Proyecto de ciencias - PINCC · Prospectiva del Transporte de personas en la ZMVM Desarrollo de un...
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M.I. Carlos Chávez Baeza Programa de Energía, UACM Dra. Claudia Sheinbaum Pardo Instituto de Ingeniería, UNAM Escenarios de movilidad sustentable para disminuir el consumo de energía y mitigar las emisiones de GC y GEI en la ZMVM Octubre 19, 2012
Transcript of Proyecto de ciencias - PINCC · Prospectiva del Transporte de personas en la ZMVM Desarrollo de un...
M . I . Ca r l o s Ch á v e z B a e z a
P r o g r a m a d e E n e r g í a , UA CM
Dr a . C l a u d i a S h e i n b a u m P a r d o
I n s t i t u t o d e I n g e n i e r í a , UNA M
Escenarios de movilidad sustentable para disminuir el
consumo de energía y mitigar las emisiones de GC y
GEI en la ZMVM
Octubre 19, 2012
Antecedentes: El transporte
a nivel mundial
Escenario del consumo mundial de combustibles por sector de uso final, 2005-2030
Fuente: International Energy Outlook 2008
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Transporte
Industrial
Residencial
Agropecuario
Comercial
Público
Antecedentes: El transporte
a nivel nacional
Evolución del consumo energético en México
por sector, 1965-2009
Fuente: SENER, Sistema de
Información Energética, 2011
Marcada tendencia a seguir creciendo
Antecedentes: El transporte
en la ZMVM
En la ZMVM, como a nivel nacional, el sector transporte es el mayor
consumidor de energía, pero 10% más, convirtiéndose también en la
principal fuente de emisiones de CO2 equivalente.
Fuente: Inventario de emisiones de gases de efecto invernadero y carbón negro de la ZMVM 2008
Antecedentes: El transporte
en la ZMVM
En las grandes ciudades como la ZMVM, el uso del auto particular es el
principal generador de gases de efecto invernadero. En la ZMVM circulan
3.7 millones de autos particulares (82% del total) y emiten 11.8 millones de
ton. equivalentes de CO2 al año.
Fuente: Inventario de emisiones de gases de efecto invernadero y carbón negro de la ZMVM 2008
Transporte de personas
93% GEI = 84%
Total de vehículos que circulan en la ZMVM = 4.5 millones
Prospectiva del Transporte
de personas en la ZMVM
Desarrollo de un modelo sobre el transporte de pasajeros de la ZMVM utilizando el método de abajo hacia arriba para hacer escenarios base de:
Emisiones de contaminantes Criterio:
Material Particulado (PM10 y PM2.5)
Bióxido de Azufre (SO2)
Monóxido de Carbono (CO)
Óxidos de nitrógeno (NOx)
Compuestos Orgánicos Totales (COT)
Compuestos Orgánicos Volátiles (COV)
Amoniaco (NH3)
Emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI):
Metano (CH4)
Óxido nitroso (N2O)
Bióxido de carbono (CO2)
Consumo energético del transporte de pasajeros en la ZMVM.
CO Nox SO2 COV
Diagrama esquemático del Modelo Vehicular de Escenarios de Emisiones (MOVEE)
Metodología: Transporte de
personas en la ZMVM
1. Emisiones de contaminantes criterio
Son debidas principalmente al proceso de emisiones del tubo del escape de la flota vehicular
y se utiliza la siguiente expresión:
Flota vehicular
Actividad vehicular
Factores de Emisión
Metodología: Transporte de
personas en la ZMVM
a) Flota vehicular (FV)
El transporte de pasajeros registrado en la
ZMVM durante 2008, se estima en más de
4.2 millones de vehículos, 68% en el
Distrito Federal y 32% en el Estado de
México:
Autos 88.1%
Taxis 3.7%
Combis 0.7%
Microbuses 0.8%
Motos 5.6%
Metrobus 0.0%
Bus (total) 1.0%
Gasolina 98.3%
Diesel 1.2% GLP
0.5% GNC 0.0%
Metodología: Transporte de
personas en la ZMVM
b) Actividad Vehicular (KRV)
En la estimación de la actividad vehicular se consideraron dos factores: la actividad diaria y el tipo de holograma que porte (doble cero, cero y dos)
Tipo de vehículo km/día
Días/año
Doble Cero /
Cero Dos
Sin
Holograma
Autos particulares de uso intensivo 100 365 299 NA
Taxis 200 365 299 NA
Microbuses 200 365 299 NA
Vagonetas y combis 200 365 299 NA
Autobuses RTP (día hábil/inhábil), 223 / 241 232 NA NA 365
Autotransporte Federal de Turismo 60 NA NA 365
Autotransporte Federal de Pasaje 48 NA NA 365
Autobuses Concesionados 223 NA NA 365
Motocicletas 79 NA NA 365
Metrobús (día hábil/inhábil), 166.28/191.87 179 NA NA 365
Fuente: Inventario de emisiones de contaminantes criterio de la ZMVM 2008
Metodología: Transporte de
personas en la ZMVM
c) Factores de emisión (FE)
En nuestro caso, se utiliza el modelo Mobile6-Mexico, con información que influye en los factores de emisión de la ZMVM, como: la Presión de Vapor Reid (PVR) de las gasolinas, el contenido de azufre de los combustibles, la velocidad de circulación, la temperatura ambiente y la altitud, por mencionar los más importantes.
