La Descarbonización del Sistema Mundial de Transporte Vehicular

Acadam. Ing. Nelson Hernández

La Descarbonización del Sistema Mundial de Transporte Vehicular

Academ. Ing. Nelson Hernández

Agosto 2021

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La Descarbonización del Sistema Mundial de Transporte Vehicular
Acadam. Ing. Nelson Hernández

INDICE
Pagina
Resumen 3
Introducción 2
Economía 8
Parque Automotor del VCI 9
Incorporación del CE al parque automotor 11
Conclusiones 15

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Resumen

La transición energética es un hecho. No hay vuelta atrás. Las energías no amigables al

ambiente, serán sustituidas paulatinamente por las amigables. Es decir, todo se reduce a
la descarbonización del sistema energético mundial.

No es fácil cambiar un sistema de transporte alimentado por hidrocarburos que ha

tenido más de 100 años de vigencia, por uno de cero emisiones de Gases de Efecto
Invernadero (GEI) como una de las vías para mitigar el cambio climático. En otras
palabras, es la sustitución de los Vehículos de Motor a Combustión Interna (VCI) por
Vehículos o Carros Eléctricos (CE)

En tal sentido, en el documento se comparan las ventajas competitivas del CE Vs VCI

y se desarrolla una prospectivas de la incorporación de los CE al parque automotor
global con resultados sobre la declinación del consumo de petróleo, la reducción de las
emisiones de CO2 y las necesidades eléctricas para para alimentar a los CE.

Del análisis realizado, se desprende lo siguiente:

 Desde el punto de vista energético los CE son más eficientes que el VCI. 3.7
veces más que el de a gasolina y 3.1 veces más que el de a diesel.

 El CE es más económico, 2.58 veces que el de gasolina y 1.96 veces que el de

diesel, desde el punto de vista de la factura energética

 A nivel mundial, el parque de CE iguala al de VCI en el año 2033, situándose en

el 2050 en 1130 millones de CE

 Para el periodo 2020 – 2050, la incorporación del CE al parque automotor,

disminuye el consumo de gasolina en 37 Millones de Barriles de Diarios (MBD)
(78.7 MBD de petróleo), al situarse en 7.2 MBD (15.3 MBD de petróleo) en el
2050.

 Para el año 2050, los 1130 millones de CE no permiten el arrojo de 5 GTCO2,

equivalente al 83.7 % de lo emitido en el 2020.

 El consumo de electricidad por el CE, representa el 10 % de la demanda de

electricidad proyectada a nivel mundial para el año 2050.

La sustitución de los VCI será un proceso dinámico, y que ya está liderado por los
países que producen más del 70% de los VCI, donde muchos de ellos han establecido
fecha en la cual no se venderá más en su territorio un VCI, dándole así la entrada a los
CE, objetivo principal para la descarbonización del sistema de transporte terrestre.

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Introducción

La Transición Energética es un proceso, en pleno desarrollo, en el cual está inmersa la

humanidad. El objetivo de esa transición es reducir las emisiones de Gases de Efecto
Invernadero (GEI), para combatir el fenómeno de Cambio Climático, estableciéndose
una ruta de descarbonización de la matriz energética global que se traduce básicamente
en la sustitución de las fuentes energéticas fósiles por fuentes mas amigables al
ambiente, preferentemente las no emisoras de CO2.

La grafica anterior, muestra la emisión de GEI (CO2, CH4, + otros) para el 2016,
distribuida por sectores de consumo, clasificados en energéticos (73.2 %) y no
energéticos (26.8 %), de un total de 49.4 Giga toneladas de CO2e (GT CO2e).

El sector de mayor emisión es el industrial con 29.4 % del total (14.5 GT), le sigue el
sector Agropecuario con 20.1 % (9.9 GT), el sector inmuebles con 17.5 % (8.6 GT), El
sector transporte con 16.2 % (8.0 GT) y el resto con 16.8 % (8.3 GT).

Ahora bien, cada uno de esos sectores debe realizar acciones que conlleven a la
descarbonización, y que deben estar enmarcadas dentro de los cinco elementos que se
menciona en la grafica siguiente. Es de recordar que la tendencia energética global, es
de electrificar todo a casi todo, es lo que se denomina la “electrificación de la demanda
energética”. Es decir, un mundo consumiendo de manera racional energía pero con
menos emisiones de GEI.

