Tecnologías de Combustibles Alternativos

22
Tecnologías de Combustibles Alternativos

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Tecnologías de Combustibles Alternativos. Cambios en la demanda de camiones. Pasado. Presente. Futuro. Reducción en el costo debido al ciclo de vida (costo-efectivo). Mayor demanda . Ecología. Seguridad. Reducción de costo en fase inicial (cost-efectivo).  Menor demanda. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Tecnologías de Combustibles Alternativos

Page 2: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Cambios en la demanda de camiones

Comodidad del equipo y Comodidad del equipo y poder de motor poder de motor

EcologíaEcología

Reducción en el costo debido al Reducción en el costo debido al ciclo de vida (costo-efectivo)ciclo de vida (costo-efectivo)

May

or

dem

and

a

M

eno

r d

eman

da

FuturoFuturoPasadoPasado PresentePresente

SeguridadSeguridad

Reducción de costo en Reducción de costo en fase inicial fase inicial (cost-efectivo) (cost-efectivo)

Reducción de costo en Reducción de costo en fase inicial fase inicial (cost-efectivo) (cost-efectivo)

Page 3: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Nuestra posición referente a los combustibles alternativos

 ・ CNG-MPI

 ・ Híbrido

 ・ Bio Diesel

 ・ GTL

 ・ DME

 ・ Celdas de

Combustible

Comercializados

Programa de Investigación y

Desarrollo

Prioridadmás alta

Page 4: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Reglamentación Ambiental Intl

07 EPA_step1/ 2007~2009

0.2

0.1

2 4

g/kWh

PM

NOx g/kWh

Japan

New Short Term/ 2003-04

4.5

0.18

Steady State D13 ModeJE05 Transient Mode (New Long Term)0.2

0.1

2 4

g/kWh

PM

NOx g/kWh

EURO2 / 1995Brazil / 1998

EURO3 / 2000ADR / 2002

5

0.10

0.15

Steady State 13 Mode (Euro 2)New Steady State 13 Mode (Euro 3)New Steady State 13 Mode + Transient Mode(Euro 4 or later) - PM of Transient Mode testis 0.03g/kWh

NOx=7

0.2

0.1

2 4

g/kWh

PM

NOx g/kWh

USA(EPA, CARB)/Australia

07 EPA_step2/ 2010 ~

0.013(0.01

g/HPh)

FTP Mode (Transient)FTP Mode + Supplemental Test (07FED)

0.134(0.1g/HPh)

3.35( NOx+NMHC)(2.5g/HPh)(NOX+NMHC)

5.4(4g/HPh)

GVW > 3.5 ton

GVW > 3856kg     (8500lb)

EURO5 /2008

0.02(ESC) 3.52

(0.05)

0.27(0.2g/HPh)

04 EPAADR / 2006

(05CARB)

0.027

New Long Term/ 2005

JE05 Mode(Transient Mode)

~ New Short Term: GVW > 2.5 tonNew Long Term ~ : GVW > 3.5 ton

98 EPAADR / 2002

1.63(1.22g/HPh)

EURO4 /2005ADR / 2006

EU / Brazil / Australia

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010CY

DOM

2011

04EPA 07(1) 07(2)US

EUEURO 4 EURO 5

NST≦12t NLTNST>12t

;new、  ;current

0.01

0.7

Ultra Low PM(★★★)

2.0

3.38

Ultra Low PM(★★★★)

Post NewLong Term(05/02/22)

PNLT>12t

3.5<GVW≦ 12t

07 EPA_step1/ 2007~2009

0.2

0.1

2 4

g/kWh

PM

NOx g/kWh

Japan

New Short Term/ 2003-04

4.5

0.18

Steady State D13 ModeJE05 Transient Mode (New Long Term)0.2

0.1

2 4

g/kWh

PM

NOx g/kWh

EURO2 / 1995Brazil / 1998

EURO3 / 2000ADR / 2002

5

0.10

0.15

Steady State 13 Mode (Euro 2)New Steady State 13 Mode (Euro 3)New Steady State 13 Mode + Transient Mode(Euro 4 or later) - PM of Transient Mode testis 0.03g/kWh

