Diagnosi
i perspectives
del vehicle elèctric a Catalunya
Joan Pallisé (coord.)
Diagnosi
i perspectives
del vehicle elèctric a Catalunya
Informes del CADS 10
Joan Pallisé (coord.) Autors:
Francesc Astals Ignasi Cairó Joan Comellas Francesc Martínez Joan Pallisé Jordi Serra
Generalitat de Catalunya
Departament de la Vicepresidència
Consell Assessor per al Desenvolupament Sostenible de Catalunya (CADS) www.gencat.cat/CADS
Joan Pallisé, coordinador
Disseny: Primer Segona, serveis de comunicació
Maquetació: Ferran Ruiz, Imatge i Comunicació Gràfica Impressió: Puresa
Dipòsit legal: B-7.915-2010 ISBN: 978-84-393-8293-5 Tiratge: 600 exemplars
Alguns drets reservats
El Consell Assessor per al Desenvolupament Sostenible de Catalunya (CADS) no comparteix necessàriament les opinions expressades pels autors d’aquesta publicació.
I. Pallisé, Joan, ed. II. Astals, Francesc III. Consell Assessor per al Desenvolupa- ment Sostenible (Catalunya) IV. Catalunya. Departament de la Vicepresidència V.
Col·lecció: Informes del CADS ; 10 1. Vehicles elèctrics – Catalunya 621.33
Sumari
Presentació
...91.
.Introducció
...11. 1.1. Objectius i abast de l’estudi...11
2.
.Problemàtiques del transport i recerca d’alternatives
...13. 2.1. Evolució de les dades de mobilitat i transport...13
2.1.1. Mobilitat terrestre a Catalunya...14
2.1.2. Consum energètic del transport...15
2.1.3. Consum de combustibles derivats del petroli...16
2.1.4. Els preus del combustible...16
2.2. Emissions i qualitat de l’aire de l’actual model de transport...17
2.2.1. Emissió de gasos contaminants...17
2.2.2. Gasos amb efecte d’hivernacle...18
2.3. Cercant alternatives: nous combustibles i noves tecnologies per al transport...20
2.3.1. Els biocombustibles...20
2.3.2. L’hidrogen i les piles de combustible...23
3. Els vehicles elèctrics
...253.1. Els orígens: una mica d’història...25
3.2. Classificació dels vehicles elèctrics...27
3.3. Característiques dels vehicles elèctrics...28
3.4. Principals característiques dels vehicles elèctrics híbrids (PhEV)...29
3.4.1. Vehicles híbrids en sèrie...29
3.4.2. Vehicles híbrids en paral·lel...29
3.4.3. Vehicles híbrids mixtos...30
3.5. Necessitats d’emmagatzematge en el vehicle elèctric...30
4. Prospectiva d’evolució del mercat dels vehicles elèctrics
...314.1. Estimació i prospectiva a curt termini (2010-2015)...31
4.2. Panorama actual de producció i comercialització de vehicles elèctrics...32
4.3. Situació dels subsectors industrials i empresarials a Catalunya...34
4.4. El cas de la logística i distribució urbana de mercaderies. Implementació i millora amb vehicles elèctrics...35
5. Demanda energètica i xarxes de distribució davant del desplegament del vehicle elèctric
...395.1. La generació d’electricitat a Catalunya...39
5.2. La demanda d’energia al sistema elèctric...41
5.3. La gestió de la demanda en el sistema elèctric. Importància de la introducció del vehicle elèctric...43
5.3.1. Repercussions sobre el parc de generació i la xarxa de transport...44
5.3.2. Repercussions sobre la distribució d’energia elèctrica...45
6. La recàrrega dels vehicles elèctrics
...516.1. Modalitats de càrrega dels vehicles elèctrics...51
6.1.1. Necessitats temporals de càrrega...52
6.1.2. El subministrament d’energia a la via pública...52
6.1.3. El subministrament d’energia als aparcaments...52
6.1.4. La contractació d’energia per a la càrrega del vehicle elèctric...52
6.1.5. La capacitat dels centres de transformació i de les xarxes de distribució...53
6.1.6. Aspectes singulars del procés de càrrega del vehicle. Comportament elèctric del vehicle...53
6.1.7. Gestió tècnica del sistema de càrrega de vehicles...54
6.2. Característiques de la recàrrega...55
6.3. Mètodes, infraestructures i equipaments...57
6.4. Ubicació dels punts de recàrrega des del punt de vista de l’usuari...61
7. Sistemes d’emmagatzematge d’energia per als vehicles elèctrics
...637.1. Les bateries: característiques principals per a la seva avaluació...64
7.2. Tipus de bateries. Descripció i funcionament...66
7.2.1. Bateries en medi àcid...67
7.2.2. Bateries alcalines...68
7.2.3. Bateria d’ió liti...68
7.2.4. Bateria d’ió liti-polímer (plm)...71
7.2.5. Bateria zEBRA...71
7.3. Comparació entre els tipus de bateries per a vehicles elèctrics...72
7.4. Introducció als supercondensadors per a vehicles elèctrics...73
7.4.1. Comparació entre supercondensadors
i bateries convencionals...74
7.4.2. Tecnologia de supercondensadors...74
7.4.3. Tipus de supercondensadors...74
7.5. Nous desenvolupaments i alternatives en la recerca de bateries...75
7.5.1. Manipulacions genètiques...75
7.5.2. Utilització de la nanotecnologia...76
7.5.3. Cel·les d’hidrogen...76
7.5.4. Bateries d’alumini-aire...77
7.5.5. Bateries de zinc-aire...77
8. Aspectes ambientals en relació amb el vehicle elèctric
...798.1. Contaminació acústica...79
8.2. Generació de residus especials...80
8.3. Les emissions de gasos contaminants...80
8.4. Anàlisi “del pou a les rodes”: eficiència energètica del vehicle elèctric i emissions de CO2...80
8.5. Les matèries primeres i els impactes ambientals de les bateries...83
9. Actuacions destacades d’alguns països. La resposta de les ciutats
...8510. Conclusions, propostes i recomanacions
...8910.1. Recàrrega intel·ligent dels vehicles elèctrics...89
10.2. Sectors empresarials prioritaris...91
10.3. Recerca i desenvolupament...91
10.4. Suport per part de totes les institucions...93
10.5. Desplegament dels punts de recàrrega...93
10.6. Oportunitats de canvis en el model de mobilitat...95
Bibliografia
...97Índexs de taules i de figures
...101Alguns dels reptes de la Catalunya actual, com podrien ser la superació de la crisi econòmica, la mitigació dels efectes derivats del canvi climàtic o l’articulació d’un nou model energètic segur i sostenible, entronquen direc- tament amb les perspectives que ofereix la implantació del vehicle elèctric al nostre país. I així queda reflectit en aquest estudi del CADS on l’enorme potencial de Catalunya, tant per capacitat industrial com per impuls d’un nou mix energètic, es posa en evidència, a la vegada que s’insta de manera urgent a entrar decididament en el que serà sens dubte un sector econòmic de futur.
La necessària transformació del model productiu català és un fet que ja ningú no qüestiona, i les perspectives de desenvolupar el vehicle elèctric obren un ventall tan gran d’oportunitats tecnològiques, productives i de generació d’ocupació que no podem desestimar. Les inversions en R+D associades al vehicle elèctric s’estenen des de l’àmbit de la indústria de l’automòbil i de components fins al camp de la distribució de l’energia i el desenvolupament de xarxes intel·ligents. Les possibilitats de reconversió i reestructuració del sector s’afegeixen a la necessitat d’ocupar- nos no tant de salvar els llocs de treball del passat com de crear els llocs de treball del futur.