Metodología: Transporte de
personas en la ZMVM
2. Emisiones de Gases Efecto Invernadero (GEI)
Enfocada generalmente a los principales gases compuestos que son: el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4) y el óxido nitroso (N2O).
a) Emisiones de CH4 y N2O La evaluación considera tanto el proceso de emisiones del tubo de escape como el proceso de emisiones evaporativas debidas al arranque en frío de los vehículos y dependen principalmente de la distribución de los dispositivos de reducción de las emisiones en la flota. Se utiliza la siguiente fórmula:
Arranques en frío
Factor de Emisión durante el calentamiento
Transporte de personas por
tipo de tecnología
Tipo de vehículo Año Modelo Tecnología de control de emisiones Contaminante que controla
Vehículos ligeros a gasolina
(autos, taxis, combis)
1990 y anteriores Sin control de emisiones Sin control
1991-1992 Catalizador de oxidación (2 vías) CO y COV
1993-2008 Catalizador tridireccional (3 vías) CO, COV, NOx
---- Vehículo de bajas emisiones CO, COV, NOx
Vehículos ligeros diesel (autos, taxis, combis)
1993 y anteriores Sin control de emisiones Sin control
1994-1997 Moderada Std. EPA 94
1998-2008 Avanzada Std. EPA 98
Ejemplo: Tecnología de control de emisiones usados en vehículos ligeros a gasolina y diesel según año-modelo.
Fuente: Elaboración propia con información de SMAGDF, 2010a y de IPCC-2006
Metodología: Transporte de
personas en la ZMVM
2do. paso cálculo de las Emisiones totales de CO2
Factor de Emisión en unidades de masa
por energía (kg/PJ)
b) Emisiones de CO2
La evaluación se realiza en dos pasos (método de abajo hacia arriba):
1er. paso cálculo del Rendimiento Vehicular (PJ/km)
Poder calorífico del combustible
(PJ/litro)
Rendimiento de Combustible en
Ciudad (km/litro)
Metodología: Transporte de
personas en la ZMVM
Evolución del Rendimiento de Combustible por Categoría
Metodología: Transporte de
personas en la ZMVM
Rendimiento vehicular (PJ/km)
3. Consumo energético
Cuantificación del consumo energético de la flota vehicular,
expresado en PJ por año
Flota vehicular
Actividad vehicular (km/año)
Metodología: Transporte de
personas en la ZMVM
Modelo para el Escenario base de la flota vehicular de la ZMVM
Mediante la tasa de crecimiento (TC) y la tasa de desecho (TD) para cada tipo de vehículo (autos particulares, taxis, combis, autobuses, etc.) y tipo de combustible (gasolina, diesel, etc.)
Distrito Federal Estado de México
Menos autos
usados
Más autos usados
Resultados
Consumo energético
Escenario base (EB) del consumo de energía en el transporte de pasajeros por región
73%
53%
113%
Importación
neta Nal. de gasolina 2008 =
562 PJ
Producción
Nacional de gasolina 2008 =
884 PJ
1 ) LA IN TR O D U C C I Ó N D E V E H ÍC U L O S H ÍB R ID O S E LÉ C T R I C O S (V H E )
2 ) LIM ITA R LA IM P O R TA C I Ó N D E V E H ÍC U L O S U S A D O S (A U TO S
C H O C O LA T E ).
Escenarios de movilidad sustentable para elevar el rendimiento de combustible promedio de la
flota de vehículos particulares
Escenario Vehículos
Híbridos (EI)
Las tecnologías híbridas pueden recorrer el doble de la distancia que un vehículo convencional con la misma cantidad de combustible y que a la par son menos nocivos al medio ambiente.
