia Energética, el Ministerio de Industria, Turismo y Comercio, a travésdel IDAE, está ejecutando el Plan de Acción (PA) 2008-2012. Además, recientemente, se ha aprobado el Plan de Activación2008-2011 en el que se definen medidas dentro de la movilidad sostenible, edificación sostenible y sostenibilidad energética.

Atendiendo a estas consideraciones, y con el fin de contribuir al cumplimiento de los compromisos asumidos, queda claroque se debe hacer un esfuerzo adicional para fomentar la investigación, el desarrollo y la utilización de nuevos sistemas depropulsión y combustibles alternativos en el sector del transporte.

Estas acciones conllevarán la adaptación de los vehículos existentes a los diferentes tipos de combustibles alternativos, y eldesarrollo de nuevos sistemas de propulsión. Gracias a ello, se podrán alcanzar las metas anteriormente citadas, reduciéndoselas emisiones de los vehículos y aumentando su eficiencia.

2 Tecnologías y combustibles en automoción

Los objetivos establecidos por la UE y por los Países Miembros, entre ellos España, para alcanzar las metas anteriores,están contribuyendo a un nuevo impulso de la investigación y desarrollo de combustibles alternativos y a la apariciónen el mercado de automóviles con diferentes tecnologías de propulsión.

De este modo, se ha realizado un análisis de las diferentes tecnologías y combustibles recogidos en la tabla 2.1.

Tabla 2.1. Combustibles y

Tecnologías de propulsión.

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2.1 Modificaciones en vehículos convencionales

En los últimos años, los vehículos han reducido su impacto medioambiental disminuyendo sus emisiones de diversoscontaminantes a la atmósfera y, en menor medida, el consumo de combustible y las emisiones de CO2 asociadas, engran parte debido a la introducción de diversas tecnologías y a la fuerte inversión en investigación y desarrollo delsector. Algunas de estas modificaciones y mejoras son:

2.1.1 Disminución y reducción del peso de los vehículos

La reducción y disminución del peso de los vehículos viene asociada a una reducción del consumo y de las emisionesde los vehículos, ayudando a alcanzar los límites y objetivos establecidos por la UE.

Así, algunos fabricantes emplean materiales como aluminio o aleaciones ligeras de éste para reducir el peso de losvehículos, pero en la mayoría de los casos, el ahorro de peso que se consigue con materiales más ligeros se hacompensado con creces con equipamientos adicionales, en general de seguridad.

Además, los equipos eléctricos adicionales como el aire acondicionado incrementan el consumo de combustible y, porlo tanto, las emisiones de CO2.

Sin embargo, actualmente, sigue siendo uno de los principales temas de estudio, esperándose avances derivados demejoras tecnológicas.

2.1.2 Incremento de la eficiencia del motor

Los vehículos de combustibles convencionales también se han beneficiado del incremento de eficiencia de los motoresen los últimos años.

Los principales avances se han obtenido en motores Diesel, lo que ha contribuido a su creciente popularidad.

Así, actualmente, casi todos los motores Diesel se encuentran sobrealimentados, lo que aumenta su eficiencia y su potencia.

Una tecnología que se ha popularizado en los últimos años en los vehículos turismo diésel y que ahora se estáextendiendo entre los vehículos de gasolina ha sido la inyección directa (DI – Direct Injection). Con esta tecnología, elcombustible se inyecta directamente en la cámara de combustión, en vez de en una pre-cámara, lo que lleva a un menorconsumo de combustible y a una reducción de las emisiones de CO2, si bien origina un mayor ruido y mayores emisionesde partículas.

Algunas variantes utilizadas para aumentar la presión de inyección del combustible, consiguiendo una combustiónmás eficiente y reduciendo las emisiones de partículas, son:

• Inyección directa “common rail”, en donde existe un conducto de alimentación de combustible a muy alta presióncomún para todos los cilindros.

• Inyección directa con “inyector unitario”, en donde la alta presión se genera en cada inyector en el instante de lainyección del combustible.

2.1.3 Catalizadores

La introducción de los catalizadores ha sido uno de los mayores avances en la reducción de emisiones desde suobligatoriedad en el 1992.

El catalizador va instalado entre el motor y el tubo de escape y produce modificaciones químicas en los gases de

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escape antes de liberarlos a la atmósfera. De este modo, se consigue reducir la proporción de algunos gases nocivosque se forman en el proceso de combustión.

Los motores de gasolina disponen de “catalizadores de tres vías” formados por un catalizador de reducción y uno deoxidación con el fin de reducir las emisiones de tres contaminantes: monóxido de carbono (CO), hidrocarburos (HC) yóxidos de nitrógeno (NOx).

En cambio, los motores Diesel están diseñados para trabajar con exceso de aire, lo que imposibilita el funcionamientode los catalizadores de reducción y, por tanto, estos motores sólo llevan catalizadores de oxidación denominadoscatalizadores “DOC” (Diesel Oxidation Catalyzers), cuyas características y funcionamiento son diferentes del anterior,ya que no reducen las emisiones de NOx, aunque son muy eficientes para reducir CO, HC y determinadas partículaspresentes en los gases de escape.

2.1.4 Recirculación de gases de escape (EGR)

La recirculación de los gases de escape es una tecnología que permite reducir las emisiones de NOx del vehículodesviando parte de los gases de escape a la admisión del motor, con lo que se consigue reducir las temperaturasmáximas durante la combustión en los cilindros del motor y, por lo tanto, se disminuye la formación de NOx.

Sin embargo, el EGR incrementa ligeramente el consumo de combustible y sirve exclusivamente para reducir la emisiónde NOx a cargas parciales, no reduciendo otros tipos de contaminantes.