També des de la perspectiva energètica l’aposta és interessant. El fet que el transport consumeixi una tercera part de l’energia final, i aquesta sigui bàsicament extreta del petroli situa el sector del transport en un context de baixa eficiència i alta contaminació. La possibilitat que obre el vehicle elèctric en la generació d’energia a partir de fonts renovables dóna un valor afegit al potencial del vehicle elèctric en termes d’assolir un model de transport menys generador d’emissions de gasos i de reduir la nostra elevada dependència energètica del petroli.
Certament treballar per la implantació del vehicle elèctric implica una transició cap a un nou model de mobilitat que només es farà efectiu en el llarg termini. Però la cursa ja ha començat, com així ho demostren les experiències de països com Dinamarca, Israel, Portugal, Estatus Units o la Xina. El Govern ha d’impulsar aquesta transfor- mació que de fet acaba esdevenint de tota la societat, de la pròpia Administració, però també de les empreses i la ciutadania.
I el fet que la complexitat del canvi ens avisi que cal fer-lo de manera progressiva i concertada no ha de desviar-nos de la necessitat d’iniciar des d’ara les estratègies necessàries perquè Catalunya esdevingui un node de referència en l’impuls i la implantació del vehicle elèctric com a nou vector industrial. Per capacitat productiva i tecnològica, per eficiència energètica i per responsabilitat ambiental.
Josep-Lluís Carod-Rovira Vicepresident del Govern de la Generalitat
Presentació.
dència exterior i volatilitat de preus que tots coneixem.
A Catalunya, un 28 % de les emissions totals de gasos amb efecte d’hivernacle1 provenen del transport (el 34 % si només ens fixem en el CO2!). Alhora, el vehi- cle elèctric ofereix oportunitats per al desplegament de les energies renovables, i per a una gestió més eficient de la xarxa elèctrica. És també una oportunitat econò- mica per a Catalunya, un nou sector de coneixement, industrial i empresarial.
hem de recordar, però, que la “sostenibilitat” final del vehicle elèctric dependrà de com s’aprofitin aquestes sinergies, de com es produeixi l’electricitat, i dels can- vis que cal fer també en el model de mobilitat i de dependència del vehicle privat. Només substituint el parc de vehicles actual per vehicles elèctrics no resol- drem els problemes de mobilitat. Cal, doncs, ser pro- actius per fer possible que el desplegament del vehicle elèctric aprofiti al màxim les oportunitats i sigui l’inici d’una revolució energètica. La introducció de qualse- vol tecnologia s’ha de fer bé: cal considerar els pros i els contres, planificar els passos necessaris, i implicar- hi tots els sectors. L’estudi és un primer pas en aquest sentit, que identifica les necessitats de futur i fa reco- manacions a tots els nivells.
Aquest estudi és el resultat també d’una intensa i inno- vadora tasca del CADS, que ja fa anys que té l’energia i les seves derivades com un dels seus principals àmbits d’interès i d’acció. Per fer front als reptes energètics calen polítiques decidides que pretenguin canviar la si- tuació actual per nous models més sostenibles ambien- talment, econòmicament i socialment. Ja l’any 2006 el CADS va promoure l’estudi AMEEC2, una ambiciosa proposta per diagnosticar i plantejar les perspectives de futur en la relació entre el model econòmic i el con- sum d’energia a Catalunya, en un context on la crisi internacional de preus del petroli conferia un interès extra a les alternatives de consum de petroli al nos- tre país. L’estudi AMEEC ja concloïa que el transport era un dels sectors clau on s’havia d’actuar. Posterior- ment, des del Consell s’apostà per avaluar la generació Si l’abril de 2008, quan em van convidar a parlar
del vehicle elèctric en unes jornades organitzades per l’Associació per a la Promoció del Vehicle Elèctric (VOLT-TOUR), algú hagués afirmat que dos anys més tard el vehicle elèctric estaria ens els primers llocs de les agendes de governs, administracions i empreses, pocs ho haguéssim cregut. El vehicle elèctric fa molts anys que existeix, però només recentment ha viscut un ressorgiment arreu del món. Si fins fa poc semblava una proposta utòpica, avui dia es considera una opció realista, eficient i innovadora de canvi de model ener- gètic i de mobilitat. I, com es diu a vegades, “ha vingut per quedar-se”.
La publicació que teniu a les mans recull els resultats de l’estudi encarregat pel Consell Assessor per al Des- envolupament Sostenible (CADS) a inicis del 2009 sobre les potencialitats del desplegament del vehicle elèctric a Catalunya, just en el moment en què el vehi- cle elèctric ressorgia com a puntal d’una nova econo- mia verda que ens ajudés a sortir de la crisi econòmica amb un canvi del model econòmic cap a sectors de futur més eficients. Atenent a la tasca d’assessorament al Govern en l’àmbit del desenvolupament sosteni- ble que té encomanada el CADS, vam respondre a la iniciativa del Departament de la Vicepresidència per disposar d’un estudi que analitzés la situació actual de la tecnologia, resumís què s’estava fent en diferents llocs del món, i explicités quin potencial hi havia a Catalunya per al desplegament del vehicle elèctric.
Vull remarcar que aquest és un camp on la tecnolo- gia està avançant de pressa, i l’estudi mostra que les prestacions dels vehicles elèctrics que es poden trobar al mercat ja avui dia, i els que apareixeran en el futur immediat, responen plenament a les necessitats habi- tuals de mobilitat.
El vehicle elèctric és una oportunitat per a un nou mo- del de mobilitat més eficient energèticament i més net.
Fins ara el sector del transport està dominat exclusiva- ment pels derivats del petroli, amb les conseqüències d’emissions de gasos amb efecte d’hivernacle, depen-
1 Dades de 2007, inventari IPCC. Font: Oficina catalana de canvi climàtic.
2 Ramos Martin, J. (coord) (2009). Ús de l’energia a Catalunya. Anàlisi del Metabolisme energètic de l’economia catalana (AMEEC). Barcelona: Consell Assessor per al Desenvolupament Sostenible. 2009. (Informes del CADS, 8).
d’electricitat i veure com fer possible la transició cap a un model elèctric sostenible per a Catalunya (SOS- TEC)3, on les energies renovables, les tecnologies efi- cients, i la gestió intel·ligent de la demanda tinguin un rol predominant. Vista amb perspectiva, l’aposta pel vehicle elèctric és una conseqüència lògica dels reptes plantejats anteriorment.
Finalment, vull agrair la feina de la comissió de se- guiment de l’estudi, que ha anat debatent i enriquint el treball amb les seves aportacions al llarg del 2009.
En la comissió hi han participat el Departament de la Vicepresidència, la Secretaria d’Indústria i Empresa
3 Petrick, K.; Puig, J. i Van Dellen, F. (2009) SOSTEC: transició cap a un model elèctric sostenible a Catalunya. Resum executiu. Barcelona: Consell Assessor per al Desenvolupament Sostenible.
del Departament d’Innovació, Universitats i Empre- sa, l’Associació per a la Promoció del vehicle elèctric VOLT-TOUR, i consellers i membres de l’equip tèc- nic del CADS. Evidentment, vull agrair i felicitar als autors de l’estudi, i molt especialment a Joan Pallisé com a coordinador, la seva feina, que ha permès ela- borar aquesta remarcable contribució a la construcció d’un futur més sostenible a partir de la incorporació del vehicle elèctric en la nostra quotidianitat.