Vehículos híbridos
por categoría
Rendimiento de Combustible en Ciudad (km/lt)
Máximo Mínimo Promedio
Auto híbrido, tipo subcompacto 23 17 19
Auto híbrido, tipo compacto 22 11 14
Auto híbrido, tipo deportivo 15 13 14
Camioneta híbrida, tipo SUV 14 9 10
Fuente: http://www.fueleconomy.gov/feg/hybridtech.shtml
Escenario Vehículos
Híbridos (EI)
Escenario I
Propuesta: Sustituir gradualmente las ventas de autos particulares nuevos de tipo convencional por vehículos híbridos-eléctricos (VHE), comenzando en el año 2014 hasta alcanzar el 100% en 2028. La introducción de los VHE a la flota de vehículos de pasajeros que circulan en la ZMVM tendrá un impacto directo en la mejora del rendimiento promedio de combustible de todo el parque vehicular. 0
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Re
nd
imie
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de
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ust
ible
(km
/lt)
SUV Autos particulares Autos + SUV
Escenario Vehículos
Híbridos (EI)
Un mayor rendimiento de combustible reduce en el consumo de gasolina y,
por ende, una reducción directa de emisiones de CO2
Y un impacto inversamente proporcional en los factores de emisión en
los demás gases contaminantes y de efecto invernadero,
considerados en el MOVEE, conforme a la siguiente ecuación:
FEHi = Factor de emisión de la mezcla de autos convencionales e híbridos, para el gas tipo i, expresado en
unidades de masa por distancia recorrida (g/km). FEi = Factor de emisión de autos convencionales, para el gas tipo i, expresado en unidades de masa por distancia
recorrida (g/km).
i = Tipo de gás contaminante o de efecto invernadero, excepto CO2 (p. ej., PM10, PM2.5, SO2, NOx)
Diagrama esquemático del Modelo Vehicular de Escenarios de Emisiones (MOVEE)
modificados modificados
Escenario Vehículos
Híbridos (EI)
La integración de autos híbridos proyecta una reducción en la ZMVM de 48 PJ para el 2028, lo que significa un ahorro anual de 1 466 millones de litros de gasolina (25 mil barriles diarios).
Se lograría estabilizar la tendencia del consumo de energía en el DF. Los pobres resultados que
presenta el Estado de México son atribuibles a una alta incorporación de vehículos usados.
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2008
2010
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2018
2020
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2026
2028
Co
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EI-ZMVM
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EI-DF
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EI-EM
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Importación
neta Nal. de gasolina 2008 =
562 PJ
Producción
Nacional de gasolina 2008 =
884 PJ
Escenario Limitar autos
chocolate (EII)
Escenario II En el Estado de México se registra un aumento de autos usados que coincide con el periodo en que autoriza la legalización de importación de vehículos usados (TLCAN, 1994). El aumento de autos usados en el Estado de México provoca que disminuya el rendimiento de combustible promedio de la flota vehicular de la ZMVM. Propuesta: Adicional al Escenario I, se propone limitar la importación de vehículos usados en el Estado de México, de tal forma que la tasa de desecho del Estado de México sea similar a la registrada en el DF.
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co (
PJ
)
EB-ZMVM
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EII-DF
EB-EM
EII-EM
Resultados: Consumo de
energía
En relación con el EB, el escenario EII proyecta una reducción en la ZMVM de 24% para el 2028, lo que significa un ahorro anual de 3 247 millones de litros de gasolina (17% de las importaciones de gasolina de 2009).
Asimismo, a partir del 2020 se logra estabilizar el consumo de energía en ambas regiones, a
pesar del continuo crecimiento de la flota vehicular.
73%
31%
Importación
neta Nal. de gasolina 2008 =
562 PJ
Producción
Nacional de gasolina 2008 =
884 PJ
Resultados: Emisiones de
contaminantes criterio
Escenarios de movilidad sustentable del transporte de pasajeros ZMVM
114%
71%
PM10
PM2,5 113%
77%
53%
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214%
151%
SO2
CO
Resultados: Emisiones de
contaminantes criterio
Escenarios de movilidad sustentable del transporte de pasajeros ZMVM
102%
61%
NOx
COV 263%
192%
81%
25%
259%
188%
NH3
COT
Resultados:
Emisiones de GEI
Escenarios de movilidad sustentable del transporte de pasajeros ZMVM
39%
21%
CH4 N2O 91%
45%
74%
32%
CO2 74%
32%
CO2 eq
Conclusiones:
El Escenario I de introducción de
autos híbridos reduce casi 20% el
crecimiento de consumo de
energía y GEI para el 2028.
Los resultados del Escenario I son
equiparables con medidas de
control (Norma de Eficiencia
Vehicular)
El Escenario II reduce más del
40% el crecimiento de consumo de
energía y GEI para el 2028.
Implica una reducción de la flota
vehicular, requiere compensar con
más transporte público.
El Escenario Base del transporte
de personas en la ZMVM
pronostica que del 2008 al 2028
habrá:
Incremento de 73% en el
consumo de energía.
Incremento de 74% del CO2
equivalente .
El Estado de México tendrá un
mayor crecimiento (113%) debido
al aumento de autos usados.
Alerta en motos por CH4.
Agradecimientos
Dirección General de Gestión
de la Calidad del Aire
Dirección de Transporte
