Patrik Akerman - Siemens eHighway Project, Alemania

El sistema eHighway tiene una eficiencia energética muy por encima de los motores de combustión convencionales

Patrik Akerman se incorporó a Siemens en 2009 como desarrollador de negocios para el proyect eHighway, una solución para electrificar el transporte de mercancías por carretera.

¿Podría resumirnos en qué consiste Siemens eHighway Project y donde se está desarrollando?

La iniciativa eHighway se plantea como una solución para electrificar el transporte de mercancías por carretera. El sistema de Siemens combina la eficiencia de la vía férrea con la flexibilidad de los camiones dando como resultado una solución innovadora que es eficiente en términos económicos y ambientales.

El sistema posibilita la reducción de los combustibles fósiles y de los costes asociados al uso de camiones y al mismo tiempo supone una reducción de emisiones de CO2 y óxidos de nitrógeno.

La infraestructura de línea ya ha sido probada para proveer energía eléctrica a múltiples vehículos simultáneamente, con resultados eficaces. Los camiones pueden ser híbridos o totalmente eléctricos. Están dotados con una fuente de energía incorporada que les permite funcionar en rutas en las que no exista la infraestructura de línea de contacto.

Este sistema de líneas de contacto se basa en el sistema de vía férrea pero con un innovador pantógrafo que añade flexibilidad a los camiones. El pantógrafo puede conectarse a la línea de contacto a cualquier velocidad de autovía, así que realizar adelantamientos o conducir en rutas que no tienen el sistema tampoco es un problema.

El proyecto ENUBA para el desarrollo de eHighway comenzó en 2010 y ha sido testado en un camión privado a las afueras de Berlín y los avances hasta hoy, son remarcables. También se está construyendo un proyecto demostrativo en una carretera pública en California (cerca de los puertos de Los Ángeles y Long Beach) y en Suecia (Gävle) donde el sistema demostrará su fiabilidad en una sección pública de la autovía durante 2 años, comenzando este 22 de junio. El gobierno alemán también ha lanzado una convocatoria para la realización de un ensayo en una carretera pública con el objetivo de que empiece a funcionar en otoño de 2017. Varios estados federales ya se han postulado y están siendo evaluados en Berlín.

 

Es muy difícil eliminar el transporte de mercancías por carretera con camiones tradicionales ¿qué papel juegan aquí los camiones híbridos y eléctricos y qué otras alternativas existen?

Es cierto que existen otras alternativas para la descarbonización del resto de transporte de mercancías. En ocasiones el gas natural se menciona como alternativa para los camiones, a pesar de producir más o menos las mismas emisiones que el diesel si se incluyen las emisiones que se originan durante su producción. A menudo se mencionan también los biocombustibles; pero a pesar de que algunos se producen de forma sostenible, hay muchas dudas sobre qué cantidades se pueden producir de forma sostenible. Por eso, teniendo esto en cuenta, pensamos que es más sensato reservar este tipo de alternativas para otras formas de transporte que son difíciles de electrificar (como la aviación o los barcos transatlánticos).

La descarbonización del transporte es parte de una transición en la que el sector energético busca la eliminación de las emisiones de GEI. Así que es natural preguntarse cuál será el rol de la energía renovable en el transporte de mercancías. Las baterías para los vehículos eléctricos (BEVs de sus siglas en inglés) son comunes en vehículos ligeros eléctricos para transporte personal, pero la energía que demanda el transporte de mercancías es muy diferente. Un camión de 40 toneladas que recorre 500-100 km/día necesitaría una batería de unas 20 toneladas. Esto reduciría su carga útil, y además surge el de recargar diariamente una batería de semejante tamaño, en un tiempo razonable y que no reduzca su tiempo de vida. Debido a las dudas que tienen los fabricantes de camiones sobre la fiabilidad de contar sólo con la energía de la batería, muchos de ellos ya investigan cómo convertir la energía eléctrica renovable en alguna forma de energía química (electrolisis, energía líquida). Pero estos procesos están íntimamente asociados a las pérdidas de energía, que terminan encareciéndolos llegando a ser más caros que el uso directo de electricidad.