Ramon Arribas Director del Consell Assessor per al Desenvolupament Sostenible
1..Introducció
El transport de mercaderies i de persones ha esdevingut un dels trets més característics de les societats avança- des. Són molts els experts que afirmen que el transport de mercaderies i passatgers constitueix l’espina dorsal de l’economia contemporània, estretament lligada al concepte de “mundialització”, que considera que tot desenvolupament econòmic està associat a necessitats creixents de transport. Ara bé, a ningú se li escapa que aquesta realitat ha comportat un nombre important d’externalitats negatives. Entre el ventall de problemes més importants destacarien la dependència energèti- ca del petroli, un recurs energètic no renovable, amb una desigual distribució geogràfica, relativament escàs i amb importants fluctuacions de preu, que amb el seu ús indiscriminat està causant una amplia llista de conseqüències ambientals indesitjables, entre altres, l’increment en la concentració de gasos contaminants i amb efecte d’hivernacle que incideixen directament en la salut de les persones i dels ecosistemes, o que poden provocar canvis climàtics importants a nivell planetari. Tots aquests aspectes han provocat seriosos dubtes sobre el model de mobilitat i el seu principal agent: els vehicles de combustió interna (VCI).
Així, doncs, el model actualment vigent de mobilitat i transport sembla haver assolit el seu punt d’inflexió tant per motius de dependència i eficiència energètica com pels importants impactes ambientals associats al seu ús.
Tot just fa un segle, a principis del segle xx, abans de la utilització massiva dels vehicles de combustió interna (VCI) el consum de petroli representava poc menys del 3 % de la demanda total d’energia; tan sols mig segle després aquest combustible fòssil s’havia erigit en el principal recurs energètic del món desenvolupat.
A la majoria de països industrialitzats, però especial- ment en el cas de l’Estat espanyol, el transport i la mobilitat constitueixen el sector amb un consum energètic més elevat. Aquesta realitat comporta, en- tre d’altres problemes, una extraordinària depen- dència energètica que es materialitza en la necessitat d’importar uns 60 milions de tones anuals de cru per a les refineries, que fabricaran productes amb una im- portant demanda captiva.
Els darrers anys s’ha dedicat un gran esforç a analitzar les possibilitats i potencials de diverses alternatives als combustibles fòssils per al transport, com podrien ser la substitució dels derivats del petroli pels biocombus- tibles, o per l’hidrogen. Ara bé, el fet que ni els bio- combustibles ni les piles d’hidrogen hagin satisfet les seves expectatives és el principal motiu perquè d’un any ençà el vehicle elèctric4 (en endavant, VE) hagi es- clatat amb tanta força institucional i mediàtica.
Cap societat racional pot permetre’s desaprofitar els recursos fòssils amb sistemes energètics ineficients. Per aquest motiu el sector del transport és el que preci- sa d’una major atenció per ser un dels focus princi- pals en el consum d’energia i per les reduïdes ràtios d’eficiència. D’altra banda, és en aquest sector on totes les administracions conflueixen per fer front als pro- blemes derivats de la contaminació i per la necessitat d’oferir una adequada resposta al gran repte que repre- senta el canvi climàtic, amb una evolució de les emis- sions que sembla anar en sentit contrari al protocol de Kyoto i compromisos posteriors. Cal recordar que la globalització de l’economia es fonamenta en un con- sum massiu de combustibles fòssils al capdavant dels quals hi ha el petroli; així doncs, esmentar la mobilitat i el transport és una manera de referir-nos al petroli i els seus derivats.
1.1 Objectius i abast de l’estudi
L’objectiu principal de l’estudi és la realització d’una diagnosi del vehicle elèctric a Catalunya i l’anàlisi de les seves perspectives de futur. A partir de la situació actual s’han identificat escenaris de futur pel que fa a l’evolució de la mobilitat i del transport al nostre país, atenent els aspectes més problemàtics (tecnològics, de comercialització, energètics i ambientals). La finalitat d’aquesta diagnosi ha estat possibilitar la correcta iden- tificació de les potencialitats i els reptes, amb l’objectiu de preveure les accions correctores i anticipatòries que poden dur-se a terme tant des de les administracions
4 Al llarg de l’estudi, les referències als VE inclouen tant els vehicles híbrids endollables (PhVE), com els vehicles amb bateries totalment elèctrics (BVE), con- templant-hi tots els subsectors (motocicletes, turismes, furgonetes i camionetes). No s’hi consideren els híbrids actuals amb sistemes de recuperació d’energia que no són endollables. Els vehicles convencionals de combustió interna són identificats per les sigles VCI.
com des dels subsectors implicats. Ateses l’amplitud i complexitat de les temàtiques implicades, l’abast de l’estudi, partint de la situació actual, se centra en els coneixements actuals i fa una anàlisi de prospectiva dels vehicles elèctrics amb especial atenció als turismes i les petites camionetes/furgonetes per a la distribució de mercaderies dins de les ciutats.
Cal assenyalar que el cas de les motocicletes resulta particularment important per l’alt nivell d’utilització d’aquest mitjà a Catalunya, atès que representa una proporció força més elevada respecte de l’estatal, ja que voreja el 25,4 % mentre que per a la resta de ve- hicles aquella relació se situa a l’entorn del 15 %. Per aquest motiu es considera que caldria un estudi parti- cularitzat del subsector, atès que l’estudi només l’aborda col·lateralment. Tampoc no es consideren els vehicles elèctrics guiats i/o amb subministrament de l’energia a través d’un cable (trens, tramvies i troleibusos).
Així, doncs, dins l’abast de l’estudi i d’acord amb la proposta inicial, s’hi contemplen els aspectes següents:
El capítol 2 presenta l’estructura i composició del parc mòbil actual a Catalunya i les dades bàsiques de mobilitat i de preus i consum de combustibles dins la UE, Espanya i Catalunya. Així mateix, s’hi fa un breu repàs a la situació actual i al desenvolu- pament de sistemes alternatius de transport amb biocombustibles i cel·les de combustible.
El capítol 3 presenta una breu incursió per la his- tòria dels vehicles elèctrics i els principis bàsics, les característiques i la classificació d’aquests vehicles.
El capítol 4 planteja una hipòtesi partint del pa- norama actual i potencial de producció i comer- cialització de vehicles elèctrics tipus PhEV i EV, seleccionant un escenari amb una prospectiva d’evolució per Catalunya fins l’any 2015, i s’hi analitzen alguns punts forts i febles de la indústria catalana davant aquest nou repte.
El capítol 5 analitza la situació actual de la gene- ració i demanda d’electricitat, les possibles afecta- cions a les infraestructures de generació, transport i subministrament d’electricitat, així com l’afectació a les xarxes elèctriques ocasionada per la seva ex- pansió. S’hi inclou una primera aproximació res- pecte als nous potencials d’aplicació d’electricitat de procedència renovable i sistemes de microgene- ració distribuïda.
En el capítol 6 es contemplen les necessitats d’infraestructures de recàrrega i els requisits ne-
cessaris per disposar d’una xarxa d’estacions que faciliti la difusió i manteniment d’una flota de VE, en funció de la previsible evolució i estimacions efectuades.
El capítol 7 analitza la situació actual i les perspectives d’evolució futura de les bateries, com a component bàsic i fonamental del nou desenvolupament dels VE, a la vegada que s’introdueixen algunes consideracions sobre no- ves tecnologies en desenvolupament per emma- gatzemar energia.
El capítol 8 inclou una breu compilació d’aspectes ambientals relacionats amb el vehicle elèctric, així com algunes consideracions per realitzar una ava- luació d’Anàlisi de Cicle de Vida (ACV), de recur- sos i del reciclatge d’alguns components.