2.1.5 Reducción catalítica selectiva (SCR)

La reducción catalítica selectiva consiste en un catalizador avanzado que elimina a posteriori los NOx de los gases deescape, a diferencia de la tecnología EGR que reduce la formación de éstos. Además, esta técnica utiliza un reactivollamado AdBlue (urea al 32,5 % de máxima calidad) como agente reductor, que debería transportarse en el vehículoen un depósito separado.

2.1.6 Filtros de partículas diésel (DPF)

Los filtros de partículas diésel, filtran hasta el 90 % de las partículas de los gases de escape en forma de hollín queposteriormente eliminan mediante regeneración térmica para evitar que el filtro se sature.

Las temperaturas de los gases de escape no son lo suficientemente altas para quemar el hollín, sin embargo, lossistemas DPF solucionan este problema de dos formas, según lo cual se pueden clasificar en:

• DPF “pasivos” – utilizan los catalizadores de oxidación para reducir la temperatura a la que se oxida el hollín.

• DPF “activos” – incrementan periódicamente la temperatura de los gases hasta alcanzar un valor suficiente paraquemar las partículas retenidas en los filtros.

2.1.7 Sistema eléctrico de 42 V

El incremento de componentes eléctricos y electrónicos a bordo de los vehículos, con el fin de obtener una mayoreficiencia, seguridad y confortabilidad por parte de los fabricantes, ha originado proyectos para sustituir los sistemaseléctricos actuales de 14 V por sistemas de 42 V que sean capaces de satisfacer estas nuevas demandas.

El aumento de la tensión reduce también las pérdidas de los nuevos sistemas eléctricos, que son grandes consumidoresde energía.

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El sistema de 42 V, conocido también como “42VPowernet”, usa una batería de 36 V y un alternador con una salidade 42 V.

Este sistema se ha visto relegado por sistemas de mayores tensiones utilizados en los vehículos híbridos para alimentarlos dispositivos eléctricos.

2.1.8 Combustión de encendido por compresión de carga homogénea (HCCI)

El modo de combustión HCCI abarca diferentes tipos de combustión en motores Diesel, con la característica común de unacombustión en mezcla aire-combustible lo más homogénea posible antes de iniciarse el autoencendido. Para conseguirlo seinyecta el combustible antes del punto muerto superior (PMS), de modo que tenga tiempo suficiente para mezclarse con el aire.

De este modo, el sistema de inyección pasa a tener una importancia secundaria, y son mucho más importantes las condicionesfísicas con las que se encuentra el combustible en el cilindro durante la inyección y hasta el momento del autoencendido.

Este modo de combustión proporciona un menor consumo y reducciones en las emisiones de NOx y de partículas, perose trata de una tecnología aún en desarrollo por la dificultad de controlar el proceso de combustión.

2.1.9 Combustión de autoencendido controlado (CAI)

El modo de combustión CAI es una aplicación a motores de encendido provocado, resultado de combinar el procesode mezcla típico de estos con el proceso de autoencendido de los motores Diesel. Para ello, es necesario aumentar larelación de compresión o la temperatura de admisión.

El interés de este tipo de combustión está en las bajas emisiones contaminantes y en el alto rendimiento, sobre todo cuandoel motor trabaja a baja carga, ya que es posible evitar el control de la carga por estrangulación del aire de admisión.

2.2 Combustibles alternativos

Además de las modificaciones en los vehículos convencionales, se están planteando otras posibilidades con el fin decumplir las cada vez más restrictivas limitaciones de la UE y reducir las emisiones contaminantes, así como, ladependencia del petróleo.

Las principales alternativas a los combustibles fósiles diésel y gasolina son las siguientes:

2.2.1 Biodiésel

El biodiésel es un biocombustible líquido que se obtiene a partir de lípidos naturales como aceites vegetales o grasasanimales. El producto es fabricado industrialmente por procesos de esterificación o transesterificación y, se puedeemplear como combustible único sustituyendo al gasóleo o mezclado con él en distintas proporciones en motores deencendido provocado (MEP) o diésel. Lo más frecuente es mezclarlo con gasóleo.

2.2.2 Bioetanol

El bioetanol es un alcohol producido a partir de la fermentación de los azúcares que se encuentran en diferentescultivos como remolacha, cereales, caña de azúcar, sorgo, etc. Al mezclarlo con la gasolina produce un biocombustiblede un alto poder energético con características muy similares a la gasolina.

El bioetanol tiene dos vías de empleo diferenciadas; empleo directo como combustible (normalmente mezclado congasolina), o empleo indirecto para síntesis de ETBE, que es un aditivo que se utiliza en las gasolinas para aumentarel índice de octano.

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2.2.3 Combustibles sintéticos

Los combustibles sintéticos son combustibles obtenidos mediante procesos termoquímicos a partir de diferentes materiasprimas: gas natural (GTL), carbón (CTL) y biomasa (BTL). Debido a que las materias primas utilizadas en la producción delGTL y CTL son combustibles fósiles no renovables, se encuentran sometidos a los problemas de agotamiento de la materiaprima y dependencia de factores estratégicos que también afectan a los combustibles convencionales.

Los principales procesos de producción de estos combustibles son:

• Licuefacción directa del carbón – los productos obtenidos son poco aptos para las especificaciones actuales de loscombustibles de automoción.

• Producción de gas de síntesis (CO+H2) mediante un proceso de reformado con vapor, seguida de síntesis Fischer-Trospch.

• Producción de gas de síntesis seguida de síntesis de metanol y, a continuación, transformación del metanol engasolina y/o gasóleo.