El sector ferroviario tiene una amplia experiencia con sistemas que proveen electricidad a vehículos en movimiento. Tendrá sentido invertir, en raíles o en cualquier otra infraestructura, siempre y cuando su utilización sea lo suficientemente elevada. El Ministerio de Medio Ambiente Alemán (BMUB) ha estimado que el 60% de las emisiones de GEI se producen en las autovías, a pesar de que sólo constituyen el 2% de la red de carreteras. Buscando una solución basada en las infraestructuras, el BMUD y Siemens comenzaron una investigación sobre las posibilidades de los Sistemas de Carretera Electrificadas (ERS), en el ya mencionado proyecto ENUBA.

Es cierto que las soluciones de infraestructuras-ERS necesitarían disponer de carreteras segmentadas, dispositivos de detección, transmisores, enchufes y refrigeración; es decir, un sistema complejo y un reto. El incremento de la complejidad suele hacer que el sistema sea más caro tanto para construirlo como para mantenerlo, especialmente en una autovía. A esto se suma que al introducir nuevas infraestructuras en una carretera esto tendrá consecuencias para el propio mantenimiento de la carretera. Por tanto partimos de que cualquier problema en la carretera o en la infraestructura eléctrica tendrá consecuencias, ya que estamos hablando de zonas de tráfico denso.

Otro reto, sobre todo en las soluciones de inducción, sería el de poder conseguir una elevada eficiencia a altas velocidades en las autovías, y así poder ahorrar energía con la que financiar la inversión que se necesite. Estos retos de coste, fiabilidad y posibles ahorros se pueden solucionar con los intercambios comerciales asociados a un sistema de línea de contacto. Por ejemplo, a pesar de que es cierto que la aplicación de sistemas de línea de contacto a vehículos pequeños no es del todo viable, esto no supone un problema, ya que hoy se disponen de muchas soluciones en el mercado para este tipo de vehículo. Un proyecto financiado por la UE ya ha estudiado los usos potenciales del ERS y los resultados preliminares de momento sólo apuntan a camiones y autobuses.

 

 

El transporte por una carretera electrificada ¿en cuánto reduce el consumo de energía y la contaminación del aire?

El sistema eHighway tiene una eficiencia energética desde la entrada en la subestación hasta la rueda de un 80-85%, y esto antes de considerar el ahorro potencial del frenado de recuperación. Si usamos la electricidad que es generada de fuentes renovables y consideramos algunas pérdidas en la trasmisión, por ejemplo 4%, la WTW eficiencia total podría ser de hasta un 77%. Esto está muy por encima de los motores de combustión convencionales, que tienen una eficiencia de 40%. La Agencia de Medio Ambiente Alemana (Umweltbundesamt–UBA) calculó que esta diferencia se traduce en menos coste en las operaciones, incluso cuando se incluye la inversión que se necesita en la infraestructura-ERS en las autovías alemanas.

Mientras se conduce de forma eléctrica las emisiones locales asociadas al diesel se evitan y, como ocurre con todas las soluciones eléctricas al transporte, el impacto global en emisiones GEI dependerá de la fuente de energía que se utilice.

La IEA estimó que mientras la huella de carbono esté por debajo de 594 g/kWh, la ERS ayudará a reducir la emisión de los camiones. Además de este beneficio, la electrificación también facilita la descarbonización del sector energético dentro del transporte de mercancías.

 

¿Cómo se aplica el sistema eHighway en una autopista?

El sistema de catenarias puede implementarse sin problemas ya que la infraestructura podría establecerse sobre el carril derecho de la autovía. Existiendo soluciones para puentes y otros obstáculos. En cuanto a la seguridad en el sistema de carreteras públicas, se han realizado evaluaciones técnicas en Alemania y Suecia. La última evaluación realizada ha puesto de manifiesto que se puede construir la infraestructura sin excepciones. Esto significa que no existe impedimento para implementar el sistema en cualquier autovía de Suecia. Además la interacción entre los mismos subsistemas y con el medio, han sido examinados y no se han encontrado problemas relevantes.

