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THE RESEARCH PROGRAM CYCLE AND THE PRODUCTION, COMMUNICATION, AND USE OF INFORMATION
Para ciertos segmentos de la demanda, aspectos como la seguridad de la tecnología o su nivel de emisiones contaminantes pueden resultar variables determinantes que condicionen la elección de un combustible u otro. Sin embargo, con carácter general, la dimensión económica es un aspecto clave, especialmente en aquellas aplicaciones de tipo profesional, que difícilmente podrá verse compensada por otras ventajas que pudiera presentar el gas natural.
Por este motivo se presenta una muestra de casos de negocio en los que se comparan vehículos equivalentes para una selección de combustibles representativos de cada segmento considerado. En cada caso se evaluará el potencial ahorro para el usuario final asociado al vehículo de gas natural frente a los combustibles alternativos33.
Para poder evaluar los distintos casos es necesario considerar un escenario de evolución de precios para cada uno de los combustibles analizados, además de las hipótesis técnicas y económicas de cada vehículo. Este escenario de precios de los
32 General Electric está desarrollando motores dual-fuel para el transporte ferroviario que sustituyen hasta el 80% de
gasóleo en la combustión. HPDI de Westport reemplaza el 95% del gasóleo con gas natural.
33 Con el fin de simplificar el análisis no se ha incorporado ningún tipo de corrección temporal sobre el ahorro producido
a lo largo de la vida de los vehículos, evitando el uso de tasas de descuento. Por lo tanto, se entiende por ahorro total la suma directa de los ahorros generados en cada uno de los años de la vida útil del vehículo.
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combustibles se describe más adelante en el apartado 6.1.5, Hipótesis económicas. En aquellos análisis en los que se estima el ahorro por unidad de distancia recorrida, se emplean los precios actualmente vigentes; mientras que, en los análisis en los que se evalúa el ahorra total a lo largo de la vida útil del vehículo o se estiman los periodos de amortización, se incorpora la evolución de los precios prevista descrita en el apartado mencionado anteriormente.
Los ahorros expuestos a continuación derivan del menor precio del gas natural frente a los combustibles alternativos para un valor energético comparable, suponiendo en la actualidad un diferencial significativo tanto frente a la gasolina como frente al gasóleo.
4.3.1 Potencial ahorro para el transporte por carretera: vehículo
ligero
Para el análisis correspondiente al sector de vehículos ligeros se han escogido dos ejemplos de vehículos fabricados directamente para su funcionamiento a gas natural, así como dos ejemplos de vehículos transformados para su funcionamiento a dicho combustible.
La muestra de vehículos cuenta con un rango de potencias amplio, desde los 65 CV hasta los 150 CV, incluyendo vehículos a gasolina, gasóleo e híbridos a gasolina, por lo que se considera representativa del mercado actual.
Las cifras de ahorro que resultan de estos análisis son uno de los factores que justifican los porcentajes de penetración en el sector terrestre ligero de entre el 1% y el 6% en 2045 que se han indicado previamente al describir los escenarios de penetración previstos.
Seat León
Para el turismo del fabricante SEAT se ha realizado una comparación entre los modelos que se describen en la Tabla 3, que como se puede apreciar muestran características similares.
Tabla 3: Especificaciones de los vehículos Seat comparados.
Adicionalmente, se indica que los tres modelos están exentos de pagar el impuesto de matriculación ya que sus emisiones son inferiores a 120 g/km.
Características de los vehículos Vehículo 1 Vehículo 2 Vehículo 3
Modelo SEAT León 1.2 TSI SEAT León 1.6 TDI SEAT León 1.4 TGI
Combustible Gasolina Gasóleo GNC
Ciclo termodinámico del motor Otto Diésel Otto
Potencia (CV) 110 105 110
Precio Venta al Público (€) 18.910 21.780 21.310
Coste de mantenimiento (€/año) 499 407 527
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Por otro lado, el diferencial que se observa en el coste del mantenimiento tenderá previsiblemente a reducirse conforme madure la tecnología y se avance en la curva de aprendizaje. Con carácter conservador, este coste se ha mantenido constante para el presente análisis.
El coste por cada 100 kilómetros recorridos para los tres vehículos seleccionados, se muestra en la Figura 14:
Figura 14: Coste del combustible por cada 100 km recorridos de los modelos Seat comparados.
De acuerdo a los consumos homologados para cada uno de los vehículos y a los escenarios de precio mencionados, se obtienen unos ahorros por kilómetro recorrido con el modelo TGI del 27% y el 47% respecto al TDI y al TSI, respectivamente.
