Ficha detallada

Carreteras eléctricas: ¿Una solución para el futuro?

  • Fecha : 2018
  • Campo(s) : Medio Ambiente / Operaciones en la red de carreteras
  • Ref. AIPCR : 2018SP04EN
  • Número de páginas : 100

Cada vez es más probable que los vehículos eléctricos desempeñen un papel importante en el futuro del transporte por carretera. Mientras que los vehículos eléctricos comerciales existen, su aceptación ha sido limitada debido a los altos costos de compra, el alcance limitado de la batería y la falta de conveniencia de carga. Además, a pesar de los avances en curso, los grupos motopropulsores eléctricos e híbridos todavía no se han integrado de forma eficiente en los vehículos pesados de transporte de mercancías (camiones). Una forma novedosa de superar estos desafíos son los Sistemas Eléctricos de Carreteras, una rama de las tecnologías que permiten que los vehículos se carguen mientras están en movimiento. Existe información limitada con respecto al desempeño comparativo de las soluciones de ERS, la preparación para el mercado, los costos y los problemas de implementación. Con este fin, la Asociación Mundial de Carreteras (AIPCR) encargó al TRL que llevara a cabo una revisión del estado actual de la técnica y un estudio de viabilidad de los conceptos de la ERS, centrándose en la aplicación de la ERS desde la perspectiva de una administración de carreteras.

El estudio tuvo tres fases interrelacionadas:

  1. revisión del estado actual de la técnica y participación de los grupos de interés,
  2. evaluación de la viabilidad tecnológica y de la aplicación, y
  3. explorar el modelo de negocio para la adopción de ERS.

También se emprendió una revisión de la carga estacionaria y otras alternativas a las tecnologías de propulsión de combustibles fósiles. El estudio adoptó una perspectiva global, comprometiéndose con las principales partes interesadas (administraciones de carreteras, investigadores, desarrolladores de ERS, industria del transporte de mercancías) de países de todo el espectro económico a través de una encuesta en línea y entrevistas con los expertos pertinentes. Esto sirvió de base para la revisión, resaltando las opiniones de las partes interesadas sobre los beneficios, las limitaciones y las barreras para el desarrollo y la implementación. Se identificaron un total de 17 sistemas viables de ERS. Éstos se dividen en tres categorías: inductivo (inalámbrico), carril conductor y sobrecarga conductiva. La mayoría de los ERS inductivos tienen un nivel de preparación tecnológica (TRL) entre TRL3-4; con pocos sistemas que avancen más allá de TRL6. Las contrapartes conductoras son más maduras, típicamente entre TRL4-5, con algunos sistemas entre TRL6-8. Los tres tipos de ERS están siendo sometidos a pruebas de carretera de alguna forma, con avances rápidos en los últimos 5 años.

Los tres conceptos son tecnológicamente viables, proporcionando ventajas/limitaciones comparables y únicas. Por ejemplo, los sistemas conductores son más capaces y están más preparados para satisfacer las necesidades energéticas de los vehículos pesados. Mientras que los ERS inductivos son generalmente más adecuados para vehículos con requisitos de potencia más bajos y no pueden funcionar con eficiencias iguales a las de los sistemas conductores. Se llevaron a cabo evaluaciones de riesgo de cada tecnología, con resultados que sugieren que la mayoría de los riesgos son"bajos a muy bajos". Sin embargo, las soluciones ferroviarias conductoras eran intrínsecamente más arriesgadas debido a: la presencia de un conductor vivo abierto en las carreteras de alta velocidad; y su impacto en las actividades de mantenimiento de carreteras. Surgen preocupaciones sobre el impacto de cualquier tipo de sistema que se integre en la estructura del pavimento, en cuanto a durabilidad, mantenimiento futuro y seguridad. La interoperabilidad, dentro de las categorías de ERS y entre ellas, no existe actualmente.

Los resultados de la participación de las partes interesadas sugieren que, a pesar de las incertidumbres sobre el rendimiento de la ERS y de las barreras para su aplicación, la mayoría consideraba que la ERS sería clave para descarbonizar el transporte por carretera. Aproximadamente la mitad de los participantes de la encuesta participaron activamente en la investigación de ERS (desde estudios de escritorio hasta ensayos de carretera). La mayor parte de la investigación se lleva a cabo en Europa, Corea del Sur, Japón y los Estados Unidos. Las conversaciones con las administraciones de carreteras y los promotores hicieron hincapié en que los diferentes conceptos de las ERS deben considerarse como soluciones para determinadas situaciones, y no como "rivales". En cambio, el objetivo general de todas las soluciones es mejorar la sostenibilidad de las redes de transporte por carretera y mitigar los niveles actuales de impacto ambiental. Las partes interesadas identificaron a la industria del transporte de mercancías y a los operadores de transporte público como los que probablemente adoptaron por primera vez las ERS. Las partes interesadas señalaron que los principales obstáculos a la aplicación eran los elevados costos de capital (para la instalación, el mantenimiento y la administración), además de los riesgos asociados a una tecnología relativamente inmadura. Un mensaje clave de las partes interesadas fue que el apoyo gubernamental es fundamental para el desarrollo de las ERS y para abordar las preocupaciones de la industria.

