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.

0

1,000

2,000

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4,000

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11

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11

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62

01

1

Emisiones por combustibles fósiles

Mil

lon

es

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lad

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mé

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arb

on

o /

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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100

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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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12,000

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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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135

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563

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676

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0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Twizy Z.E.

i3

Spark

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Modelo 3

Modelo S

Modelo X P90D

Modelo S P90D

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XC90 PHEV

918 Spyder

Volt

Cayenne S E-Hybrid

X5 xDrive40e

Panamera S E-Hybrid

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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

143

83

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50

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150

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250

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350

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

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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)

0

5

10

15

20

0 1 2 3 4 5

Em

isio

nes (

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

$800

$1,000

$1,200

$1,400

$1,600

$1,80020

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20

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20

28

20

29

20

30

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.

17

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

sto

de

op

era

ció

n (

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