El capítol 9 descriu alguns exemples de com s’aborda en diversos països i ciutats el desenvolu- pament dels VE i les estratègies adoptades per fer front als reptes de la mobilitat, repassant alguns exemples des d’unes primeres iniciatives fins els recents casos d’Israel, Dinamarca i Portugal, o els casos de ciutats com Londres i Berlín.
Finalment, l’estudi es clou amb un recull de con- clusions, propostes i recomanacions perquè pu- guin endegar-se programes d’actuació, adequació de normatives, mesures de promoció, ajuts i sub- vencions, per a la difusió i implantació dels VE a Catalunya.
Per a la realització de l’estudi, els membres de l’equip de treball s’han reunit amb empreses d’automoció, fabricants de components de vehicles, amb empre- ses importadores i comercialitzadores de vehicles elèctrics, amb companyies de subministrament i dis- tribució d’electricitat, així com amb diverses consul- tories i professionals dels sectors implicats. L’estudi Diagnosi i perspectives del vehicle elèctric a Cata- lunya ha estat desenvolupat per un equip d’enginyers de l’empresa Circutor i de l’Escola Tècnica Superior d’Enginyers Industrials de Terrassa (ETSEIT) de la UPC, i per aquest motiu s’ha centrat en els aspectes industrials i tecnològics. Aquest treball s’ha comple- mentat amb un docuemnt elaborat per l’Associació VOLT-TOUR, entitat dedicada a la promoció, difu- sió i ús dels VE, que aborda la perspectiva de l’usuari del vehicle elèctric a Catalunya. Òbviament, aquest estudi haurà de complementar-se amb d’altres tre- balls que tinguin en compte altres aspectes de tipus econòmic, jurídic i social que no s’han pogut tenir en compte en aquesta ocasió.
2..Problemàtiques.del.transport..
i.recerca.d’alternatives
mes cada mil habitants (IDESCAT, 2009), pràctica- ment idèntic a la mitjana espanyola (464) i europea (466).
Pel que fa al parc de vehicles, el nombre total de turis- mes a la Unió Europea (UE) l’any 2007 era de 230 mi- lions, 33,2 milions dels quals corresponen al segment dels vehicles destinats al transport de mercaderies. El mateix any, l’activitat total de transport de mercade- ries per carretera va ser de l’ordre d’1,9 bilions de tones per quilòmetre5 (1,9 Tt/km)6, i el transport de passat- gers per carretera va ser de 4,7 Tviatger/km en vehicles de turisme i de 539 Gviatger/km en autobús i autocar (EU Energy & Transport, 2009).
A l’Estat espanyol l’any 2007 el parc de vehicles era de vora 30 milions de vehicles, dels quals 21,7 milions eren turismes, 5,3 milions, vehicles de transport de mercaderies (incloent-hi tractors industrials), 2,3 mi- lions de motocicletes, i 58.300 autobusos i autocars.
L’activitat de transport de mercaderies i de persones va ser, respectivament, de 259 Gt/km i de 343 Gviatger/
km. Cal remarcar que l’evolució de la mobilitat a Es- Abans d’entrar en els capítols dedicats específicament
al vehicle elèctric, en aquest apartat es presenta breu- ment el context de la mobilitat i el transport a Ca- talunya, així com els principals aspectes ambientals lligats a l’actual model de transport que han motivat la recerca d’alternatives en el combustible utilitzat. Així mateix, s’analitzen dues de les opcions que s’han pro- posat en els darrers anys, com són els biocombustibles i la pila d’hidrogen.
2.1. Evolució de les dades de mobilitat i transport
Les dades de mobilitat, tant a nivell de la Unió Euro- pea com de Catalunya i el conjunt de l’Estat espanyol, mostren un creixement espectacular en els darrers 30 anys i, de forma especial en els últims 10, tant pel que fa al desplaçament de persones com al transport de mercaderies (figura 1). També el parc de vehicles se- gueix una tendència clara d’augment. El 2006 l’índex de motorització se situava a Catalunya en 463 turis-
Figura 1. Creixement del transport i del PIB als 27 països de la UE.
Font: EU Energy & Transport, 2009.
5 L’activitat de transport se sol avaluar per la suma dels productes del nombre de viatgers (o de les tones transportades) per les distàncies recorregudes, i les unitats són [viatger/km] o [tones/km].
6 Fent servir els múltiples del sistema internacional d’unitats. 1 Tt/km = 1 Tera tona/km = 1012 t/km= 1 bilió t/km.
140
130
120
110
100
90
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
PIB Transport de passatgers Transport de mercaderies
panya en vehicle privat ha estat espectacular i s’ha do- blat en els darrers 15 anys, amb conseqüències econò- miques importants, però també amb un bon nombre d’externalitats ambientals i sobre la salut. Respecte al transport de mercaderies per carretera, Espanya és, després d’Alemanya, el país de la UE-27 amb una ac- tivitat de transport de mercaderies per carretera més important. Pel que fa a l’edat dels vehicles, gairebé la meitat del parc espanyol, tant de turismes com de ca- mions, té 7 anys o menys. La pràctica totalitat dels vehicles industrials matriculats recentment són de ga- soli, i més de dues terceres parts dels turismes també ho són. Aquest fet implica un augment en l’eficiència energètica però alhora un empitjorament de determi- nats contaminants, com s’exposa més endavant.
En el cas de Catalunya, el parc de vehicles registrats a 31 de desembre de 2007 era de 3,3 milions de turis- mes, 817 milers de camions i furgonetes, 8.200 auto- busos i autocars, i 29.600 tractors industrials (IDES- CAT, 2009). La distribució del parc segons l’edat dels vehicles i el combustible utilitzat és molt semblant a la de la resta de l’Estat.
2.1.1. La mobilitat terrestre a Catalunya A Catalunya es produeixen 22,2 milions de desplaça- ments diaris –mobilitat ocupacional més mobilitat personal i mobilitat de tornada a casa– en dia feiner (EMEF, 2008), un milió dels quals correspon a pro- fessionals de la mobilitat (transportistes, missatgers,
taxistes, etc.) i la resta a desplaçaments privats o no professionals.
A la figura 2 es mostra la distribució dels 21,2 milions de desplaçaments no professionals segons el mitjà de transport. A la Regió Metropolitana de Barcelona (RMB) augmenten els desplaçaments a peu i en trans- port públic i baixen, lògicament, els desplaçaments en vehicle privat.
Des del punt de vista del vehicle elèctric cal fixar- nos en els 8,96 milions de persones que es desplacen diàriament en dia feiner en transport privat i els 1,25 milions que ho fan en autobús, a part del transport de mercaderies realitzat en camió i furgoneta. Tenint en compte que l’índex d’ocupació mitjà dels vehicles de turisme, en dia feiner, és d’1,25 passatgers/vehicle, el nombre diari de desplaçaments de cotxes és de 6,4 milions, i de 7,1 milions si es tenen en compte les motocicletes. Si ens cenyim a la Regió Metropolitana de Barcelona (RMB) el nombre mitjà de persones per vehicle és d’1,15, el nombre diari de desplaçaments de cotxes és de 3,9 milions i de 4,4 milions si es tenen en compte les motocicletes.
Pel que fa a l’ús del vehicle, l’activitat del transport en ve- hicle privat, l’any 2006 a Espanya, va ser de 340,9 Gviat- ger/km (EU Energy & Transport,) que, tenint en comp- te l’índex d’ocupació mitjà del vehicle, equival a 272,7 Gvehicle/km. Dividint-ho pel parc de vehicles, s’obté un valor mitjà de 12.500 km/any (34,2 km/dia). Les xifres de Catalunya podem considerar-les molt semblants.
