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Impulso a la electromovilidad en México
Pedro Valenzuela Parcero
Programa de Ahorro de
Energía del Sector Eléctrico (PAESE)
Fuente: PAESE, con información del Oak Ridge National Laboratory, International Energy Agency y U.S. Census. Octubre de 2016.
Desde 1751 a la fecha, se han liberado a la atmósfera aproximadamente 364 mil millones de toneladas de CO2 por el uso
de combustibles fósiles.
2
Las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEIs) de los últimos 60 años están elevando la
temperatura del planeta. Esto se debe a una densidad de carbono 40% superior al nivel de la
etapa pre-industrial.
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Emisiones por combustibles fósiles
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añ
o
Inicio de la Primera
Revolución Industrial(Aprox. 1760)
Inicio de la Segunda
Revolución Industrial(Aprox. 1870)
Invento del
automóvil(1886-1908)
Gran
Depresión(1929-1933)
Segunda Guerra
Mundial(1939-1945)
Población mundial
llega a 7 mil millones
de habitantes (2011)
Emisiones de carbono provenientes del consumo de combustibles fósiles
(1751-2011)
El sector transporte es uno de los más intensivos en el uso de energía: demanda el 28% de la
energía total generada. En México, este sector demandaba el 44% en 2013.
3
Global, 2012 México, 2013
Consumo final total de energía por sector
Fuente: PAESE, con información de la SENER y de la International Energy Agency. Octubre de 2016.
El sector transporte tiene el mayor aumento dentro del consumo final de energía en México. La
tasa de crecimiento de motorización en el país es de 6.3% anual (más de 2 veces mayor a la
tasa de 2.4% del crecimiento de la población).
4
Consumo final de energía por sector a través del tiempo en México, 2012 (mbep al día)
Fuente: Base de Datos de Energía del Banco Interamericano de Desarrollo (BID), Centro de Transporte Sustentable e Instituto Nacional de Ecología (CTS-INE). Octubre de 2016.
mbep: millones de barriles equivalentes de petróleo
5
Australia
Austria
Brasil
Suiza
Chile
China
Alemania
Dinamarca
Ecuador
España
Reino Unido
Grecia
India
Islandia
Israel
Italia
Japón
Corea del Sur
Kuwait
México
Malasia
NoruegaPolonia
Rusia
Turquía
Estados Unidos
Holanda
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PIB per cápita (en dólares de 2005)
Vehículos motorizados por país y PIB per cápita, 2003-2010
* Incluye todos los vehículos de pasajeros y de carga pero excluye los de dos ruedas y tractores de uso agrícola.
Fuente: PAESE con información de World Bank. Octubre de 2016.
En la medida en que aumenta el ingreso de la población, se incrementa la demanda por
transporte motorizado. Las preferencias de los consumidores incluyen medios de transporte
que garanticen rapidez y que sean amigables con el medio ambiente.
Cada kilómetro recorrido por un auto
eléctrico es entre 40% y 70% más
barato.
En el análisis del “pozo a las ruedas”, los
autos eléctricos generan entre 12% y 76%
menos emisiones de CO2.
Los autos eléctricos e híbridos son veloces
y seguros.
Los autos eléctricos tienen autonomía de
entre 80 y 473 km (recorrido promedio en
la Ciudad de México: 41 km).
La CFE promueve la instalación de
electrolineras universales, públicas
y gratuitas.
La CFE instala un medidor
independiente para los usuarios que
adquieran electrolineras.
Al circular, los autos de gasolina emiten 2.7
toneladas de CO2 al año, los autos
eléctricos cero.
La CFE impulsa el despliegue nacional de electrolineras universales, públicas y gratuitas.
Asimismo, desarrolla iniciativas que fomenten el uso de esta tecnología y difunde información
sobre sus beneficios económicos y ambientales.
Razones para utilizar vehículos eléctricos
Fuente: PAESE, con información de la CFE y “El Financiero” Cinco razones para utilizar los Autos Eléctricos. Octubre de 2016.
6
Los componentes tradicionales de las redes centralizadas enfrentan múltiples retos como
eficiencia energética, electrificación universal, inclusión de nuevas tecnologías y reducción de
emisiones.