NOx=7

0.2

0.1

2 4

g/kWh

PM

NOx g/kWh

USA(EPA, CARB)/Australia

07 EPA_step2/ 2010 ~

0.013(0.01

g/HPh)

FTP Mode (Transient)FTP Mode + Supplemental Test (07FED)

0.134(0.1g/HPh)

3.35( NOx+NMHC)(2.5g/HPh)(NOX+NMHC)

5.4(4g/HPh)

GVW > 3.5 ton

GVW > 3856kg     (8500lb)

EURO5 /2008

0.02(ESC) 3.52

(0.05)

0.27(0.2g/HPh)

04 EPAADR / 2006

(05CARB)

0.027

New Long Term/ 2005

JE05 Mode(Transient Mode)

~ New Short Term: GVW > 2.5 tonNew Long Term ~ : GVW > 3.5 ton

98 EPAADR / 2002

1.63(1.22g/HPh)

EURO4 /2005ADR / 2006

EU / Brazil / Australia

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010CY

JPN

2011

04EPA 07(1) 07(2)US

EUEURO 4 EURO 5

NST≦12t NLTNST>12t

;new、  ;current

0.01

0.7

Ultra Low PM(★★★)

2.0

3.38

Ultra Low PM(★★★★)

Post NewLong Term(05/02/22)

PNLT>12t

3.5<GVW≦ 12t

Page 5: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Comparativo de los efectos de las regulaciones sobre las emisiones

Los vehículos híbridos han logrado un nivel de emisiones más bajo gracias a una

reducción en el consumo de combustible. Los Vehículos de Gas Natural Comprimido son los que más contribuyen a la

protección del ambiente.

Niveles Oficiales

NOx (g/kwh)1.0 2.0 3.0 4.0 5.0

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0

1998 Regulación de Emisiones

2003 Regulación de Emisiones

PM(g/kwh)

0.0272005 Regulación de Emisiones

ELF-300

Modelo Diesel ultra bajas PM

Sistema que certifica a los vehículos que cumplen con los estandares de ultra bajas emisiones de

partículas de materia

Rango del ELF HíbridoRango del ELF-GNC

Red

ucci

ón d

el 7

5% e

n em

isio

nes

de e

scap

e

Red

ucci

ón d

el 7

5% e

n em

isio

nes

de e

scap

e

ELF Híbrido

ELF GNC

Page 6: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Comparativo de diversos camiones compactos amigables con el ambiente.

GNC

Camión Diesel Híbrido

Alto Camión Diesel (modelo Isuzu de

ultrabajas emisones de PM)

GNC

AltoCO Infraestructura Bajo

Partículas de Materia

(PM) y Óxidos de Nitrógeno

(NOx)

MEJORMEJOR

Amigable con el Ambiente Amigable con el Ambiente Alto

Bajo

Camión Diesel (modelo Isuzu de ultrabajas

emisones de PM)

Camión Diesel Híbrido

MEJORMEJOR

Alto

Conveniencia y Emisiones Conveniencia y Emisiones de Escapede Escape

Partículas de Materia

(PM) y Óxidos de Nitrógeno

(NOx)

Page 7: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Como Isuzu resuelve las regulaciones de emisión

La política de Isuzu

acerca del cuidado

ambiental

La política de Isuzu

acerca del cuidado

ambiental

Necesidades regionales para el cuidado ambiental en principales ciudades - GNC vehículo con las más bajas emisiones.

Necesidades sociales para protección ambiental en áreas locales – Híbrido Diesel con menor emisión de CO2

Necesidades regionales para el cuidado ambiental en principales ciudades - GNC vehículo con las más bajas emisiones.