Figura 2. Distribució dels desplaçaments diaris en dia feiner segons el mitjà de transport a Catalunya (esquerra) i a la Regió Metro- politana de Barcelona (dreta).
Font: EMEF, 2008.
Problemàtiques del transport i recerca d’alternatives
Quant als transports públics en autobús, l’any 2006 hi havia a Catalunya 1.582 autobusos urbans organitzats en 323 línies d’autobús, que transportaven anualment un total de 276 milions de passatgers i recorrien 69,4 milions de quilòmetres (IDESCAT, 2008). Aquestes xifres ens mostren que el nombre mitjà de quilòmetres recorreguts per un autobús és de 43.800 km/any, i de l’ordre de 120 a 150 km/diaris.8 Cal retenir aquesta xifra i la del desplaçament mitjà en vehicle privat (34,2 km/dia) perquè, tal com veurem més endavant, són valors totalment compatibles amb les autonomies dels vehicles elèctrics existents actualment (o molt prope- rament) al mercat.
2.1.2. Consum energètic del transport Una de les primeres conseqüències de la mobilitat creixent ha estat l’increment en el consum de combus- tibles derivats del petroli. A nivell mundial, el consum de combustibles líquids l’any 2008 va ser de 4 Gtep, i a la UE-27 va representar 670 Mtep. A Europa, el 73 % del petroli s’empra exclusivament en el sector dels transports (DRAFT, 2009).
Dins el conjunt de països que formen la UE-27, el consum associat al transport representa una tercera part del recursos energètics, un 70 % dels quals són productes derivats del petroli. A Espanya el proble-
ma s’aguditza en representar un 38 % del consum d’energia final (EF), amb una xifra de 39,74 Mtep anuals. Encara podríem afinar més la nostra anàlisi efectuant una comparació entre el consum sectorial de l’energia primària (EP) i la final, ja que agafant el grup del petroli en el seu conjunt representa un 48,1 % del total de l’EP, el que representa un valor absolut de 70,8 Mtep, tot i sabent que un cop sos- tret el percentatge destinat als usos no energètics (sectors químics i petroquímic) i el destinat a les necessitats de calor, el gruix d’aquella xifra va desti- nat al transport.
A Catalunya, el transport significa el 40 % de tot el consum final d’energia primària (figura 3), i pràcti- cament tot el combustible que s’utilitza actualment
7 Una tona equivalent de petroli és l‘energia equivalent a 42,24 Gigajoule, o 7,33 barrils de petroli.
8 La xifra és aproximada, atesa l’heterogeneïtat de les poblacions servides, de línies i el fet que la majoria d’elles tenen una freqüència de pas diferent els dies feiners i els diumenges i festius.
Tots els
sectors Indústria Domèstic i
serveis Transport Carretera Ferrocarril Aire Navegació Interior
EU27 1.177,4 323,3 483,9 370,1 303,3 9,1 51,9 5,9
Percentatge 100 28 41 31 82 2 14 2
Alemanya 223,1 55,6 104,1 63,3 52,4 1,9 8,7 0,3
Espanya 97,4 29,5 27,2 40,7 32,5 1 5,6 1,7
Percentatge 100 30 28 42 80 2 14 4
França 157,8 34,8 72,1 50,9 42,3 1,3 7,1 0,3
Itàlia 130,7 38 48,5 44,2 39 0,9 4 0,2
Portugal 18,5 5,7 5,7 7,1 6,1 0,1 0,9
Regne Unit 150,4 33,5 60,9 55,9 39,9 1,4 13 1,7
Taula 1. Consums energètics per sectors a la EU-27 en milions de tones equivalents de petroli, Mtep7, l’any 2006.
Font: EU Energy & Transport, 2009.
Figura 3. Estructura del consum final d’energia per sectors a Catalunya l’any 2007.
Font: ICAEN, 2009.
Primari 571,5 ktep
3,5%
Serveis 1.769,5 ktep
10,9%
Domèstic 2.260,1 ktep
14,0%
Indústria 5.114,1 ktep
31,6%
Transport 6.458,3 ktep
39,9%
(98 % en les dades de l’any 2005) són derivats del pe- troli. Només un 1 % correspon a l’electricitat. D’altra banda, el 45 % de tot el petroli consumit a Catalunya es destina al transport.
2.1.3. El consum de combustibles derivats del petroli
En el cas d’Espanya, el consum de gasoli ha anat aug- mentant progressivament fins al 2007, però s’observa una disminució al llarg del 2008 i del 2009. El con- sum de gasolines, en canvi, ha anat baixant de for- ma gradual des de les 8,9 Mt de l’any 2000. Du- rant el 2008 es van consumir 6,29 Mt de gasolines i 24,9 Mt de gasolis d’automoció, de les quals 1,01 Mt de gasolines i 3,7 Mt de gasolis a Catalunya (CORES, 2009).
El nombre d’estacions de servei arreu de l’estat és de 8.650 benzineres, organitzades en 22 empreses, de les quals les cinc més importants controlen el 75 % de la distribució (DBK, 2008). A Catalunya n’hi havia 1.098 l’any 2005, de les quals el 58 % estaven ubica- des en vies interurbanes i autopistes, i la resta (42 %) en àmbits urbans (Borrell i Perdiguero, 2006).
Pel que fa als consums per a automòbil, i tot i que s’observa una clara millora en l’eficiència dels vehicles nous, tant de gasolina com dièsel, la persistència d’un parc de vehicles de més de 7 anys d’antiguitat dificulta que les millores tecnològiques es tradueixin ràpida- ment en una reducció dels consums mitjans.
D’altra banda, s’ha anat millorant l’eficiència energètica dels motors, en la mesura que també s’ha augmentat la potència mitjana dels vehicles, conjuntament amb
la generalització de noves prestacions com l’aire condi- cionat i la climatització en vehicles de gama mitjana i, fins i tot, econòmica, alhora que també s’ha produït una millora notable en les infraestructures, facilitant així un increment de les velocitats mitjanes dels vehicles. Tot plegat es tradueix amb un manteniment –i, fins i tot, un augment– dels consums mitjans encara que els con- sums a velocitat normalitzada siguin menors.
Cal tenir en compte, també, que tant el consum com les emissions varien de manera notable amb la forma de conducció i de les condicions inicials del vehicle, si està fred o calent. La Comissió europea va establir un cicle normalitzat de conducció (figura 4), conegut com New European Driving Cycle (NEDC), per tal de poder establir comparacions entre vehicles. Tot i això, el cicle és diferent del de l’Environmental Protection Agency (EPA) dels EUA o del d’altres països com el Japó. El cicle NEDC és mixt i té una durada d’uns 20 minuts, però és poc adequat per ser emprat en vehicles elèctrics o híbrids de vocació urbana, i amb unes acce- leracions i desacceleracions ben distintes.
2.1.4. Els preus del combustible
Una de les raons per les quals el transport de mercade- ries i de persones ha augmentat de forma desmesurada ha estat per una banda per causa dels reduïts costos, i per l’altra, perquè encara no s’han considerat ni inter- nalitzat els anomenats costos externs. Amb uns preus relativament baixos dels combustibles no hi ha hagut prous incentius per aconseguir una millor eficiència.
A la figura 5 es pot apreciar l’evolució dels preus no- minals i real del petroli, és a dir, a valor constant de l’any 2005. Així, el preu real del petroli ha estat des del 1880 fins el 2005 per sota dels 30 $/barril, excepte en el període 1973-86, malgrat els increments de consum.