2.2.4 Biocarburantes de segunda generación

Debido a las limitaciones de los biocarburantes de primera generación, principalmente por sus requisitos de grandesextensiones de cultivo para la producción de los mismos, se están desarrollando una serie de biocarburantes desegunda generación que proporcionan la posibilidad de utilizar la totalidad de la planta (biomasa lignocelulósica)como materia prima, por lo que necesitan menores extensiones de terreno.

Los biocarburantes de segunda generación incluyen combustibles como BTL (principalmente diésel FT), bioetanol a partirde biomasa lignocelulósica (como paja) o biogás.

2.2.5 Gas natural

Aunque el gas natural es un combustible fósil, gana interés como combustible alternativo gracias a las cualidades decombustión limpia del producto. Debido a su forma gaseosa en condiciones normales, éste debe ser almacenado enun estado comprimido; gas natural comprimido (GNC), o en estado licuado; gas natural licuado (GNL).

2.2.6 Biogás

El biogás, producido mediante la digestión anaerobia de materia orgánica, normalmente se utiliza para impulsar turbinasde gas y producir electricidad. Sin embargo, si se depura previamente mejorando su calidad, también se puede usarcomo combustible en vehículos.

2.2.7 Gas licuado del petróleo (GLP)

El gas licuado del petróleo (GLP) es una mezcla de propano y butano, si bien la proporción de ambos varía en funcióndel país y del tipo de vehículo en que se utilice. El GLP se obtiene a partir de los procesos de refino y de los yacimientosde gas natural húmedo.

2.3 Sistemas de Propulsión

Otra posibilidad de alcanzar los objetivos establecidos por las restricciones Europeas y reducir las emisionescontaminantes es la utilización de sistemas de propulsión alternativos:

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2.3.1 Vehículos eléctricos

Los vehículos eléctricos engloban a todos aquellos que utilizan para su propulsión energía eléctrica a través de un motoreléctrico, si bien la energía utilizada para impulsar el vehículo puede ser obtenida de diversas fuentes con impactosambientales diferentes.

Los Vehículos Eléctricos de Batería (BEV) almacenan la energía eléctrica a bordo del vehículo mediante baterías. Sonbastante adecuados como vehículos de interiores, túneles, etc., para trayectos cortos. Sin embargo, a causa de la bajaautonomía de las pesadas baterías no es posible su uso en coches privados o para grandes kilometrajes diarios.

Existen otras formas de almacenar energía a bordo del vehículo, por ejemplo en forma de hidrógeno, que se transformaen electricidad mediante una pila de combustible, y que, actualmente, es una de las tecnologías más prometedoras endesarrollo.

En el caso de que además de energía eléctrica utilicen energía térmica se denominan vehículos eléctricos híbridos.

2.3.2 Vehículos híbridos

Un vehículo eléctrico híbrido combina un motor eléctrico, normalmente alimentado por baterías, y un motor decombustión interna (MCI). Los vehículos híbridos se producen en tres conceptos:

• En serie - no existe conexión mecánica del MCI a las ruedas. El vehículo es impulsado enteramente por el motoreléctrico, el cual arrastra a su vez un generador eléctrico. La batería actúa por lo tanto como acumulador de laelectricidad (energía) sobrante y, cuando está cargada, permite la desconexión temporal del motor de combustión, deforma que el vehículo puede impulsarse momentáneamente de manera totalmente eléctrica.

• En paralelo - añadiendo par desde el motor eléctrico al MCI. Tanto el motor de combustión como el motor eléctricotrabajan simultáneamente para impulsar las ruedas del vehículo. El sistema de tracción no es excesivamente complejomecánicamente.

• Combinado - permite cargar las baterías mientras contribuye a la propulsión. Proporciona la posibilidad de propulsaral vehículo únicamente mediante el motor de combustión, únicamente mediante el motor eléctrico o mediante unacombinación de ambos motores. El concepto de un vehículo mixto es el de un vehículo híbrido con arquitectura serieen el que se ha conectado el motor de combustión directamente a las ruedas.

Los conceptos serie son mejores para las operaciones de arranque y parada; mientras que los paralelos, si bienrequieren algoritmos de control sofisticados, tienen mejores eficiencias para operaciones a plena carga.

Por otro lado, los vehículos híbridos se pueden clasificar en semihíbridos, híbridos puros o híbridos enchufablesdependiendo de su funcionamiento:

• Semihíbridos (“mild hybrid”) - el vehículo recupera parte de la energía cinética durante las frenadas y además utilizael motor eléctrico para ayudar al motor de combustión.

• Híbridos puros (“full hybrid”) - el vehículo es además capaz de circular usando sólo el motor eléctrico.

• Híbridos enchufables (“plug-in hybrid”) - preparado para recargar las baterías enchufándolos a la red eléctrica.

Otros términos utilizados incluyen vehículos microhíbridos impulsados principalmente por el motor de gasolina perocon un motor de arranque eléctrico alimentado por un pequeño conjunto de ultracondensadores. Estos vehículos tienenla capacidad de detener el motor automáticamente cuando el vehículo está parado, y los condensadores almacenanla energía necesaria para ponerlo en marcha de nuevo al levantar el pie del freno. Además, los microhíbridos tambiénpueden utilizar la frenada regenerativo, consiguiendo ahorros del 5 al 15 %.

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Otra variante, son los denominados vehículos eléctricos con autonomía aumentada (EV Range-Extenders), que sonvehículos eléctricos que utilizan un motor térmico que gira a un número constante de revoluciones por minuto paragenerar electricidad y recargar la batería cuando se está agotando.

2.3.3 Hidrógeno en vehículos con pila de combustible

Finalmente, entre las posibilidades para reducir las emisiones contaminantes y alcanzar los límites establecidos por laUE se encuentra la pila de combustible de hidrógeno que, si bien es todavía una tecnología poco madura y cara, tieneunas perspectivas de futuro prometedoras.