Necesidades sociales para protección ambiental en áreas locales – Híbrido Diesel con menor emisión de CO2

Principales

Ciudades

Principales

Ciudades

Áreas LocalesÁreas Locales

Demandas ambientalesDemandas

ambientales

Necesidades Regional de

cuidado ambiental NOx PM

Necesiades Sociales para la

protección ambiental -

CO2

Camión Diesel Híbrido

Camión Gas Natural Comprimido

Page 8: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Perfil de los Camiones ELF Híbridos

35% mejora [M15 mode] (10% - 20% aumento en uso cotidiano)

35% mejora [M15 mode] (10% - 20% aumento en uso cotidiano)

Mejor en la claseEconomía de Combustible

Gases de Escape Vehículo poco contaminante Ha logrado una reducción de 85% en

partículas de materia. CO2 reducción del 25%

Gases de Escape Vehículo poco contaminante Ha logrado una reducción de 85% en

partículas de materia. CO2 reducción del 25%

Mejora en los gases de escape

Preliminar

Page 9: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Funcionamiento de Camión Híbrido

ELFELFELFELF

ELF

Tipo 4J J1-TCS

Layout (mm) In-Line4 95×105

Desplazamiento (c.c.) 2,999

Potencia (kw(HP)/rpm) 110(150)/2800

Torque (Nm(lbpie)/rpm) 375(276)/1600

①Arranque,Aceleración

②Velocidad Constante

③Desaceleración ④Parada

Motor Diesel +

Assist Eléctrica

Motor DieselRecarga de

Batería(regeneración)

Motor se

Apaga

Sistema Sistema HíbridoHíbridoSistema Sistema HíbridoHíbrido

Clutch desconectadoClutch desconectado

Page 10: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Consumo de Combustible M15

26% reducción de consumo 35% mejora en eficiencia

Desaceleración

Velocidad Constante

Aceleración

Ralentí

10

2

73

52

12

12

8

100

74

5

25

50

75

100

Vehículo como benchmark

(Vehículo diesel)

Híbrido

Patrón de la modalidad M15

0

10

20

30

40

50

0 20 40 60 80 100 120Tiempo (sec)

Vel

ocid

ad d

el v

ehíc

ulo:

km

/h

135

Velocidad Promedio:15km/h

Consumo de Combustible

Peor 3% (sin mejora)

Mejora del 21% (efecto de asistencia)

Reducción de ralentí mejora del 8%

Con

sum

o de

Com

bust

ible

Igual (sin mejora)

Preliminar

Page 11: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Como afecta la velocidad a la Economía de Combustible

・ Relación entre velocidad y economía de combustible de un vehículo híbrido.

26

20

11

516 7

7

30

-15.0-10.0-5.0

0.05.0

10.0

15.020.0

25.0

30.035.0

40.0

45.050.0

55.0

60.0

65.0

0 10 20 30 40 50 60 70

Velocidad promedio del vehículo (km/h)

Ra

dio

de

me

jora

de

l c

on

su

mo

d

e c

om

bu

sti

ble

(%

)

Con parada de ralentí

Sin parada de ralentí

◇ Mientras que la velocidad promedio sea baja y aunque el número de paradas en ralentí así como la frecuencia de aceleración, desaceleración y paradas totales se torne alta, la eficiencia será buena.

Page 12: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Economía de combustible del híbrido

Vs. Vehículo Diesel

Evaluación Híbrido

・ M15

Evaluación Híbrido

・ M15Baja Velocidad

・ Promedio de

velocidad: 15km/h  

Baja Velocidad

・ Promedio de

velocidad: 15km/h  

Manejo en Ciudad

・ Promedio de

velocidad: 30km/h  

Manejo en Ciudad

・ Promedio de

velocidad: 30km/h  

En un vehículo híbrido, al realizar el arranque asistido y las paradas en ralentí de manera adecuada es posible mejorar desde un 10-20% más en una ruta urbana comparada a un vehículo de diesel normal.