Els estudis de prospectiva de l’Agència Internacional de l’Energia indiquen unes previsions en el consum fins l’horitzó 2030 en el sentit que continuarà creixent, es- pecialment en el sector de transport i en els països No- OCDE, si bé també és cert que cada cop més estant sorgint des de la pròpia comunitat experta petroliera diverses veus crítiques respecte aquelles previsions, que podríem materialitzar a l’entorn del que hom anomena zenit del petroli o “peak oil”, configurant un escenari inversemblant dins el panorama energètic.
L’evolució històrica real ens mostra com és molt més difícil de predir els preus, car hi intervenen aspectes econòmics i geopolítics, així com moviments especula- tius imprevisibles, tot i que les previsions de l’Agència Internacional de l’Energia a curt termini consideren que els preus augmentaran fins als 70 $/bbl cap a finals d’any i es mantindran durant el 2010.
Figura 4. Esquema del New European Driving Cycle (NEDC).
Font: Directiva 80/1268/CEE.
Problemàtiques del transport i recerca d’alternatives
2.2. Emissions i qualitat de l’aire de l’actual model de transport
2.2.1. Emissió de gasos contaminants L’emissió de gasos tòxics i contaminants dels motors de combustió interna és un dels principals impactes ambientals ocasionats pel transport. Són moltes les ciutats que no aconsegueixen assolir els llindars de qualitat de l’aire establerts per les directives europees a causa de les elevades concentracions de diversos con- taminants emesos per l’alta densitat de tràfic en trans- port privat a les ciutats i zones metropolitanes. Així, el cas de Barcelona i la seva conurbació urbana en cons- tituiria un exemple paradigmàtic.9
Les emissions més importants de contaminants dins les ciutats són ocasionades pel transport, havent de destacar dins l’amplia família de contaminants “con- vencionals”, els òxids de Nitrogen (NOx), les partícu- les en suspensió (PM 2,5 i PM 10), els hidrocarburs (hxCy) i el monòxid de carboni (CO); si bé tampoc s’ha d’oblidar l’existència d’altres compostos orgànics i inorgànics, força perillosos com per exemple el benzè i diversos metalls pesants.
La Directiva 2008/50/CE estableix el nivell màxim en immissió de determinats contaminats que per la seva incidència sobre la salut humana no s’haurien de supe- rar en l’aire de les ciutats. Així per a les PM 2,5, encara poc mesurades al nostre entorn, considera un llindar de 25 μg/m3, alhora que fixa un límit de 40 μg/m3 per a les PM 10 que s’hauria d’assolir el gener de 2010, tot i sabent que si no s’introdueixen canvis importants en el model de mobilitat moltes ciutats no assoliran abaixar els nivells que marca la norma. Quelcom si- milar podríem dir al referir-nos als òxids de nitrogen (NOx), que són a la vegada inductors de problemàtics contaminants secundaris com l’ozó troposfèric.
Les exigents restriccions ambientals per als vehicles dins els països de la UE han quedat establertes per les anomenades normatives “Euro”, que fixen els límits màxims de certs contaminants en emissió. La taula 2 mostra l’evolució dels valors màxims des de la llunya- na “Euro 0”, que va entrar en vigor l’any 1988, fins la de recent aplicació “Euro 5”, o la futura “Euro 6”
aplicable a partir de 2015.
Al món real, l’escenari pot agreujar-se pel motiu que les normes “Euro” són establertes sobre mesures teòriques amb vehicles que circulen dins recorreguts ideals sobre cicles normalitzats. A la pràctica, les emissions “reals”
depenen poderosament del manteniment particular de cada vehicle, de la seva antiguitat i fins de la forma de Figura 5. Evolució del preu del petroli.
Font: http://www.oilnergy.com/1obrent.htm#since88.
9 Vegeu, per exemple, Künzli, Nino, et al. (2007). Els beneficis per a la salut pública de la reducció de la contaminació atmosfèrica a l’àrea metropolitana de Bar- celona. Barcelona: Centre de Recerca en Epidemiologia Ambiental.
conducció de l’usuari, atès que una forma de conducció esverada pot representar un increment del consum i de les respectives emissions fins un ordre del 40 %.
Analitzant més curosament alguns contaminants esmentats, s’accepta que més d’una tercera part de les emissions totals d’òxids de nitrogen i gaire- bé una quarta part de les partícules són ocasionats pel transport. Ambdós són considerats els contami- nants més preocupants perquè regularment superen els llindars establerts en moltes ciutats europees.
Així, doncs, com que els vehicles de combustió in- terna són la font principal d’emissions de NOx, de partícules totals en suspensió (PST), i també dels contaminant orgànics volàtils (COV) i de CO, la millor forma d’aconseguir la seva reducció passa precisament per limitar la circulació a les àrees crí- tiques de la ciutat i els seus límits. Les estratègies europees per un aire net es proposen reduccions dels NOx i de les partícules dins un ordre del 60
% en l’horitzó de l’any 2020. Aquest motiu tot sol ja justificaria l’adopció de mesures per afavorir la implantació dels VE a les nostres ciutats.
Un contaminant que ha estat poc considerat i que s’emet en quantitats molt importants és el monòxid de carboni (CO), un compost inorgànic que pot te- nir un paper crític en l’acumulació del metà i de l’ozó troposfèric. Les seves interaccions poden encabir-se
dins les complexes reaccions de la química dels ra- dicals, que presenten aspectes insospitats i actuen, en molts casos, de manera retroactiva en molts al- tres processos. El radical hidroxil [Oh-] present a l’atmosfera actua com a veritable agent “netejador”
de determinats contaminants com l’ozó troposfèric (O3), o el metà (Ch4) compost amb alt potencial d’efecte d’hivernacle. Ara bé, el CO tendeix a reac- cionar amb el “netejador” [Oh-] contribuint de ma- nera indirecta al manteniment d’uns nivells d’ozó i de metà més elevats.
A falta de dades públiques oficials pot efectuar-se una aproximació suposant que l’emissió màssica diària d’aquells contaminants primaris procedents del tràfic es distribueixen en un 65 % de CO, seguit pels NOx amb vora un 20 %, més del 10 % de COV i menys del 5 % de les PST. Podria aconseguir-se una ràpi- da reducció en les emissions d’aquells contaminants promovent la substitució dels turismes “sense catalit- zador”, una franja que perfectament podrien substi- tuir els VE. En qualsevol cas pot retenir-se que una progressiva penetració de VE en el teixit viari urbà estalviarà l’emissió anual de tones “innecessàries” de contaminants que malmeten la salut de les persones i els ecosistemes.
2.2.2. Els gasos amb efecte d’hivernacle L’àmplia activitat del sector del transport de mercade- ries per carretera i la mobilitat amb vehicle privat, dins i fora de les ciutats, es tradueix en una important emissió de gasos amb efecte d’hivernacle (GEh). A Europa les emissions de CO2 provinents dels vehicles privats repre- senten el 16 % del total d’emissions de CO2. La figura 6 mostra l’evolució de les emissions totals i les degudes al transport a Europa. De la figura es desprenen diverses consideracions importants, destacant-hi sobretot com l’evolució del transport pot arribar a comprometre els acords sobre emissions. S’hi observa com després d’una reducció inicial i estabilització posterior, totes les mesu- res correctes que s’havien adoptat han estat llargament contrarestades per l’evolució del transport.
A l’Estat espanyol s’ha superat àmpliament el llindar d’un augment del 15 % d’emissions de gasos amb efec- te d’hivernacle en relació amb les emissions de l’any 1990 i el sector del transport ha estat el responsable de més d’un 30 % del total (Pérez et al, 2008). D’acord amb els acords del Protocol de Kyoto, l’any 2008 ja se superava el nivell permès en un 42,7 %. Considerant només el segment dels turismes, s’ha considerat que les emissions generades pel notable increment de la mobilitat havien augmentat un 80 % en el període 1990-2006.