Como combustible en automoción, el hidrógeno tiene dos aplicaciones: las pilas de combustible y los motores decombustión interna alternativos. En ambas aplicaciones este combustible se combina con el oxígeno, generandoelectricidad en el caso de las pilas de combustible y energía mecánica en el caso de los motores térmicos.

La pila de combustible es un dispositivo electroquímico que convierte el hidrógeno y oxígeno en agua, generandoelectricidad. En el vehículo, el hidrógeno se puede almacenar en un depósito, o se puede obtener a partir de otrocombustible en un reformador instalado a bordo. El oxígeno se obtiene generalmente del aire. Por tanto, emite a laatmósfera únicamente vapor de agua, lo que implica grandes beneficios medioambientales.

Sin embargo, para que se produzca una utilización a nivel comercial de la pila de combustible se requiere una reducciónde los costes de la pila, además de la formación de una infraestructura de hidrógeno, para lo cual la utilización dehidrógeno en MCI podría ayudar a crear la demanda necesaria.

El pensamiento general del sector es que, en el futuro a largo plazo, se impondrán las pilas de combustible sobre losmotores térmicos de hidrógeno, básicamente porque los primeros son más eficientes que los segundos.

El proceso de fabricación de hidrógeno no está exento de emisiones contaminantes. Éste puede realizarse mediantediversas tecnologías, como son la electrólisis del agua, el reformado de hidrocarburos, la gasificación de biomasa y dehidrocarburos y otras tecnologías en fase de investigación. De todas ellas, la única tecnología hasta ahora sostenibley respetuosa con el medio ambiente es la de electrólisis del agua a partir de electricidad generada mediante fuentesrenovables.

Tabla 2.2. Procesos de

obtención de hidrógeno.

13

3 Ventajas e inconvenientes de las diferentestecnologías y combustibles

Las principales ventajas e inconvenientes de las diferentes tecnologías y combustibles tratados en el documento serecogen en las tablas 3.1, 3.2 y 3.3, divididas según los bloques anteriormente vistos.

Tabla 3.1. Ventajas e

inconvenientes de las

diferentes modificaciones en

vehículos convencionales.

14

15

Tabla 3.2. Ventajas e

inconvenientes de los

combustibles

alternativos.

Tabla 3.3. Ventajas e

inconvenientes de los

diferentes sistemas de

propulsión.

16

4 Valoración de emisiones

Como ya se ha señalado, la industria automovilística está realizando un gran esfuerzo para disminuir las emisiones de

los vehículos, y esta reducción aumentará a medida que se incorporen las nuevas tecnologías por la implantación de

nuevas normativas medioambientales.

La utilización de combustibles alternativos a los convencionales también puede propiciar una reducción importante en

las emisiones de los vehículos.

Así, la utilización de biocarburantes como el biodiésel puro reduciría las emisiones netas de CO2 de gases de efecto

invernadero (GEI) entre un 57 % (a partir de aceites vegetales crudos) y un 88 % (a partir de aceites vegetales usados)

respecto al diésel convencional, teniendo en cuenta el ciclo de vida completo del biodiésel. Además, reduciría también

las emisiones de monóxido de carbono (CO) y las de hidrocarburos (HC), aunque la utilización de biodiésel puede

ocasionar aumentos en las emisiones de NOx si no se tratan adecuadamente (por ejemplo mediante SCR). El empleo

de bioetanol al 85 % (E85) fabricado a partir de cereales reduciría las emisiones de GEI en un 70 % sobre la base de

su “ciclo de vida útil” respecto a la gasolina. La utilización de etanol reduce las emisiones de CO, partículas en

suspensión (PM) y otros contaminantes precursores de ozono.

El gasóleo sintético contribuye a reducir las emisiones de los motores (HC, CO y PM), especialmente durante el arranque

en frío, excepto las emisiones de NOx, que no se ven alteradas. Sin embargo, las emisiones globales de GEI para el

GTL son ligeramente superiores a las del combustible diésel convencional.

La utilización de biomasa como materia prima en la producción de biocarburantes de segunda generación ofrece

reducciones en las emisiones de gases de efecto invernadero, en algunos casos, notablemente mayores que las

obtenidas con los de primera generación (cercanos al 85 %).

Los vehículos de gas natural producen emisiones contaminantes mucho menores, especialmente de partículas en

suspensión. Las emisiones de gases de efecto invernadero son inferiores a las de los vehículos de gasolina y muy

próximas, en algunos casos inferiores, a las de los vehículos diésel.

Por su parte, la utilización de biogás tiene aún mayores beneficios en términos de emisiones de gases de efecto

invernadero, al tratarse de un combustible renovable (reducen del 81 al 88 % según la fuente).

Los vehículos impulsados por GLP presentan unas emisiones de NOx y PM inferiores a las de los carburantes

convencionales, mientras que las de CO2 son inferiores a las de los vehículos de gasolina y similares a las de los

vehículos de gasóleo (ligeramente superiores a los de gas natural).

Por otro lado, los vehículos eléctricos tienen emisiones nulas en el tubo de escape, aunque se han de considerar las

emisiones de GEI durante la producción y suministro de la electricidad.

Las emisiones de CO2 de los vehículos híbridos, así como las emisiones contaminantes reguladas, son menores que la

mayoría de los vehículos con motores de combustión interna.

Las emisiones de contaminantes en el tubo de escape de los vehículos de pila de combustible son nulas, emitiendo

únicamente vapor de agua, mientras que los vehículos con motor de combustión interna que funcionan con hidrógeno

tienen ligeras emisiones de NOx. En ambos casos, es necesario evaluar las emisiones de GEI durante las fases de

producción y distribución del hidrógeno.