Motor assist effect

Idling stop effectMotor assist effect

Idling stop effectMotor assist effect

Idling stop effectMejora 20%Mejora 20%Mejora 20%Mejora 20%

+-12%

Modalidad M15(Velocidad %:15km/h)

0

50

0 50 100 150Time (sec)

Veh

icle

spe

ed (

km/h

)

Mejora 35%Mejora 35%Mejora 35%Mejora 35%

Mejora 10%Mejora 10%Mejora 10%Mejora 10%+-5%

Ran

go

de

Mej

ora

en

Eco

no

mía

de

Co

mb

ust

ible

Page 13: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Perfil de los Camiones GNC

ELFELFELFELF

FORWARDFORWARDFORWARDFORWARD

Autobus Autobus

urbanourbano

Autobus Autobus

urbanourbano

ERGA mio

ERGA

ELFs F/Bus

Tipo 4HV1 6HF1

Layout (mm) In-Line4 115 X 110 In-Line6 115 X 125

Desplazamiento (c.c.) 4,570 7,790

Potencia (kw(HP)/rpm) 96(130)/3200 162(220)/2400

Torque (Nm(Lbpie)/rpm) 353(260)/1400 735(542)/1400

Page 14: Tecnologías de Combustibles Alternativos

¿Por qué GNC?

・ Falta de infraestructura・ Falta de infraestructura

・ Protección Ambiental Emisiones de Escape Menores (CO2, PM y NOx) vs. Diesel (CO2) vs. Gasolina・ Menor ruido

・ Mas accesible que otras tecnologías alternas ・ Menor costo de combustible

・ Protección Ambiental Emisiones de Escape Menores (CO2, PM y NOx) vs. Diesel (CO2) vs. Gasolina・ Menor ruido

・ Mas accesible que otras tecnologías alternas ・ Menor costo de combustible

DesventajasDesventajas

VentajasVentajas

Page 15: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Valor Calórico del GNC

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

Jap

an

13A

Hi

Eu

ro H

i

Au

str

alia

Mala

ysia

Jap

an

12A

Lo

Ch

ina

Th

ailan

dH

i

Eu

ro L

o

Th

ailan

dLo

Calo

ría d

e G

as

(k

cal/m

3)

Mundo

Japón

25%

◆ El valor calórico de GNC varía de país a país.

Page 16: Tecnologías de Combustibles Alternativos

FuelPressureSensor

VacuumAir Tank

Exhaust BrakeMagnetic Valve

IgnitionCoil

Spark Plug

FuelTemperatureSensor

Fuel PressureRegulator

燃料遮断弁

燃料遮断弁

燃料容器元弁

燃料充填弁

充填口

燃料圧力センサ

MAPSensor

MATSensor

CrankshaftPositionSensor

エキゾーストサイレンサー

WaterTempSensor

エアクリーナ

Control

燃料圧力ゲージ

Cam AngleSensor Fuel Pressure

Relief Valve

Vacuum

Inyector

Tanque de Comb

Tanque de Comb

燃料遮断弁

λ Sensor

O2 Sensor

Motor GNC

Cont. Unit

Exhaust Brake Throttle

TWC Converter

Electric Throttle Control Valve with Throttle Position Sensor

Injection & ETC Driver Unit ( EDU )

Sin importar los diversos niveles de calorías del gas, el sistema MPI de Isuzu puede ajustar de manera automática la cantidad del gas para obtener de esta manera la mezcla ideal de aire y combustible.

Sin importar los diversos niveles de calorías del gas, el sistema MPI de Isuzu puede ajustar de manera automática la cantidad del gas para obtener de esta manera la mezcla ideal de aire y combustible.

Page 17: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Vehículos propulsados por GNC

Cerca de 5.5 millones de vehículos operando alrededor del mundo.

Cerca de 5.5 millones de vehículos operando alrededor del mundo.

5%

95%

1,000,000

Pakistan

98%

21,799

Thailand

2%

2%98%

5,500

Chile

94%6%

2,060

Australia

6%

94%

1,422,106

Argentina

70%

58,267

Bolivia

30%

27%

73%

8,900

France

39%

30,469

Japan

58%

69%

138,000

Colombia

31%95%

44,146

Venezuela

5%

99%

50,783

Bangladesh

1%

84%

69,376

Egypt

13%

2%

98%

148,392

Iran

4%

94%

334,820

India2%

98%

1,253,163

Brazil

1%

99%

412,550

Italy31%

69%

147,046

U.S.A.