Asumiendo unas condiciones de referencia dadas: uso anual medio de 22.500 km y una vida útil de 8 años; la mayor inversión inicial con respecto al vehículo de gasolina y el mayor coste del mantenimiento, quedarían amortizados en un periodo aproximado de 3,3 años. Si se intensificara el uso del vehículo a, por ejemplo, 30.000 km al año, el periodo de amortización se reduciría hasta los 2,5 años.
En comparación con la alternativa de gasóleo, el vehículo de gas natural implica ahorros desde el primer momento, dado su menor coste de adquisición.
Opel Zafira
A partir de información pública del fabricante, se ha realizado un análisis similar al descrito anteriormente. Los datos que facilita el fabricante se exponen en la Tabla 4.
37 Tabla 4: Especificaciones de los vehículos Opel comparados34.
De forma análoga al caso anterior, se analiza el coste del combustible de los tres modelos considerados. Los resultados se muestran en la Figura 15.
Figura 15: Coste del combustible por cada 100 km recorridos de los modelos Opel comparados.
Como muestra el análisis relativo al Opel Zafira Tourer, el ahorro por kilómetro de la alternativa a gas natural es muy similar al caso anteriormente estudiado, 49% y 27% respecto a la alternativa a gasolina y a gasóleo, respectivamente.
Toyota Prius – Tercera Generación
En este caso, se ha realizado el análisis del coste por kilómetro recorrido del Toyota Prius de tercera generación y de su versión transformada para funcionar a gas natural. Los datos de consumo de este vehículo han sido facilitados por una empresa especializada en la adaptación de vehículos, en base a controles diarios durante 30.000 km con utilizaciones reales e iguales para ambas versiones. Los datos concretos de los vehículos se recogen en la tabla 7.
34 Fuente: Información pública de OPEL y prensa especializada.
Características de los vehículos Vehículo 1 Vehículo 2 Vehículo 3
Modelo Opel Zafira Tourer
Excellence 1.4 Turbo
Opel Zafira Tourer Expression 2.0 CDTI
Opel Zafira Tourer ecoFLEX 1.6 CNG
Combustible Gasolina Gasóleo GNC
Ciclo termodinámico del motor Otto Diésel Otto
Potencia (CV) 140 130 150
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Características de los vehículos Vehículo 1 Vehículo 2
Modelo Toyota Prius 3G Toyota Prius 3G GNC
Combustible Gasolina GNC + Gasolina
Ciclo termodinámico del motor Otto Otto
Potencia (CV) 100 100
Coste de la trasformación (€) N/A 2.100
Coste de mantenimiento (€/año) 400 400
Coste total del combustible (€/100km)’ 7,06 4,42 (3,32 GN + 1,10 Gasolina)
Tabla 5: Especificaciones de los vehículos Toyota comparados.
Como se observa en la Figura 16, en la que se representan gráficamente los costes totales del combustible expuestos en la Tabla 5, el ahorro del vehículo transformado a gas natural respecto a su versión original es de un 36%.
Figura 16: Coste del combustible por cada 100 km recorridos de los modelos Toyota comparados.
En este caso, se observa un ahorro por kilómetro inferior al mostrado por los dos vehículos anteriores. Considerando los costes asociados a la transformación y el ahorro por kilómetro, se obtiene que la distancia a recorrer necesaria para recuperar la inversión de la transformación es de, aproximadamente, 80.000 kilómetros.
Dacia Lodgy
De forma análoga al caso anterior, se ha realizado un análisis equivalente sobre el Dacia Lodgy comparando el modelo de fábrica con una versión transformada para consumo de gas natural. Los datos de los vehículos empleados se describen en la Tabla 6.
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Características de los vehículos Dacia Lodgy Dacia Lodgy transformado
Modelo Lodgy Lodgy GNC
Combustible Gasolina GNC + Gasolina
Ciclo termodinámico del motor Otto Otto
Potencia (CV) 65 65
Coste de la transformación (€) N/A 2.250
Coste de mantenimiento (€/año) 500 500
Coste total del combustible (€/100km) 11,09 6,02 (4,92 GN; 1,1 Gasolina)
Tabla 6: Especificaciones de los vehículos Dacia comparados35.
Como se indica en la Figura 17, el ahorro por kilómetro recorrido alcanza el 46% en la versión transformada respecto al original, para este modelo.
Figura 17: Coste del combustible por cada 100 km recorridos de los modelos Dacia comparados.