El sistema se puede ajustar a distintas opciones, así es posible usar eHighway en puertos de carretera o de larga distancia. En relación a la cadena de tracción eléctrica híbrida de los camiones proporcionan diferentes posibilidades de configuración. Esto conduce a una alineación óptima de la cadena de tracción a las necesidades de cada aplicación.

 

En su opinión ¿qué papel cree que deben jugar las administraciones y la normativa para desarrollar este sistema?

Las administraciones públicas de Alemania y Suecia han tenido un rol productivo y responsable al darse cuenta de que el transporte de mercancías se enfrenta a un gran reto en la descarbonización del sector y que por tanto es necesario considerar otras soluciones innovadoras. También son conscientes de que para que una solución sea sostenible y tenga impacto, tiene que ser económicamente atractiva. Así que un primer paso es comparar el coste-beneficio de distintas opciones tecnológicas, incluyendo ERS. Otras administraciones ya están incorporando el ERS entre sus opciones y hay más por llegar.

Si estas administraciones concluyen que ERS es la forma más económica para la descarbonización del transporte de mercancías, un segundo paso es la realización de evaluaciones técnicas como las de Alemania y Suecia para ver cómo se puede integrar el sistema en su red de carreteras. Esta es una oportunidad para la colaboración internacional, especialmente en áreas de transporte integrado como Schengen. Asegurar el funcionamiento entre fronteras es esencial y requiere del compromiso de las autoridades viarias nacionales. Existen ya señales prometedoras en cuanto a intercambio de información entre países que están realizando proyectos ERS, y según los beneficios económicos se vayan conociendo se espera que esto mejore aún más.

 

¿Cuántos camiones se podrían conectar a una eHighway al mismo tiempo?

La electricidad se provee a la línea de contacto en las subestaciones que existen a lo largo de la ruta. La energía de cada subestación y la distancia entre ellas, vendrá marcada según el tráfico que se espere. Utilizando herramientas de electrificación ferroviaria de Siemens, en las que se ha simulado una demanda energética equivalente a una autovía alemana congestionada, se ha averiguado que esto no representaría un problema para el sistema.

 

¿Cuáles son las posibles aplicaciones del sistema en rutas que no sean de uso intensivo?

Gracias a la facilidad de adaptación a distintos medios y a su fácil implementación presenta muchas aplicaciones potenciales. A corto plazo el sistema eHighway se plantea para puertos y centros de carga en zonas con elevado tráfico. En la industria pesada se valora su aplicación en el sector minero.

En cuanto a su aplicación, y en un plazo más a largo, también tendrá su potencial en la red de carreteras nacionales. Como sucede con cualquier infraestructura, desde puentes u otros, el sistema se utilizará allí dónde el tráfico justifique la inversión, así que se espera su uso en rutas de tráfico pesado.

Yendo aún más allá, podríamos especular sobre una motivación más ambiental en la que no hiciera falta la justificación de un elevado uso para implementarla, si no la instauración de un transporte público bajo o nulo en emisiones, por razones de calidad del aire, por ejemplo. Nos han preguntado a menudo sobre la aplicación de eHighway como solución a la red de autobuses en las ciudades, pero Siemens aún no se lo ha planteado ya que se ha centrado en el transporte pesado en carretera y corredores. 

 

¿Qué sucede con los aspectos socioeconómicos del sistema? ¿Tendrá impactos sobre el empleo por ejemplo?

Los beneficios en cuanto a calidad del aire, especialmente en áreas cercanas a zonas urbanas están muy documentados. Las áreas afectadas suelen ser zonas cuyos habitantes tienen ingresos por debajo de la media, así que las autovías más limpias podrían beneficiar a quién  más lo necesita.

Los estudios económicos hasta el momento se han centrado en reducir el coste del transporte, lo que debería ser positivo para el crecimiento económico y por tanto también para el empleo. Naturalmente, en la fase de construcción, se necesitaría mano de obra extra.

 

[Ver vídeo - La autopista del futuro será ecológica http://dw.com/p/1IpqR]

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