Vehicles amb gasoli (mg/km)
Norma Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 5
NOx - 700 500 250 180
hC + NOx 970 900 560 300 230
PM 140 100 50 25 5
CO 2720 1.000 640 500 500
Vehicles amb benzina, GLP o GN (mg/km)
Norma Euro 1 Euro 2 Euro 3 Euro 4 Euro 5
Nox 1.000 500 150 80 60
hC 1.000 500 200 100 100
CO 2.800 2.200 2.200 1.000 1.000
PM 5(*)
Taula 2. Factors d’emissió de contaminants “convencionals”
dels vehicles amb gasoli i benzina.
(*) Únicament per a vehicles amb injecció directa de mescla pobra.
Problemàtiques del transport i recerca d’alternatives
La Unió Europea té entre els seus objectius assolir una reducció del 20 % de gasos amb efecte d’hivernacle el 2020, així com aconseguir l’ús d’un 10 % de combus- tibles “alternatius” en el sector del transport, entre els quals s’inclou l’electricitat (Directiva 2009/28/CE).
Tanmateix, cal destacar que els resultats fins el mo- ment s’han aconseguit són molt magres. Dels acords voluntaris entre la Comissió Europea i els fabricants de vehicles per a la limitació d’emissions de CO2 tam- poc no sembla clar que els objectius per assolir una mitjana de les emissions de 120g CO2/km de tota la gamma de vehicles l’any 2012 s’aconsegueixin sense una progressiva penetració dels VE, que han de re- presentar un alleujament respecte aquesta situació tan crítica. Pot entendre’s que una part de les dificultats per assolir aquelles fites han estat ocasionades per la demanda d’un augment de prestacions dels vehicles, amb el consegüent increment de pes10.
Pel que fa a la distribució percentual dels gasos amb efecte d’hivernacle en relació amb els VCI, a banda de contemplar-hi el CO2 com a subproducte bàsic de tota combustió i compost més important el qual re- presenta per si sol un 73 % dels GEh (valor acceptat com a unitat de CO2 = 1), cal no oblidar-se d’altres important compostos alliberats en la combustió de carburants, que tot i correspondre’s a unes emis- sions quantitativament inferiors, presenten potencials d’escalfament superiors, com per exemple el del metà (Ch4=23), o bé els halocarburs (hFC-23=12.000), així com l’augment en concentració dels NOx i del CO que tot i no ser gasos amb efecte d’hivernacle són compostos actius que intervenen en la formació d’ozó troposfèric, i contribueixen indirectament a reforçar l’efecte d’hivernacle mitjançant importants retroaccions.
En valors absoluts i pel cas de l’estat espanyol les emis- sions totals van representar l’any 2006 unes 433 Mt equivalents de CO2, de les quals una tercera part co- rresponien al transport, mentre que l’any 2007 aug- mentaren fins 442,3 Mt (EEA, 2009).
Pel que fa al nivell mitjà d’emissions “reals” dels vehicles utilitaris, podem considerar una xifra de 186 gCO2/ km, malgrat que els objectius comunitaris siguin de 120 gCO2/km el 2012. Així, els fabricants d’automòbils re- comanaven assumir un valor intermedi de 140 gCO2/km.
Ben possiblement la mitjana europea podria situar-se a l’entorn dels 162 gCO2/km, si bé per identificar les emissions reals cal saber que aquestes poden variar dins una àmplia gamma segons la forma de conducció per- sonal i segons el vehicle. Així, un vehicle tot terreny pot emetre fins a 350 gCO2/km. Una estimació aproximada del potencial emissor de CO2 anual d’un vehicle utilita- ri de tipus mitjà que recorregués 12.000 km ens situaria sobre els 2.000 kg l’any.
Considerant les emissions per tipus de “contaminant”, a Catalunya les emissions diàries de CO2 del sector del transport representen un 96 % del total, el que equi- val, en un dia laborable a unes 33.840 tones diàries (Baldasano, JM, et al. 2006).
Un recent estudi del Reial Automòbil Club de catalun- ya (RACC) indica que en el cas de continuar un creixe- ment sostingut de la mobilitat, estimant-lo en un ordre del 5 % fins el 2020, la reducció mitjana d’emissions s’hauria de situar en un 57 % si es volguessin aconseguir els objectius de reducció fixats, la qual cosa significaria que les emissions unitàries per vehicle haurien de situar- se a un nivell de 70 gCO2/km.
Figura 6. Evolució de l‘emissió relativa de gasos amb efecte d’hivernacle a la UE-27.
Font: EU Energy & Transport, 2009
Figura 7. Emissions relatives de CO2 per sectors a l’Estat es- panyol.
Font: EU Energy & Transport, 2009
10 En una recent jornada sobre VE, se’ns informava que en el període 1995-2005, els vehicles de nivell C, que són els de major demanda, com a conseqüència d’aquelles majors prestacions, havien incrementat el seu pes un 16,3 %, el que representava uns 180 kg. (Boronat, R. novembre de 2009).
Domèstic i serveis: 9,7
Transports; 34
Altres; 0,9
Indústria; 24,3 Generació energia; 31,1
El sector del transport disposa de diverses mesures per reduir les emissions de GEh, si bé caldria bonificar més que no pas penalitzar els vehicles en funció de les seves emissions. Per una altra banda caldria procedir a una am- bientalització dels impostos especials sobre hidrocarburs, o sobre peatges i aparcaments, atès que fins ara s’han apli- cat amb exclusiva finalitat recaptatòria més que per afa- vorir conductes ambientalment correctes. Segurament, una de les formes més ràpides per aconseguir una limi- tació efectiva dels GEh passa per una profunda recon- versió del sector del transport. Són moltes les persones, institucions i experts que creuen que els nous VE podran tenir un paper essencial en aquest canvi d’escenari.
2.3. Cercant alternatives:
nous combustibles i noves tecnologies per al transport
A mesura que circulen més cotxes, autobusos i camions per la xarxa de carreteres, més s’incrementa la necessitat de cercar alternatives als combustibles fòssils i als clàs- sics motors de combustió interna. D’acord amb els ob- jectius de l’estudi, en el present apartat realitzarem una breu incursió en dos d’àmbits que els darrers anys han reclamat una major atenció de la comunitat experta, pel fet que semblaven representar les millors alternatives pel que fa a combustibles i tecnologies respecte el model existent. Ens referim al potencial i possibilitats que re- presenten els biocombustibles i les piles d’hidrogen.
2.3.1. Els biocombustibles
Els biocombustibles representen només una petita part de la biomassa que la humanitat fa servir com a energia. Actualment, la proporció de bioenergia comer- cial destinada al transport representa una quantitat al voltant d’un dos per cent. Els biocombustibles o agrocombustibles per a aplicació en el transport sor- giren amb l’objectiu de ser substitutius dels combus- tibles fòssils, i fer-se servir en vehicles amb motor de combustió interna tradicional i en altres aplicacions.
Arran de la crisi del petroli dels anys setanta, diversos països, preocupats per l’encariment del cru i per les perspectives del seu esgotament, van buscar fórmules per trobar combustibles alternatius. Cada país va desen- volupar combustibles a partir de les seves preferències i disponibilitats locals de matèria primera (canya de su-
cre al Brasil, remolatxa a França, blat de moro i soia als Estats Units d’Amèrica, i colza a Alemanya i Canadà).