Considerando el coste de la transformación (2.250 €) y el ahorro por cada 100 km (5,07 €/100 km), se concluye que la distancia a recorrer necesaria para recuperar la inversión asociada a la transformación es aproximadamente 45.000 km.
4.3.2 Potencial ahorro para el transporte por carretera: vehículo
pesado interurbano
Para el segmento de vehículos pesados interurbanos se han realizado dos análisis complementarios:
Comparación de un vehículo diésel tipo frente a la alternativa equivalente de GNL.
Comparación de un modelo diésel concreto (MAN 480) con respecto a ese mismo modelo transformado para su funcionamiento con GNL.
Las cifras de ahorro que resultan de estos análisis, son uno de los factores que estarían en la base de las decisiones de adquisición de vehículos pesados interurbanos a GNL, soportando los escenarios de penetración anteriormente descritos.
35 Los datos de consumo de este vehículo han sido facilitados por socios de GASNAM en base a controles diarios durante
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Cabeza tractora tipo
Las principales características de los vehículos considerados se recogen en la Tabla 7.
Tabla 7: Especificaciones de los vehículos empleados para la comparativa36.
La Figura 18 muestra gráficamente los costes por cada 100 kilómetros de las dos cabezas tractoras, así como el ahorro obtenido con la alternativa a GNL.
Figura 18: Coste del combustible37 por kilómetro recorrido para la cabeza tractora tipo.
Si se realiza el análisis del coste total a lo largo de la vida útil del vehículo para unas condiciones de referencia dadas (uso anual medio de 120.000 km y una vida útil de 10 años) se observa que el ahorro total acumulado representa un importe superior al precio de compra del propio vehículo.
36 Valores medios para vehículos tipo. Facilitados por socios de GASNAM.
37 Coste estimado del combustible sin incorporar el IVA, al tratarse de un uso profesional.
Características de los vehículos Vehículo 1 Vehículo 2
Combustible Gasóleo GNL (Dedicado)
Cilindrada (cm3) 8.000 8.000
Potencia (CV) 330 330
Precio Venta al Público (€) 70.000 100.000
Coste de mantenimiento (€/año) 8.116 8.116
41 Figura 19: Coste total del vehículo, mantenimiento y combustible según tecnología durante toda su
vida útil. Uso medio: 120.000 km/año.
Así mismo, de acuerdo a estas condiciones de referencia, la mayor inversión inicial quedaría amortizada en un periodo aproximado de 2 años.
Evidentemente, la intensificación del uso del vehículo daría lugar a un mayor ahorro total en la vida útil del mismo y a una disminución del periodo de amortización de la mayor inversión inicial:
Utilización del vehículo de 150.000 km/año: el ahorro total ascendería a 181.000 €, siendo el coste total de la alternativa a GNL un 25% menor que el del vehículo de gasóleo. Adicionalmente, el periodo de amortización se reduciría sensiblemente, hasta 1,5 años.
Utilización del vehículo de 180.000 km/año: el ahorro superaría los 230.000 €, lo que supone una reducción del coste total del 26% con respecto a la alternativa de gasóleo. En este caso el periodo de amortización de la inversión se reduciría hasta 1,3 años.
Transformación del modelo MAN 480
Se ha realizado un análisis comparativo entre dos vehículos MAN 480, uno de ellos original y el otro transformado para consumir GNL. Los datos de los vehículos comparados se muestran en la Tabla 8.
42 Tabla 8: Especificaciones de los vehículos empleados para la comparativa38.
En la Figura 20 se muestra gráficamente que el ahorro en combustible por cada kilómetro recorrido es de un 21%.
Figura 20: Coste del combustible por cada 100 km para las versiones del vehículo MAN 480 comparadas.
A partir de estos datos, se determina que la distancia a recorrer necesaria para que el ahorro alcanzado compense la inversión de transformar el vehículo es aproximadamente 123.000 km. Considerando los rangos de kilometraje anual de este tipo de vehículos, el retorno de la inversión podría producirse en menos de un año.
4.3.3 Potencial ahorro para el transporte por carretera: vehículo
pesado urbano
Para el análisis del ahorro por kilómetro de un autobús urbano a GNC frente a las alternativas de gasóleo y biodiésel se han empleado datos públicos facilitados por la Empresa Municipal de Transportes de Madrid (EMT). Los costes unitarios de consumo de combustible se muestran en la Figura 19.