La tabla 4.1 recoge las valoraciones estimadas para las emisiones de los diferentes tipos de propulsión y combustibles

indicados anteriormente en comparación con los combustibles fósiles a los que sustituyen.

17

Tabla 4.1.

Valoración de

emisiones.

5 Valoración energética

La realización de nuevas modificaciones en los vehículos permitirá aumentar la eficiencia energética de los mismos.Así, la figura 5.1 compara el consumo de energía para los diferentes carburantes y sistemas de propulsión, tomandocomo referencia los vehículos de gasolina en el 2002.

Figura 5.1. Energía

consumida para

diferentes tecnologías

de propulsión y com-

bustibles en base a la

energía consumida

por los vehículos de

gasolina en 2002

(JRC/Eucar/ Concawe-

2005).

18

1 ? No se tienen datos fiables.* Las emisiones de GEI de los vehículos eléctricos y de hidrógeno dependen de la materia prima utilizada,

pudiendo ser muy reducidas si ésta es renovable.

6 Balance tecnológico e infraestructura

El grado de desarrollo tecnológico actual, así como las infraestructuras existentes, son diferentes para las distintastecnologías y combustibles. De este modo, actualmente existe un gran desarrollo tecnológico en el gas natural y el GLP,si bien su uso se limita normalmente a flotas privadas. Además, también se ha producido un gran desarrollo tecnológicoen el ámbito del biodiésel y bioetanol, aunque el número de estaciones de servicio es considerablemente mayor en elcaso del primero.

Por otro lado, los combustibles sintéticos y biocarburantes de segunda generación están aún en fase de desarrolloindustrial y aún no hay una red de suministro de los mismos.

Los vehículos eléctricos dependen de un mayor desarrollo de las baterías. Algunos de ellos pueden recargarsedirectamente de la red eléctrica.

Los vehículos híbridos están siendo desarrollados por la mayoría de fabricantes y utilizan las infraestructuras deabastecimiento convencionales.

Por último, aún no existe una red consolidada de suministro de hidrógeno. Las pilas de combustible están aún en fasede investigación y desarrollo, mientras que los vehículos que utilizan hidrógeno en motores de combustión internatienen una tecnología probada y desarrollada, limitada por el almacenamiento de hidrógeno a bordo del vehículo.

7 Política y legislación

El desarrollo de estas tecnologías de sistemas de propulsión y de producción de combustibles alternativos está muycondicionado por las diferentes políticas y legislaciones vigentes a nivel europeo y español, así como a los programasde fomento de los mismos.

7.1 Política Europea

La mayoría de las modificaciones que se están desarrollando en los vehículos en materia de reducción de emisiones enEuropa son consecuencia de la evolución a lo largo de los años de las normativas Euro hacia límites más restrictivos. Esprevisible que la introducción de nuevas normativas, como el objetivo de la Comisión Europea para vehículos nuevos de120 g/km de CO2 para el 2012 que el Parlamento ha planteado posponer para el 2015, tendrán una influencia notable eneste desarrollo. Recientemente, con el fin de impulsar el empleo de vehículos limpios a nivel comunitario, se ha publicadoel borrador final de Directiva COM(2007)817 que establecerá la inclusión de costes operativos del consumo energético yde la emisión de contaminantes durante la vida útil de los vehículos como base para los criterios de selección y adjudicaciónde contratos de todas las entidades públicas para la adquisición de vehículos de transporte rodados.

En cuanto a las políticas europeas sobre combustibles alternativos, el plan de acción para el fomento de loscombustibles alternativos y los biocarburantes en el transporte por carretera de la Unión Europea concentra sus medidasen la promoción de las tres opciones (biocarburantes a corto plazo, gas natural a medio plazo e hidrógeno y pilas decombustible a largo plazo) que en el año 2000 parecían poseer un potencial suficiente para hacerse en un plazo de20 años con una cuota superior al 5 % del consumo total del sector del transporte.

La combinación de las tres opciones podría hacer posible la consecución en 2020 del objetivo de sustitución del20 % de los combustibles tradicionales utilizados en el sector de transporte por carretera introducido en el Libro Verdede la Comisión “Hacia una estrategia europea de seguridad del abastecimiento energético” del año 2000.

De este modo, en la tabla 7.1 se recogen los objetivos respecto a combustibles alternativos fijados por la ComisiónEuropea en una comunicación sobre combustibles alternativos en 2001:

19

Tabla 7.1. Objetivos

establecidos por la UE.

Respecto a la utilización de biocarburantes, la UE publicó en 2003 la Directiva 2003/30/CE que establece como valorobligatorio del uso de biocarburantes un porcentaje de todo el gasóleo y la gasolina vendidos; el 2 % en 2005 y el5,75 % en 2010, aunque se permiten desviaciones si están justificadas. Así, la producción europea de biocarburantesexperimentó un aumento durante 2005 de más del 60 % con respecto al año anterior, con un total de 3.904.927toneladas de biocarburantes.

Adicionalmente, el Libro Blanco de las Energías Renovables respecto a los biocarburantes establece como objetivoalcanzar para 2010 una cantidad de 18 millones de tep, lo que se corresponde aproximadamente con la Directiva2003/30/CE relativa al fomento del uso de biocarburantes, que establece para la misma fecha una sustitución del5,75 % en el total utilizado por el sector del transporte. Este objetivo se alcanzará principalmente con losbiocarburantes: biodiésel y bioetanol. Además, se espera que los biocarburantes de segunda generación puedan ayudara cumplir con los objetivos marcados en la década siguiente.