Fuente: Elaboración propia. Con información de la CFE. Octubre de 2016.
7
Red centralizada
La generación distribuida representa ventajas al sistema actual. Entre otros beneficios, reduce
pérdidas, controla variación de voltaje y disminuye la necesidad de inversión. La movilidad
eléctrica es parte de estas soluciones.
Fuente: Elaboración propia. Con información de la CFE. Octubre de 2016.
8
• Redes de generación distribuida para compensar
pérdidas.
• Almacenamiento de energía durante horarios de baja
demanda y su uso en horas donde el costo de la energía
es mayor.
• Incorporación de fuentes de energía limpia en pequeña
y mediana tensión.
• Uso de las baterías de los autos como elemento
adicional de la gestión de energía.
Red descentralizada
La potencia requerida para cargar un vehículo eléctrico es similar a la de diversos equipos
eléctricos. Los centros de carga requieren un voltaje promedio de 220 V, de fácil instalación en
inmuebles comerciales y residenciales.
Potencia requerida para operar diversos aparatos eléctricos
*** Con una electrolinera nivel 2 (208-240 V), seleccionando una intensidad de 16 A. Se puede cargar eligiendo diferentes intensidades.
*** Con una electrolinera nivel 2 (208-240 V), seleccionando una intensidad intermedia que permite recargar 50km en una hora.
*** Se asumió con capacidad de 1.5 toneladas a una velocidad de 0.2 m/s.
15 75 100 150 150 375375 400 575 700 825 850850 9001,200 1,200 1,200 1,300
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kW
)
Fuente: Elaboración propia. Con información de la CFE, Tesla, Chevrolet y Nissan. Octubre de 2016.
9
Fuente: Con información de Fuel Economy, ITDP, BMW, Chevrolet, Nissan de México, Renault, Porsche, Tesla y Volvo. Octubre 2016.
La distancia diaria estimada que recorren los autos en el país es de 41 kilómetros*. La autonomía de
los autos eléctricos es suficiente para el uso diario. Adicionalmente, los tiempos de recarga se han
reducido de manera significativa. La autonomía de los autos eléctricos e híbridos en el país va de los
80 a los 470 kilómetros.
Automóviles eléctricos e híbridos recargables con su autonomía
* Con información del Instituto de Políticas para el Transporte y Desarrollo México (ITDP), “La importancia de reducción del uso del automóvil en México”, 2012.
Autonomía
promedio: 260 km
Autonomía
promedio: 644 km
80
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676
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Twizy Z.E.
i3
Spark
Leaf
e6
Modelo 3
Modelo S
Modelo X P90D
Modelo S P90D
i3 Rex
i8
330 e
XC90 PHEV
918 Spyder
Volt
Cayenne S E-Hybrid
X5 xDrive40e
Panamera S E-Hybrid
Elé
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Kilómetros
BMW
BYD
Chevrolet
Nissan
Porsche
Renault
Tesla
Volvo
* Distancia diaria promedio
recorrida en México: 41 km
10
Anexos
Fuente: PAESE, con información del Department for Environment, Food, and Rural Affairs del Gobierno del Reino Unido (DEFRA), Ricardo-AEA y BlueSkyModel. Octubre de 2016.
Los vehículos eléctricos representan una alternativa que puede contribuir a la transición hacia
un futuro más sustentable. Para evaluar de manera integral el impacto en el medio ambiente, es
necesario considerar el ciclo de vida del vehículo.
Emisiones de CO2 a lo largo del ciclo de vida de los distintos tipos de vehículos
WTW (“well to wheels”) es un análisis amplio que abarca el ciclo de vida del combustible, desde la extracción hasta la combustión en el vehículo.