38 Datos de consumos reales de vehículos pesados, en base a mediciones sobre una distancia de 150.000 km con dos
vehículos, uno de fábrica y otro transformado, realizando los mismos recorridos. Fuente: socios de GASNAM.
Características de los vehículos Vehículo 1 Vehículo 2
Combustible Gasóleo GNC – Gasóleo (Dual-fuel)
Cilindrada (cm3) 11.800 11.800
Potencia (CV) 480 480
Coste de la transformación (€) N/A 15.000
Consumo de combustible (€/100km) 57,54 45,40
43 Figura 21: Coste del combustible por cada 100 km recorridos de un autobús urbano. Fuente:
Empresa Municipal de Transportes de Madrid39.
Como muestra la Figura 21, el ahorro de un autobús urbano por kilómetro recorrido es del 24%, en comparación con su operación con gasóleo, y del 17% en comparación con la alternativa a biodiésel.
4.3.4 Potencial ahorro para el transporte marítimo:
transbordador de media distancia y carguero
Para el sector marítimo se han analizado dos casos con carácter ilustrativo:
Retrofitting de un ferry para su operación con GNL frente a dos ferries de características equiparables que empleen heavy fuel oil (HFO) y marine diesel oil (MDO).
Retrofitting de un carguero para su operación con GNL frente a un carguero equiparable que opere con HFO.
Análisis del transbordador de media distancia
El análisis se basa en un ejemplo de operación concreto que se describe en la Tabla 9.
39 Experiencia con autobuses de GNC. Juan Ángel Terrón, director de Ingeniería de la Empresa Municipal de Transportes
44 Tabla 9: Especificaciones del ferry empleado para el cálculo.
La Figura 22 muestra el ahorro total del ferry de gas natural para las condiciones de operación descritas y una vida útil de 30 años. Con respecto a la alternativa de MDO el ahorro representa aproximadamente 12 veces el coste del retrofitting y en el caso de la alternativa a HFO el ahorro se sitúa en torno a 5 veces el coste de la inversión.
Figura 22: Ahorro total ferry GNL frente alternativas HFO y MDO. Uso medio: 90.000 millas/año.
En este ejemplo, la inversión requerida por el retrofitting quedaría amortizada en un periodo próximo a 5,4 años al comparar con el ferry de HFO y próximo a los 2,5 años en el caso del ferry de MDO. Los periodos de amortización del caso analizado son bajos, en relación a la vida útil típica de este tipo de buques (30-40 años).
Teniendo en cuenta que no se han identificado diferencias significativas en el coste del mantenimiento ni en la vida útil de los buques, todo el ahorro estimado viene derivado del menor precio del gas natural por unidad energética. En cualquier caso, los diferenciales de precio en el caso marítimo son sensiblemente inferiores a los considerados en el sector terrestre, especialmente en el caso del HFO.
Análisis del carguero
El análisis se basa en un ejemplo de operación concreto de un carguero que se describe en la Tabla 10.
40 Consumo específico en kJ de gas natural, MDO o HFO, por cada kWh útil producido por el motor.
Características del vehículo considerado Descripción
Ruta Línea regular Península - Baleares
Operación (días / año) 300
Motorización (MW) 16
Coste del retrofitting (M€) 13,5
Sobrecoste mantenimiento GNL respecto a HFO o MDO (€) 0
Consumo de combustible funcionando a HFO o MDO (g/kWh) 190
45 Tabla 10: Especificaciones del carguero empleado para el cálculo.
El ahorro total de la alternativa a GNL frente a la de HFO que obtendría este carguero concreto sería de 34 millones de euros, considerando que cubre la ruta mencionada una vez a la semana, 50 semanas al año (aproximadamente 150.000 millas al año), deteniéndose 6 horas en cada uno de los puertos mencionados y con una vida útil de 30 años.
En este ejemplo, la inversión requerida por el retrofitting quedaría amortizada en un periodo de 6,5 años. Este periodo, al igual que en el caso del ferry, es muy inferior a su vida útil.
No se ha realizado un análisis detallado del potencial ahorro considerando un barco nuevo construido específicamente para ser operado con GNL. En este caso, el sobrecoste del buque a GNL frente a la alternativa de HFO o MDO se encuentra en el orden del 7% al 10% para un buque equiparable al del estudio. Teniendo en cuenta la vida útil de este tipo de vehículos, el retorno de la inversión se alcanzaría con total seguridad y serían, por tanto, otras consideraciones, como la autonomía o la disponibilidad de una infraestructura para el repostaje, las que determinarían la elección de uno u otro combustible.