Finalmente, aunque no se encuentre recogido entre los objetivos anteriores, el GLP ha sido considerado como una delas posibles alternativas a los carburantes convencionales por la Comisión Europea, que clasifica al GLP como unaalternativa establecida con potencial para aumentar su cuota en el mercado, posiblemente hasta un 5 % en 2010,aunque no fija ningún objetivo al respecto. A fin de favorecer una mayor penetración de este carburante, se estánestandarizando procedimientos y aspectos técnicos en el entorno europeo relacionados con el GLP.

7.2 Política Española

En España, el Plan de Energías Renovables (PER) 2005-2010 elevó el objetivo del Plan de Fomento (PFER) de utilizaciónde biocarburantes para 2010 de 500.000 tep a 2.200.000 tep. Con ello se evitaría la emisión de 5.905.270 toneladasde CO2 en el año 2010 y se estima una creación de empleo de 46.227 hombres/año derivada tanto de la inversiónrealizada en los proyectos como de la explotación de los mismos. De este modo, el PER propone una serie de medidaspara alcanzar este objetivo que abarcan desde la adaptación de las especificaciones técnicas de los carburantes, hastala introducción del E85 (85 % de etanol y 15 % de gasolina), el biogás y los aceites puros como carburantes en el sectordel transporte. Si bien la utilización de biocarburantes de segunda generación no se incluye como acción a corto plazo,será un objetivo principal en Europa cuando se desarrollen industrialmente las tecnologías necesarias.

Además, se ha aprobado recientemente la reforma de la Ley 34/1998 del Sector de Hidrocarburos (LSH), que incluyeahora la cuotas obligatorias de biocarburantes. En concreto, los biocarburantes deberán cubrir en 2008, de un modoindicativo, el 1,9 % del mercado, mientras que en 2009 y en 2010, ya con carácter obligatorio, tendrán que representarel 3,4 % y el 5,83 %, respectivamente.

Entre las políticas utilizadas para fomentar el uso de combustibles alternativos destacan la reducción o exención fiscal delImpuesto Especial de Hidrocarburos (IEH) de los mismos. Así, algunos como el biodiésel o el bioetanol gozan de una tasaimpositiva nula, mientras que otros como el GLP están sometidos a un impuesto especial de hidrocarburos (IEH) reducido.

Por otro lado, el plan de acción de la Estrategia de Ahorro y Eficiencia Energética en España (E4) incluye medidas enel sector del transporte en tres bloques diferenciados: medidas de cambio modal, medidas de mejor uso de los mediosde transporte y medidas de mejora tecnológica y promoción de tecnologías y combustibles alternativos, incluyéndoseayudas para la compra de vehículos con tecnologías eficientes y combustibles alternativos.

También conviene señalar que para alcanzar el objetivo europeo de emisiones de CO2, fijado según las últimas modificacionesen 125 g/km en 2015, en España entró en vigor a partir del 1 de enero de 2008 la nueva fiscalidad de los automóviles

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modificada en la enmienda a la ley de la Calidad del Aire y Protección de la Atmósfera, en la que se altera el criterio para fijarel impuesto de matriculación, que no será ya por la cilindrada o el combustible que utilicen sino por la mayor o menor emisiónde dióxido de carbono a la atmósfera. De esta forma, los automóviles con una emisión de CO2 igual o inferior a 120 g/kmquedarán exentos del pago del impuesto de matriculación, mientras que se situará en el 4,75 % para los automóviles queemitan entre 121 y 160 gramos de CO2 por kilómetro, en el 9,75 % para emisiones de entre 161 y 200 gramos, y en el 14,75% para vehículos que emitan más de 200 gramos de CO2 cada kilómetro, así como para quads y motos acuáticas.

De forma complementaria a la medida anterior, recientemente se ha aprobado un nuevo plan con medidas urgentes de laEstrategia Española de Cambio Climático y Energía Limpia (EECCEL) que entre otros aspectos incluye, en relación al uso decombustibles alternativos en el transporte:

• La modificación del impuesto de matriculación, explicado anteriormente.

• El porcentaje mínimo de biocarburantes, ya comentado.

• Una revisión del RD 61/2006, considerando el biogás, biometanol, bioETBE, biocarburantes sintéticos, biohidrógenoy aceite vegetal puro como biocarburantes, según Directiva 2003/30/CE, además de los considerados anteriormente(biodiésel y bioetanol).

• Evaluación de la modificación del impuesto de circulación para que se fije el cuadro de cuotas aplicable a los mismos sobrela base de las emisiones de CO2, en lugar de sobre la potencia y clase del vehículo, como se dispone en la actualidad.

Para la aplicación de todos estos aspectos, también se establece la aprobación simultánea a la del Plan de MedidasUrgentes de un nuevo Plan de Acción 2008-2012 de la E4+.

8 Estudio de mercado y disponibilidad

Muchas de las tecnologías de reducción de emisiones ya están disponibles actualmente, como es el caso del gasnatural y el GLP que han experimentado un gran impulso en la última década por los reducidos impuestos, intervenciónde empresas y fabricantes del sector, regulaciones europeas, estándares adoptados y colaboración de lasadministraciones. Sin embargo, en la mayoría de ellos se necesitan todavía de ventajas fiscales y mejora de lasinfraestructuras para su fomento y uso más generalizado. Este es el caso de bioetanol y biodiésel, cuya producciónresulta bastante más cara que la de gasolina y gasóleo.

Además, en España, a pesar de ser el primer productor europeo de bioetanol, no existe una red consolidada deestaciones de servicio que suministren este carburante para el uso público.

Los vehículos híbridos presentan precios superiores en el mercado a sus equivalentes no híbridos, si bien conllevanun importante ahorro de combustible. Así, en la mayoría de los países de la UE, al igual que en muchos estados yciudades de los Estados Unidos, estos vehículos cuentan con ayudas para su compra y/o reducciones de impuestos.