Como parte del estudio, se llevó a cabo un taller, con expertos relevantes, para discutir los desafíos potenciales de implementación de la ERS en los Países de Renta Baja y Media (PRMB). En cuanto a la instalación, se identificaron los siguientes desafíos: el tipo de construcción de la infraestructura existente, la composición de la flota, la falta/disponibilidad de habilidades y recursos, y la limitada infraestructura y capacidad de la red. Sin embargo, los países de ingresos bajos y medios tienen algunas oportunidades únicas, como la combinación de la construcción de nuevas carreteras e infraestructura de red con instalaciones de ERS. El consenso general del taller fue que la ERS tendría que ser establecida primero en los países de altos ingresos antes de que pudiera ser considerada de manera realista para su implementación en los países de ingresos bajos y medios. Además, dados los altos costos de capital asociados con la ERS y las muchas otras prioridades en LMIC que requieren inversión y apoyo, no es probable que la ERS se instale en un futuro cercano. Es posible que, a largo plazo, las ERS puedan instalarse en rutas transnacionales de transporte de mercancías si se dispone de financiación externa.

La mayor parte de la investigación actual se centra en la funcionalidad y la instalación. Sin embargo, había que prestar más atención a otros aspectos, como la viabilidad económica y el desarrollo de modelos empresariales atractivos. El estudio presenta un análisis de coste-beneficio específico del Reino Unido para un estudio de caso de autopista. Las hipótesis, basadas en los resultados de las fases 1 y 2, se basaron en los precios de instalación, la adopción de la tecnología y los tipos de vehículos adecuados para los conceptos de ERS. Los resultados sugieren que algunos tipos de ERS podrían ser económicamente viables con un margen eléctrico suficiente y una penetración tecnológica suficiente. Sin embargo, debe haber una clara comprensión de quién es la principal base de clientes. El tipo de concepto ERS afecta al mercado potencial, ya que el sistema de techo conductivo sólo puede ser utilizado por vehículos más altos como camiones y autobuses, mientras que los sistemas de carretera pueden ser utilizados tanto por vehículos ligeros como por camiones. Sin embargo, en el caso de los vehículos ligeros, la ERS competiría con otras soluciones de carga; es probable que los propietarios privados de vehículos eléctricos utilicen principalmente soluciones de carga estáticas o enchufables. Los avances en otras tecnologías de baja emisión de carbono, como los biocombustibles, las pilas de combustible y las baterías eléctricas, también pueden influir en la adopción de la ERS. Hasta ahora no hay evidencia clara que sugiera que promovería o limitaría la implementación de la ERS. Con respecto a la entrega, todavía no está claro dónde debe recaer la responsabilidad de la propiedad y el funcionamiento de la tecnología ERS. Lo más probable es que se necesite alguna forma de asociación entre el sector público y el privado para su aplicación. Para ello será necesario modificar el marco reglamentario vigente y las concesiones entre las administraciones de carreteras y los contratistas.

En general, el estudio llegó a la conclusión de que la ERS puede desempeñar un papel importante en la descarbonización del transporte por carretera, pero a corto plazo es más probable que sea adaptada por partes específicas para satisfacer necesidades localizadas que una solución universal.

Las recomendaciones para las administraciones de carreteras se presentan en dos fases:

  1. pasos intermedios para la aplicación de la ERS, que incluyen: la identificación de las rutas potenciales para la aplicación de la ERS; la identificación de las normas y políticas pertinentes que requieren modificaciones para planificar la integración futura; la participación en foros internacionales y comités técnicos; y el intercambio de conocimientos con las administraciones internacionales de carreteras y organizaciones de investigación;
  2. El objetivo a largo plazo debe ser apoyar y participar en pruebas de carretera que tengan por objeto comprender mejor los beneficios y las repercusiones de la ERS para una red de transporte determinada.

Las ANR de los países de ingresos bajos y medios deberían seguir supervisando la evolución de la ERS; participar en debates internacionales; identificar los retos específicos de cada país; y considerar las soluciones de la ERS en las futuras oportunidades de fondos verdes, en particular para la construcción de nuevas carreteras y en los corredores internacionales de transporte de mercancías. También se sugirió que la AIPCR podría apoyar a sus miembros buscando oportunidades para asociarse con otras partes interesadas clave y copatrocinando una conferencia internacional sobre el desarrollo de la ERS; estableciendo un grupo de trabajo sobre combustibles alternativos en el próximo ciclo de trabajo; y representando a las administraciones de carreteras en los debates mundiales sobre la ERS.

Versión en inglés
Electric road systems: a solution for the future?

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