Las emisiones de manufactura están en CO2eq, mientras que las demás están en CO2. Para el propósito de ésta comparación, no existen diferencias
sustanciales entre ambas medidas. Se reportan los totales en CO2.12
351
248
218203
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400
Gasolinade 9 km/l
Gasolinade 13 km/l
Eléctrico(carbón)
Eléctrico(combustóleo)
Eléctrico(gas natural conciclo combinado)
Eléctrico(solar fotovoltaica)
Em
isio
nes (
g C
O2 / k
m)
Tipo de vehículo(fuente de energía)
Electricidad WTW Gasolina WTW Manufactura
Las fuentes de energía utilizadas por los automóviles influyen directamente en sus emisiones de
dióxido de carbono (CO2). Conforme se sigan adoptando fuentes renovables para la generación
de electricidad, la huella de carbono de los vehículos eléctricos seguirá mejorando con respecto
a los autos tradicionales.
Supuestos: Promedio de 15,000 km recorridos al año por auto en México. Emisión de 0.4524 toneladas de CO2 por MWh generada en México.
Emisiones de gasolina solamente por combustión.
Fuente: Con información de la CFE, BMW, Nissan y Fueleconomy.gov. Octubre de 2016.
13
Gasolina 9 km/L
(19.4 ton)
Gasolina 13 km/L
(13.4 ton)
Eléctrico con el
portafolio de la CFE
6.0 km/kWh
(5.7 ton)
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Em
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ton
)
Años
Emisiones de CO2 por tipo de vehículo
14
El precio de las baterías representa un tercio del valor de un vehículo eléctrico. Sin embargo, el
costo ha disminuido más de la mitad desde 2008. Se estima que los líderes del mercado tienen
precios cercanos a 300 dólares por kWh, valor que se proyectaba alcanzar hasta el 2020.
Fuente: Elaboración propia, con información de Nykvist, Björn y Nilsson, Måns. 2015. Nature Climate Change 5: 329–332. Octubre de 2016.
Evolución y proyecciones de precios de baterías
$0
$200
$400
$600
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$1,000
$1,200
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Pre
cio
(U
SD
po
rkW
h)
Promedio Varianza estadística en los precios (intervalo de confianza de 95%)
El 80% del precio de la electricidad depende del tipo de combustible que se utilice para
generarla. Los cambios en su precio influyen en las políticas de movilidad eléctrica. En
promedio, un kilómetro recorrido con energía eléctrica, resulta entre un 40% y un 70% más
barato que un kilómetro recorrido con gasolina.
Fuente: PAESE, con información de la CFE, MIT, Pemex, EcoVehículos, Banco de México y el Institute for Transportation and Development Policy (ITDP). Octubre de 2016.
Supuestos: Los costos son aproximados para el primer año de operación y excluyen el precio del vehículo, el Impuesto Sobre Automóviles Nuevos
(ISAN) y el IVA por la compra del vehículo. La electricidad se factura en Tarifa 02 al mes de octubre de 2016, con 375 kWh al bimestre, incluyendo el
cargo fijo e IVA. La gasolina utilizada es Premium. Se utilizó un tipo de cambio de $20 pesos por dólar.
Costos de operación por kilómetro
$0.69 $0.51
$1.13
$0.61
$1.90
$3.73
$1.12
$-00.00
$0.50
$1.00
$1.50
$2.00
$2.50
$3.00
$3.50
$4.00
Vehículo de gasolina eficiente(rendimiento de 13 km/L)
Vehículo eléctrico(rendimiento de 6 km/kWh)
Co
sto
( p
eso
s /
km
)
Tenencia y verificación en laCiudad de México
Gasolina o electricidad
Mantenimiento
15
$0
$500
$1,000
$1,500
$2,000
$2,500
$3,000
$3,500
$4,000
$4,500
I II III IV V IV
Factu
ració
n b
imestr
al
(peso
s)
Bimestres
En México, la tarifa eléctrica aumenta conforme aumenta el consumo. Por ello, la CFE instala
en el hogar del propietario de un auto enchufable un medidor independiente para facturar
exclusivamente el consumo de la electrolinera y conservar el nivel de tarifa doméstica.
16
Supuestos: Consumo doméstico de 450 kWh y consumo de la electrolinera de 375 kWh al bimestre, lo que equivale a 30-40 km diarios (15-20 recargas al
bimestre). La electricidad doméstica se factura en tarifa 01. La electricidad para la electrolinera se factura en tarifa 02 con medidor adicional y en tarifa
Doméstica de Alto Consumo (DAC) sin éste. IVA incluido. Tarifas actualizadas a Octubre de 2016.