Por otro lado, los combustibles sintéticos se encuentran todavía en desarrollo al igual que los combustibles de segundageneración, si bien a estos últimos se les está dando un gran impulso en los países europeos con el objetivo de queestén disponibles en la próxima década.

Los vehículos eléctricos encuentran su mercado potencial en flotas cautivas de servicios de transporte urbano deviajeros y de recogida de basuras, flotas cautivas de vehículos ligeros de organismos públicos, y en menor medida,vehículos para uso particular. En cualquier caso, la distribución de electricidad se hace a través de la red ordinaria.

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Actualmente los vehículos eléctricos de batería y la electricidad como combustible alternativo están limitados por el desarrollode las baterías, que no permiten a los vehículos eléctricos puros alcanzar el estándar de prestaciones demandadas por la sociedad.

Finalmente, la viabilidad económica de los vehículos de pila de combustible impulsados por hidrógeno está ligada ala reducción de los costes de producción de las pilas, a la mejora del almacenaje del hidrógeno en los vehículos y, sobretodo, al desarrollo de una infraestructura de estaciones de reabastecimiento, si bien muchos fabricantes de automóvilestienen prototipos de vehículos de pila de combustible.

Algunos fabricantes están apostando por los vehículos con MCI que funcionan con hidrógeno como el primer paso paracrear una demanda de hidrógeno que permita desarrollar una red de abastecimiento del mismo.

9 Estudio de introducción en el mercado

Para realizar el análisis de introducción en el mercado de las diferentes tecnologías y combustibles, se ha realizado unestudio de prospectiva con expertos del sector y se han comparado los resultados con otros estudios europeos einternacionales en los que se planteaban diferentes escenarios de introducción de las diferentes diversas tecnologíasy combustibles en automoción.

9.1 Indicadores

Para la realización de los cuestionarios utilizados en el estudio se han definido una serie de indicadores.

Los indicadores definidos se agruparon en seis bloques principales que quedan recogidos en la tabla 9.1.

Tabla 9.1.

Indicadores.

De este modo, se evaluaron estos indicadores estimando su importancia para la aparición en el mercado de cada unade las diferentes tecnologías y combustibles considerados en la actualidad (2007), en 2010, en 2015 y en 2020. Comoanteriormente se ha indicado, los indicadores fueron evaluados a través de una encuesta que se envío a un gruposeleccionado y representativo de expertos de diversos colectivos vinculados al sector de automoción en España.

Para la recogida de datos se utilizó el Método Delphi cuya aplicación se realizó vía electrónica.

Toda esta información se recoge a continuación de forma resumida, y fue utilizada durante la fase de análisis comobase para el establecimiento de la ruta temporal de entrada de las tecnologías anteriores.

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En las gráficas que figuran a continuación se resumen los valores de los indicadores globales, obtenidos medianteponderación de los indicadores definidos y evaluados por el grupo de expertos. Para los combustibles contempladosen el proyecto, los resultados son los siguientes:

Figura 9.2.

Tendencia de

los indicadores

globales para

los combustibles

contemplados.

La tendencia de los indicadores para cada uno de los combustibles nos da información sobre la evolución que cadauno de los combustibles previsiblemente tendrá cada uno en el mercado debido a los factores analizados por cadaindicador. En general, la mayoría de los combustibles van a aumentar su cuota de mercado en los próximos años enmayor o menor medida en detrimento de los combustibles convencionales, diésel y gasolina, tal como se expone acontinuación, aunque estos continuarán ocupando el mayor porcentaje del mercado.

El biodiésel y el bioetanol aumentarán su cuota de mercado sobre todo hasta 2015. Es previsible que el bioetanol lohaga en mayor medida en España, ya que parte de una penetración en el mercado mucho mayor. A partir de entonces,es de esperar que su crecimiento disminuya hasta prácticamente estabilizarse, fundamentalmente por la incorporaciónal mercado de los biocarburantes de segunda generación.

El GTL y el BTL tendrán una evolución paralela en los próximos años, aumentando su desarrollo hasta alcanzar suincorporación en el mercado, puesto que están basados en la misma tecnología. Ambos sufrirán un gran avance en lapróxima década, pero es previsible que cuando comience su producción a gran escala, en torno a 2012, el avance delBTL sea mayor por sus buenas características medioambientales y energéticas al utilizar materias primas renovablescon mayor disponibilidad. El etanol lignocelulósico también podría tener una evolución similar al BTL al tratarse decombustibles con prestaciones medioambientales y disponibilidad de materias primas parecidas, además de estarsometidos a las mismas políticas. Podría tener un desarrollo más rápido a partir de 2010 por basarse en una tecnologíade producción diferente.

El gas natural y el GLP también aumentarán su cuota de mercado como se concluye en el apartado anterior, pero esprevisible que la penetración en el mercado del gas natural sea mayor por partir de una situación más avanzada enEspaña, por la tendencia de las políticas de algunas administraciones y por la posibilidad de utilizar biogás comocombustible (el GLP también ofrece la alternativa renovable del DME obtenido a partir de biomasa, aunque requiereutilizar otro tipo de motores).

Por último, el hidrógeno tendrá aún una evolución lenta en los primeros años, mientras se desarrollan las tecnologíasnecesarias para su introducción en el mercado, que podría tener lugar en motores de combustión interna antes de

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2020. Es previsible que el hidrógeno tenga el mayor crecimiento de todos los combustibles a medida que nosacerquemos a 2020.

Así pues, la situación prevista para el periodo considerado incluirá no sólo un único combustible, sino un mercadodiversificado en el que las alternativas a los combustibles convencionales aumenten su cuota en Europa, principalmentea través de los biocarburantes y con la aportación del resto de combustibles alternativos.

Los resultados obtenidos para los principales sistemas de propulsión se resumen en la gráfica siguiente:

Figura 9.3.