El procés evolutiu (tant tecnològic com històric) ha consistit en la millora de processos de transformació i la tria d’altres matèries primeres (amb l’ús, fins i tot, d’enginyeria genètica). L’objectiu final és l’obtenció d’un producte amb rendiments molt més eficients, una reducció o un reaprofitament dels residus gen- erats, i una disminució substancial dels processos de transformació i dels elements afegits per a la seva ob- tenció (sobretot els relatius a l’aigua i l’energia).
La base de l’aprofitament del biocombustible és la propietat dels vegetals per obtenir cadenes de carboni a partir de l’energia solar, de la captació de CO2 at- mosfèric, d’aigua i nutrients del sòl. Aquest carboni es pot transformar de manera més o menys complexa en alcohols (bàsicament metanol i etanol) que sub- stitueixen la gasolina o nafta, i en olis vegetals (biodiè- sel) que fan de substitutius del gasoli. Atesa la gran varietat de matèries primeres i productes obtinguts, no existeix un patró que defineixi l’equivalència entre un litre de combustible fòssil i un de biocombustible, si bé hi ha valors aproximats per a cada tipus.
Actualment existeixen dos grups de biocombustibles d’aplicació al transport, considerats combustibles de primera generació:11
1.- Els obtinguts a partir d’alcohols, bàsicament etanol.
Qualsevol producte amb un alt contingut de sucre o amb matèries primeres que es puguin convertir en sucre pot transformar-se en etanol. L’obtenció bàsica és a par- tir de canya de sucre (bàsicament als països tropicals), remolatxa (països de l’OCDE) i sorgo ensucrat en altres casos. Les matèries primeres convertibles són les fècules del blat, blat de moro i iuca (països de la OCDE).
Aquestes matèries exigeixen processos més complexos i podríem considerar que un litre d’etanol conté, aproxi- madament un 65 % de l’energia d’un litre de gasolina.
2.- El obtinguts a partir d’olis vegetals (biodièsel).
De la barreja de gairebé qualsevol oli vegetal, petites quantitats de greix animal (obtingut de peix i d’altres animals), alcohol i un catalitzador, és pot obtenir bio- dièsel. A Europa l’obtenció habitual és feta partint de colza i gira-sol. Als Estats Units d’Amèrica i el Brasil, de soia, i a la resta de països, d’oli de palma, de coco i de pinyó de l’Índia (Jatropha curcas). El biodièsel es pot cremar barrejat amb gasoli, o bé en estat pur12. Això representa una energia del 85 al 95 % del gasoli.
11 També es pot obtenir energia per al transport en motors de combustió interna modificats, a partir de biogàs obtingut mitjançant la digestió anaeròbica d’aliments o residus animals per part de bacteris. Això dóna com a resultat altes quantitats de metà i diòxid de carboni.
12 Existeixen diferents proporcions de barreges: des de menys d’un 5 % en volum de biocarburant (que no ha de estar identificat com a tal a la Unió Europea) fins a B20 (20 % de biodièsel i 80 de gasoil), B30 i així fins a B99 (biodièsel gairebé pur).
Problemàtiques del transport i recerca d’alternatives
Encara que el biocombustible més utilitzat a nivell mundial és l’etanol (gairebé un 85 %) el biodièsel és més utilitzat a la Unió Europea, i representa al voltant del 60 % del consum mundial. Els seus costos de pro- ducció varien dins un ampli ventall en funció de la matèria primera, el tipus de biocombustible generat i el lloc de producció. Excepte al Brasil, on existeix una indústria competitiva i regulada en sistema de mer- cat lliure, a la resta de països es pot considerar que es tracta d’un sector on l’existència d’ajudes i polítiques públiques al procés productiu i a la recerca en sostenen la viabilitat econòmica.13
Punts forts i punts febles
Conceptualment es tracta d’un combustible molt inte- ressant ja que és una energia completament renovable.
És a dir, cada collita o reaprofitament de biomassa es tradueix en energia que es pot consumir com a com- bustible. Per tant és, per definició, una font d’energia inesgotable en el context ambiental actual, en contra- posició al combustible fòssil, on el procés d’extracció implica –a llarg termini– l’exhauriment d’unes reserves que són finites. L’altre avantatge d’aquesta alternativa és que es tracta, d’alguna manera, d’un procés de cicle tancat i equilibrat. És a dir, el combustible es genera a partir d’una massa vegetal que creix absorbint CO2 de l’atmosfera, el qual és generat, en part, per l’allibera- ment de les cadenes de carboni en la crema d’aquests combustibles. La inexistència de sofre en ells és una al- tra qüestió a tenir en compte. En el cas del biodièsel, altres avantatges són la reducció de les partícules sòlides de carboni, així com estar lliure de benzens, alhora que representen una millora de la lubricació del motor.
També, i depenent del tipus de matèria primera emprada, la utilització d’energia és un factor que es
pot considerar positiu o negatiu, ja que la quantitat d’energia utilitzada és molt variable14. La canya de su- cre es pot considerar com el biocombustible amb un dels millors balanços energètics, mentre que la soia i la colza (precisament els més utilitzats a la Unió Euro- pea) serien dels pitjors (figura 8).
Les problemàtiques que representen aquests combus- tibles estan relacionades tant amb el seu cultiu com amb la seva manipulació i transformació en hidrocar- bur operatiu. Així, l’aigua és un factor a estudiar, ja que les necessitats són diferents depenent del tipus de cultiu. Efectuant una generalització podríem dir que per a l’obtenció d’un litre d’etanol són necessaris en- tre 30 i 37 litres d’aigua (de 10 a 12 litres per a la destil·lació, i de 20 a 25 litres per a la fermentació). En el cas de l’oli de palma, l’obtenció d’un litre d’aquest oli necessita uns 300 litres d’aigua.
Un altre dels aspectes preocupants és la substitució de cultius tradicionals destinats a l’alimentació que es transformen en cultius per a agrocombustibles en els països productors. En aquest escenari, variacions del preu del cru afecten el preu dels biocombustibles, que al seu torn incideixen en els preus agrícoles. El ràpid incre- ment en la demanda de matèria primera per a l’obtenció de biocombustibles en els últims anys ha contribuït a l’increment en el preu de productes alimentaris bàsics i, per tant, ha afectat la seguretat alimentària d’una part important de la població mundial.15
També s’ha produït un altre efecte no desitjat en aquesta variació dels usos del sòl, com és la desforesta- ció que estan patint zones tropicals d’Amèrica, per la pressió que genera la necessitat de terra cultivable per a agrocombustibles. Independentment d’altres con- seqüències, la destrucció i crema de aquesta biomas- sa genera un efecte net negatiu en l’emissió de gasos amb efecte d’hivernacle, que és un dels objectius de l’existència dels biocombustibles.
Situació a Espanya i Catalunya
Els biocombustibles van representar durant el pri- mer semestre de 2008 un 1,47 % del volum total de combustibles que es van consumir a tot l’Estat.
Paral·lelament, els darrers anys s’ha produït un creixe- ment espectacular tant en la capacitat de producció de bioetanol, com de biodièsel al nostre país. De l’any 2005 al 2007 la capacitat productiva de biodièsel va créixer des de les 141.500 t/a 815.190 t/a. En el cas
13 Es considera, segons diversos estudis, que les ajudes oscil·len en els països de l’OCDE entre 0,20 i 1,00 dòlars USD per litre de biocombustible.
(Steenblick, 2007, p. 39)
14 El balanç d’energia fòssil representa tota l’energia fòssil necessària per produir 1 litre de biocombustible respecte a l’energia que conté aquest litre.
15 Aquesta és una de les conclusions a les que arriba l’informe de la FAO 2008 sobre l’estat mundial de la agricultura i l’alimentació.
Figura 8. Reduccions en les emissions de gasos amb efecte d’hivernacle.