26%

74%

127,120

China

10%

100,000

Ukraine

90%

93%

7%

60,000

Russia

21%

79%

55,000

Germany

99.8%

22,613

Malaysia

0.2%

12%88%

20,505

Canada99.6%0.4%

11,578

Korea

10%

90%

11,515

Sweden

85%

15%

5,500

Belarus

2%

98%

3,500

Trinidad and Tobago

71%

29%

3,037

Mexico

85%16%

503

United Kingdom

73%20%

281

New Zealand

[Source;Gas Vehicle Report Feb. ’07]

% de camiones y autobuses

% de coches pasajeros

**** Volumen Total

Page 18: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Estaciones de GNC

No. de estaciones corresponden al número de vehículos en cada país.

No. de estaciones corresponden al número de vehículos en cada país.

10

T rin id a d a n d T o b a g o

202

C o lo m b ia 1614

A rg e n tin a

148

V e n e z u e la

14

N e w Z e a la n d

29

U n ite d K in g d o m

127

A u s tra lia

6

M e x ic o

14

C h ile

24

B e la ru s125

F ra n c e

95

S w e d e n

107

K o re a

222

C a n a d a

76

T h a ila n d47

M a la ys ia

311

J a p a n

720

G e rm a n y

88

B o liv ia

215

R u s s ia

103

E g yp t

129

B a n g la d e s h

200

U k ra in e

415

C h in a

1600

U .S .A .

965

P a k is ta n

326

Ira n 1385

B ra z il

588

Ita ly

[Source;Gas Vehicle Report Feb. ’07]

Page 19: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Precios de GNC

Egypt

0.410.77

0.62

Brazil

0.39

0.53

Argentina

0.42Bolivia

0.290.45

Chile

0.350.66

Colombia

0.490.84

Iran

0.231.09

Mexico

0.420.60U.S.A.

0.680.77

Canada

0.460.68

Italy

0.440.41

Sweden

0.690.79

France

0.540.71Germany

0.470.67

Ukraine

0.340.39

India

0.370.60

0.59

Pakistan

0.34

Bangladesh

0.180.30

Malaysia

0.400.54

Thailand

0.290.33

New Zealand

0.510.90

Japan

0.450.66

Korea

0.410.56China

0.540.67

Belarus

0.440.63

Russia

0.320.41

United Kingdom

0.420.50

Venezuela

0.020.04Trinidad and Tobago

0.380.80

En general el GNC es más barato en todo el mundoEn general el GNC es más barato en todo el mundo

Precio GNC cuando precio de la gasolina es 1.0 [Source;Gas Vehicle Report Feb. ’07]

Precio de GNC cuando el precio diesel es 1.0

Page 20: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Pruebas en México Consumo

DIESEL CONVENCIONAL

Tipo de camión km/litro

Cada Km

recorrido

cost ar á

Por cada peso de

combustible

r ecor r er á Km

Consumo de Combustible

6

5.31

6.76

$1.305

$1.017

$1.158

.766

.983

.863

Precio X litro diesel: $7.83

Precio X litro diesel: $7.83

Precio X litro GNC: $5.4

Precios al 16 jun ‘09

Page 21: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Pruebas en México Emisiones

DIESEL CONVENCIONAL

Tipo de camión PM

g/kWh

HC

g/kWh

Nox

g/kWh

CO

g/kWh

CO2

mg/km

Emisiones

.03

0

.008 1.53

.051

.009 .19

3.28 0.04

0.37 346.8

379.2

N/A N/A N/A

Page 22: Tecnologías de Combustibles Alternativos

Conclusiones

• Sólo se han hecho pruebas con diesel americano (15 ppm)

• Se han encontrado algunas dificultades y aún es prematuro identificar cuales son las causas.

• Se necesitan realizar aún más pruebas.

• Los resultados de las pruebas realizadas en México son razonables.

• En términos de protección al ambiente este tipo de unidades son la mejor opción.