Tendencia de los

indicadores

globales para

los sistemas de

propulsión y

modificaciones

más importantes.

Los motores de combustión interna seguirán siendo la propulsión principal en los próximos años, ya que puedenser adaptados para utilizar multitud de combustibles diferentes, y ofrecen unos costes bajos, un grado de desarrollomuy elevado y una fiabilidad contrastada.

Según los resultados de la evaluación de los indicadores, los sistemas de combustión HCCI y CAI tendrían unaevolución creciente principalmente entre 2010 y 2015, aunque el ritmo de crecimiento estimado sería muy lento,tal vez limitado por el desarrollo de las tecnologías.

Entre los sistemas de propulsión alternativos, los que tendrá un mayor desarrollo a corto y medio plazo serán losvehículos híbridos, que tienen una tecnología desarrollada, están favorecidos por las actuales políticas, y permitenmejorar la eficiencia y el comportamiento medioambiental de los vehículos convencionales. El principal desafío alque se enfrentan es conseguirlo a un coste cada vez menor.

La evolución de los vehículos eléctricos será similar a la de los híbridos, partiendo de una posición menosdesarrollada en la actualidad, aunque está limitada por las prestaciones y la autonomía de los mismos. A corto plazomuchos fabricantes optan por soluciones híbridas, mientras que a largo plazo se espera vencer todas estaslimitaciones conservando sus buenas características medioambientales y de eficiencia mediante la utilización depilas de combustible, que podrían tener un desarrollo importante a partir de 2020.

Así pues, el panorama en los próximos años estará compuesto principalmente por vehículos con motor decombustión interna, coexistiendo con nuevos sistemas de propulsión, sobre todo de vehículos eléctricos híbridos.Un menor desarrollo tendrán a corto plazo los sistemas de combustión HCCI y CAI, y los vehículos de pila decombustible, aún en desarrollo y que comenzarán a implantarse a más largo plazo.

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9.2 Escenarios

Para la realización de la ruta de entrada de las diferentes tecnologías y combustibles en automoción se considerarondiferentes estudios en los que se determinaban diversos escenarios como el propuesto por EUCAR (EuropeanCouncil for Automotive R & D), el escenario propuesto por la asociación EARPA (European Automotive ResearchPartners Association) dentro del proyecto FURORE y el propuesto por el subproyecto HYNET dentro del proyectoeuropeo HYWAYS. Posteriormente, se contrastaron con los resultados obtenidos a través de las encuestas realizadasy del escenario previsto en función de las mismas. Todo ello con el objetivo final de elaborar una ruta de entradade las tecnologías y combustibles de automoción en España, dentro del marco Europeo, basada en la situaciónactual y en las perspectivas de futuro de cada uno de ellos.

Se considerarán, en general, los puntos comunes a los escenarios analizados como suficientemente contrastados,mientras que se asume un periodo de incertidumbre en aquellas tecnologías tratadas de forma diferente en cadaescenario. Así, las principales conclusiones de este apartado se resumen en las siguientes:

• Los motores de combustión interna seguirán siendo el principal sistema de propulsión principal en 2020.

• Se esperan importantes avances en la evolución de la tecnología de sistemas de propulsión basada en motoresde combustión interna, que incluyen tecnologías específicas para motores de gasóleo y gasolina hasta 2020.

• Se estima la entrada de las tecnologías HCCI/CAI para 2020-2025.

• Se prevé un aumento importante en la cuota de mercado de los vehículos híbridos de aquí hasta 2020.

• Se espera una introducción en el mercado de vehículos con combustibles gaseosos (gas natural, GLP) cercano al9 % de cuota de mercado en 2020.

• La mayor parte del crecimiento en combustibles alternativos vendrá del uso de biocarburantes y combustiblessintéticos.

• La aparición del hidrógeno en el mercado, inicialmente para su utilización en vehículos con motor de combustióninterna, tendrá lugar en un periodo de incertidumbre que abarca de 2012 a 2030.

• La introducción de las pilas de combustible se espera en torno a 2025 – 2030.

• La propulsión eléctrica posiblemente se introducirá en el mercado en el periodo 2015 – 2025, aunque debensuperarse sus limitaciones actuales principalmente en lo que se refiere la limitada autonomía de las baterías.

10 Resultados y Conclusiones

Los resultados del estudio muestran una clara tendencia a la diversificación energética en la que convivirán distintastecnologías y combustibles, como se puede observar en el resumen del roadmap que se muestra en la figura 10.1.En conclusión, el panorama esperado para 2020 estará compuesto por un alto porcentaje de vehículos de gasolinay diésel más eficientes que los actuales (sobre todo los de gasolina, donde el margen de mejora es mayor). Esprevisible que se alcance el objetivo europeo del 20 % de combustibles alternativos fundamentalmente a travésde biocarburantes y gas natural, con la participación también del GLP y la incorporación del hidrógeno al mercado,

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en los primeros años principalmente para su uso en vehículos con motor de combustión interna alternativo que alargo plazo serían sustituidos por vehículos de pila de combustible por su mayor eficiencia. El aumento de la cuotade mercado de los vehículos híbridos (se prevé hasta casi un 10 % del total en 2015) posibilitará unaprovechamiento energético más eficiente. La pila de combustible alimentada por hidrógeno se perfila como lamejor solución de futuro, aunque habrá que esperar hasta después de 2020 para que se introduzca a gran escalaen el mercado.

Figura 10.1. Resumen de

roadmap para España.

Periodo de investigación y

desarrollo (rojo), periodo de

aplicación en el mercado

(amarillo) y penetración

total en el mercado (verde).

FI: Fecha de Introducción,

FC: Fecha de Consolidación.

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