Energía Limpia

Sobre

El transporte limpio abarca la producción y el uso de combustibles derivados de fuentes renovables para mover personas y productos. Estos combustibles renovables incluyen fuentes de energía producidas a través de procesos bioquímicos, mediante la extracción o conversión electro-química, mediante el uso de múltiples sistemas paralelos para aumentar la eficiencia energética en el transporte, y a través del almacenamiento y el uso móvil de la energía. Actualmente, estas tecnologías de transporte limpias pueden reemplazar casi todos los sistemas tradicionales de transporte derivados de combustibles fósiles. A partir de 2013, el transporte representaba el 15% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero[1]. Esta proporción sigue aumentando en el futuro previsible a medida que las economías en desarrollo han empezado a satisfacer una mayor demanda interna de bienes fabricados en el extranjero. Sin embargo, aún no se ha determinado el impacto de la tecnología de transporte limpio actual, y en muchos lugares del mundo, estas nuevas tecnologías han superado las expectativas.

Escala de Recursos

En Perú, los recursos disponibles para el desarrollo de tecnologías de transporte limpio y combustibles están prácticamente intactos y sin explotar. Estos incluyen, como se describe a continuación (Tipos de Tecnología), la producción de productos de petróleo renovables como el biodiesel, el etanol y el gas natural renovable, y el uso de electricidad renovable, ya sea almacenado en baterías, utilizado para convertir y crear otros combustibles renovables o utilizados en un sistema híbrido. En todos estos casos, el Perú cuenta con una impresionante variedad de recursos potenciales para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y aprovechar nuevas tecnologías de transporte excitantes.

Tipos de Tecnología

Productos Petrolíferos Renovables – Bio-Diesel y Etanol

El bio-diesel y el etanol se crean mediante el proceso de combinar grasas y aceites derivados de plantas con diversas formas de alcohol para producir hidrocarburos líquidos renovables. Estos combustibles pueden derivarse de una variedad de productos de desecho orgánico, así como un arsenal de cultivos energéticos como el maíz y la caña de azúcar. Uno de los aspectos más emocionantes de la producción de biodiésel está en la capacidad de aprovechar como una fuente renovable de energía algo que de otro modo sería desechado como residuo o ignorado como una fuente potencial de energía. Los productos de la entrada incluyen el aceite de cocina usado, el aceite de soja y otros aceites vegetales refinados, así como las hierbas como switchgrass y zahína[2]. Aún más alentador, el bio-diesel derivado de residuos a menudo explica las emisiones de gases de efecto invernadero más bajas y una mayor eficiencia energética en comparación con los cultivos energéticos[3][4]. Muchos países con una producción nacional robusta de bio-diesel han mandatado incluso mezclas con petro-diesel para mejorar la producción de combustible nacional y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. De manera similar, se han puesto en marcha mandatos para las mezclas de etanol con gasolina como una manera de aumentar el uso de combustibles renovables en vehículos de pasajeros y de servicio ligero. Brasil, por ejemplo, es un líder mundial en la producción de etanol derivado de la caña de azúcar, que proporciona tanto como la mitad del combustible para la flota de vehículos domésticos[5]. El etanol de caña de azúcar tiene un balance de energía del combustible de 8 a 1. El balance de energía de combustible describe la diferencia en las entradas de energía para producir un combustible contra las salidas de energía del uso del combustible. En consecuencia, cuanto mayor sea la proporción, mejor. Esto ha permitido a los fabricantes de vehículos en Brasil acceder a un gran combustible de origen nacional para vender sus productos, una ventaja significativa en comparación con los países donde se debe importar el combustible del vehículo. Comparado a otros tipos de producción del etanol, por ejemplo del maíz, que tiene un cociente de balance de energía mucho más bajo de apenas 1.3 a 1, está claro que algunas fuentes reanudables son mejores que otras[6].

Gas Natural Comprimido

Los combustibles renovables derivados de la producción sostenible de gas natural renovable (GNR) son otra herramienta para mejorar la economía del combustible de transporte y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. El gas natural comprimido (GNC) se puede utilizar como combustible independiente o mezclado con el GNC combustible-derivado fósil de una manera similar a los combustibles del bio-diesel y del etanol. Y GNR también se deriva predominante de la basura orgánica.
Foto abajo: Vehículo de carga que utiliza GNC como combustible