Ejemplo de facturación con y sin la instalación de un medidor adicional
Fuente: PAESE, con información del Sistema Comercial de la CFE (SICOM). Octubre de 2016.
Facturación integrada
(1 medidor)
Facturación separada
(2 medidores)
Facturación original
Compra de vehículo e
instalación de electrolinera
$834.7
$3,911.4
$2,191.0
Principalmente, el PAESE podrá aportar su experiencia obtenida en las instalaciones anteriores.
Asimismo, podrá ser un gestor que alinee los intereses de los actores, los requerimientos técnicos de
la red, de la tecnología y del personal, para acelerar el proceso de instalación.
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Oportunidades de colaboración por parte del PAESE
# Acción Descripción
1 Selección de tecnología.
El PAESE ha realizado pruebas operativas y estudios de
campo con diversas tecnologías, por lo que está familiarizado
con la oferta de productos y las necesidades de los clientes.
2 Cumplimiento de normatividad.El PAESE está familiarizado con las instalaciones eléctricas y
los requerimientos de las mismas.
3Asesoría en la contratación del
servicio.
De acuerdo con las necesidades del cliente, la instalación
eléctrica del inmueble y la tarifa, el PAESE puede colaborar a
diseñar el esquema de facturación.
4Asesoría y acompañamiento
técnico en la instalación.
Desde 2015, el PAESE ha acompañado a 10 empresas en la
instalación de 26 electrolineras con distintas tecnologías y
tipos de conexión.
Fuente: Elaboración propia. Con información de la CFE. Octubre de 2016.
Electrolineras Nivel 2 de pared de 10 y 45 metros
Promedio 10m
$50,454
Promedio 45m
$71,592
* En la investigación de mercado participaron nueve empresas, pero solo seis de ellas enviaron propuestas y costos de
instalaciones civil y electromecánica para electrolineras Nivel 2.
$-
$20,000
$40,000
$60,000
$80,000
$100,000
$120,000
$140,000
$160,000
$180,000
$200,000
Bline 1 Xpress EVDS EVWS EVWW EVDS EVWS EVWW WSR EVP
EV Box Bosch GE GE Schneider Leviton
AUHAUS BOSCH GE GREENERGY SCHNEIDERGrupo MCS
10 metros 45 metros Promedio 10 m Promedio 45 m
Modelo
Marca
Instalador
Fuente: Con información de la Gerencia de Abastecimientos. Octubre de 2016.
De acuerdo a los resultados de la investigación de mercado realizada por la CFE, las
electrolineras para uso privado pueden alcanzar precios de entre 50 a 70 mil pesos incluyendo la
instalación. Sin embargo, las empresas automotrices manejan distintos modelos de adquisición
como incluirlas con el vehículo.
18
Los beneficios económicos de los vehículos eléctricos se multiplican al utilizarlos en flotillas, ya
que una sola electrolinera puede recargar varias unidades. Asimismo, se puede recuperar la
inversión inicial, se mantienen los beneficios ambientales y se conserva la infraestructura de
recarga.
$-
$100,000
$200,000
$300,000
$400,000
$500,000
$600,000
$700,000
$800,000
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48
0 1 3 4
Co
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de
op
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pe
so
s)
Meses/años
Costo flotilla eléctrica Costo flotilla tradicional
Comparación entre costos de operación por tecnología (10 autos)
Tiempo simple de
recuperación de la
inversión:
1 año, 6 meses
Inversión en las
electrolineras 1 por
cada 2.5 vehículos:
$202 mil pesos
Nota: Se consideró una flotilla de 10 vehículos, cuatro electrolineras de pared de 7.2 kWh y 15,000 kilómetros recorridos al año. Los
costos se calcularon utilizando las tarifas de electricidad HM, de la CFE, y precio de la gasolina a Octubre de 2016.
Fuente: Elaboración propia, con información de la CFE, PEMEX, BMW y Chevrolet. Octubre de 2016.
Vehículo eficiente
(13 km/litro)
Vehículo eléctrico
(5.9 km/kWh)
19
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