El biogás refinado es particularmente adecuado para la conversión en un combustible de transporte por varias razones. En primer lugar, los desechos orgánicos sobrantes se encuentran con mayor frecuencia en entornos urbanos donde la infraestructura de gestión de residuos es más probable que exista. En segundo lugar, las entidades del gobierno local estrechamente asociadas con las entidades de gestión de residuos tienen flotas de vehículos propias que podrían hacerse para utilizar GNC como combustible. Y por último, la economía de RNG favorece el uso local en comparación con el establecimiento de un acuerdo de larga distancia entre la producción y la utilización. Esto significa que, como una estrategia para aumentar la producción y la utilización de RNG como combustible para el transporte, los gobiernos locales y los municipios pueden desempeñar un papel clave. Además, los estudios han demostrado que los RNG derivados de residuos representan las emisiones negativas de gases de efecto invernadero en comparación con el GNC derivado del combustible fósil[7].
Foto abajo: Estación de combustible de GNC/RNG en el basurero municipal del Condado de Dane en Madison, Wisconsin en los Estados Unidos

Hidrógeno y Pilas de Combustible

El hidrógeno utilizado como combustible del transporte se alcanza lo más a menudo posible con el uso de una célula del combustible de hidrógeno. La energía de las celdas de combustible se apalanca a través de una reacción electroquímica que convierte la energía química, en este caso de hidrógeno, en electricidad. Diferente de una batería, las células de combustible confían en fuente sostenida de combustible y de oxígeno (sobre todo del aire) para funcionar[8]. El hidrógeno se puede derivar de una variedad de fuentes y de métodos, pero una de las opciones más accesibles del Perú, dado el recurso de energía solar considerable, está con electrólisis, usando electricidad como catalizador para separar elementos químicos. Una fuente de hidrógeno podría incluir biogás o gas natural renovable (CH4) utilizando electrólisis para liberar el hidrógeno del carbono. Las células de combustible de hidrógeno están llegando a estar disponibles para los vehículos de pasajeros ligeros y se espera que estén disponibles para los vehículos resistentes en los años que vienen.

Sistemas Híbridos

Estos sistemas de transporte implican el uso de múltiples sistemas en paralelo para mejorar la eficiencia energética global de un vehículo. La mayoría comercialmente prominente es el uso de un generador gasolina-accionado tradicional junto a un conducir-tren eléctrico. Estos sistemas híbridos han casi duplicado la eficiencia del combustible de los vehículos livianos y han visto recientemente el éxito en vehículos de alta resistencia. Los fabricantes de vehículos han producido varios modelos de vehículos híbridos, incluyendo el Prius de Toyota y el Volt de GM. En los últimos años, los fabricantes han mejorado el concepto híbrido introduciendo vehículos híbridos enchufables. A partir de 2010, casi todos los principales fabricantes de automóviles de todo el mundo ofrecían un modelo híbrido propio.

Vehículos Eléctricos

La tecnología de transporte más eficiente de energía disponible actualmente se encuentra en vehículos eléctricos. Los vehículos completamente eléctricos utilizan un banco de baterías para proporcionar energía almacenada a una transmisión eléctrica. Actualmente, estos sistemas están limitados por la economía y el rendimiento del paquete de baterías a bordo. Sin embargo, a medida que disminuye el costo de la producción de la batería y aumenta la densidad de energía, se espera que el costo de los vehículos eléctricos disminuya en los próximos años. Muchos fabricantes de vehículos se esfuerzan por ser los primeros en ofrecer un verdadero vehículo eléctrico a nivel de consumo a un precio de mercado ampliamente accesible que mantiene un nivel de alto rendimiento. Pero no es sólo el precio de los vehículos que está limitando la adopción de vehículos eléctricos.
Foto abajo: Tesla Model S y BMW i3 en Act Expo 2016 en Los Angeles, California en los Estados Unidos

La infraestructura de recarga o carga sigue careciendo en la mayoría de los lugares del mundo, incluso en el Perú y en toda Latinoamérica. Es importante notar que la infraestructura de carga podría ser setup para utilizar la red eléctrica existente, pero en muchos lugares, incluyendo Perú, la red eléctrica existente es accionada por los combustibles fósiles. La inclusión de estas fuentes de energía disminuye la eficiencia y las ganancias de las emisiones posibles mediante la utilización de vehículos eléctricos. Como es el caso de la producción de RNG, los gobiernos locales y los municipios pueden desempeñar un papel clave en la construcción de la infraestructura de carga de vehículos eléctricos al hacer inversiones iniciales en estos sistemas de transporte. El transporte público es una opción particularmente atractiva para que los gobiernos locales inviertan en vehículos eléctricos. Tan recientemente como abril de 2018, se lanzó un proyecto para operar un autobús eléctrico en Lima, Perú[9]. Este paso inicial es increíblemente importante para ver una exposición más extendida y la adopción de esta nueva y prometedora tecnología.

Infraestructura Existente

Actualmente, la economía de combustible de transporte de Perú está dominada por las industrias petroleras, que sigue siendo un desafío considerable para el perfil de emisiones del país, pero también para la salud humana. El Perú ocupó el puesto 12 entre 98 países incluidos en un análisis de “índice de contaminación”, el más alto de cualquier país listado en la región[10]. Por lo tanto, los encargados de la formulación de políticas deberían incluir el mayor costo de la atención de la salud en el Perú necesario para tratar las enfermedades que surgen de la mala calidad del aire, que en el Perú es predominantemente (80%) como resultado de las emisiones del transporte[11]. En consecuencia, hay muy poca infraestructura de transporte limpia actualmente en funcionamiento en Perú. La primera estación de repostaje de GNC se abrió sólo en 2014 en Trujillo[12], una ley de una mezcla de etanol de 7.8% y una mezcla de biodiésel al 5% en combustibles nacionales para 2010[13], y actualmente no hay información disponible sobre el reabastecimiento de hidrógeno o la carga de vehículos eléctricos Estaciones.

Oportunidades

Dado el bajo nivel de construcción de la infraestructura de transporte limpio, es una gran oportunidad para que el Perú desarrolle una red eficaz de estaciones de recarga y carga. Y con el desarrollo de sistemas de energía renovable como los sistemas de biogás y energía solar en regiones clave del país, la carga de GNC y de vehículos eléctricos podría considerarse un uso potencial adicional del recurso energético para generar ingresos para un proyecto . Particularmente con el predominio del transporte público en Perú, y los recursos de energía renovables relevantes disponibles en y alrededor de áreas urbanas, los gobiernos locales podrían encontrar un recurso de energía renovable considerable para explotar para transformar el público de su ciudad infraestructura de transporte. Esto serviría como una inversión importante no sólo en la energía limpia en el Perú, sino también en la mejora de la salud pública.

[1] Center for Climate and Energy Solutions – https://www.c2es.org/content/international-emissions/

[2] Dale, Bruce E. – “Grassoline in your tank: Why Cellulosic Ethanol is Nearer than You Think” – http://old.nwm.org/downloads/grassolineinyourtankdrbrucedale.pdf

[3] Sam, Yoon Ki, et al. “Effects Of Canola Oil Biodiesel Fuel Blends On Combustion, Performance, And Emissions Reduction In A Common Rail Diesel Engine.” Energies (19961073) 7.12 (2014): 8132–8149. Academic Search Complete. Web. 14 Nov. 2015. – https://pdfs.semanticscholar.org/3885/c23f3a5161aaa252e2c6a511ddf393ce0a26.pdf

[4] Muralidharan, K. K.; Vasudevan, D. D. (2011). – “Performance, emission and combustion characteristics of a variable compression ratio engine using methyl esters of waste cooking oil and diesel blends” – https://doi.org/10.1016%2Fj.apenergy.2011.04.014

[5] Agência Brasil – https://web.archive.org/web/20081226014527/http://br.invertia.com/noticias/noticia.aspx?idNoticia=200807152306_ABR_77211977

[6] Sanders, Robert – University of California-Berkeley – https://www.berkeley.edu/news/media/releases/2006/01/26_ethanol.shtml

[7] Argonne National Laboratory, Energy Systems Division – “Well-to-Wheels Analysis of Landfill Gas-Based

Pathways and Their Addition to the GREET Model” – https://greet.es.anl.gov/files/xkdaqgyk0

[8] Khurmi, R. S. – http://www.biblio.com/books/436308472.html

[9] Ermelinda Maglione, APRIL 23, 2018 – Living in Peru – “First Electric Bus Made in Peru will Serve Lima Very Soon” – https://www.livinginperu.com/first-electric-bus-made-peru-will-serve-lima-soon/

[10] https://www.numbeo.com/pollution/rankings_by_country.jsp

[11] Peruvian Times – “World Health Organization Says Lima has Worst Air Pollution in LatAm” – https://www.peruviantimes.com/08/world-health-organization-says-lima-has-worst-air-pollution-in-latam/22119/

[12] NGV Journal – “Peru: first compressed natural gas station opens in Trujillo” – http://www.ngvjournal.com/s1-news/c4-stations/peru-first-compressed-natural-gas-station-opens-in-trujillo/

[13] Global Climatescope.org – http://global-climatescope.org/en/policies/#/policy/1822