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Muchos se preguntan: Si el sector transporte es el 4to. emisor de GEI, porque es el más

sonado para reducir las emisiones?

La respuesta es sencilla, y es que en este sector la implementación de la

descarbonización es mucho más rápida y fácil de realizar, ya que el objetivo se centra en
una unidad que es el vehículo, de consumo masivo y utilizado por todos los países.

Veamos que significa la descarbonización del sector transporte. A tal efecto, tomaremos
tres valores promedios para un vehículo Renault Fluence a gasolina, uno a diesel y otro
eléctrico, y que realizan un recorrido promedio de 25000 Km al año.

El vehículo a gasolina consume 7.6 lit/100Km (244.57 MJ/100Km)

El vehículo a diesel consume 5.7 lit/100Km (204.4 MJ/100Km)

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El vehículo eléctrico consume 18.5 Kwh/100Km (66.6 MJ/100Km)

De lo anterior podemos inferir que energéticamente, el vehículo eléctrico es más

eficiente: 3.7 veces más que el de a gasolina y 3.1 veces más que el de a diesel. Es de
destacar que estos índices se refieren a la cantidad de energía puesta en tanque o batería,
es decir, no se incluye la energía necesaria para producir gasolina, diesel y electricidad.
Pero en el caso del eléctrico, considerando que dicha electricidad se genere con gas y

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Es de señalar que ya hay vehículos eléctricos con valores de 14 Kwh/100Km (50.4
MJ/100Km)

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ciclo combinado, con una eficiencia de 35 % (9751 BTU/kWh), el valor energético

resultante es de 190.3 MJ/100km, aun es un valor menor en 1.28 y 1.07,
respectivamente, a los indicados anteriormente. Cuando esta electricidad es generada
vía energía solar o eólica, el valor energético de consumo para el vehículo eléctrico se
mantiene en 66.6 MJ/100Km.

Otra pregunta muy común es: Cuanto combustible hidrocarburífico desplaza cada
vehículo eléctrico?.

Para responder, tomemos los valores de recorrido de 25000 Km anuales. El vehículo

eléctrico consume 4625 Kwh, desplazando:

1900 litros de gasolina = 11.94 Barriles (B) = 0.033 BD (Barriles diarios)

1425 litros de diesel = 8.96 B = 0.024 BD

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En lo atinente a la descarbonización del sistema de transporte, el uso del carro eléctrico
(CE) reduce las emisiones anuales de CO2 en:

4.45 Toneladas (T), si desplaza a uno de gasolina

3.86 T, si desplaza a uno de diesel

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Por otra parte, si la electricidad es generada a gas , la emisión de CO2 asociada al carro
eléctrico es de 1.94 T, por lo que el neto de reducción seria de

2.51 Toneladas (T), si desplaza a uno de gasolina

1.92 T, si desplaza a uno de diesel

De allí la importancia que los carros eléctricos utilicen electricidad proveniente de

fuentes generadoras que no emitan GEI (eólica, solar, mareomotriz, geotérmica,
hidroelectricidad, nuclear, etc.… y en última instancia gas natural).

Los resultados aquí mostrados hasta ahora son referidos a un vehículo. El impacto en la
descarbonización se observa cuando se extrapola estos resultados al parque automotor a
combustión interna a nivel mundial. Se desconoce con certeza, cual es la dimensión de
ese parque, las cifras actuales indican que ronda los 1350 millones de vehículos a
combustión interna (VCI). En el caso hipotético que todos estos vehículos fueran a

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La emisión de CO2 de la gasolina es de 2.34 Kg/lit; diesel de 2.71 Kg/lit y gas de 0.42
Kg/Kwh
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Gas natural (metano), es el hidrocarburo que emite menor CO2 al quemarlo.

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gasolina, la emisión anual de CO2 sería de 6.0 GT, que representaría el 18.7 % del total
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emitido en el 2020 a nivel global .

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Estadísticas BP, 2020

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Economía

Otra de las preguntas comunes es la economía para el usuario final. Es decir, Cual de los
dos tipos de vehículo (VCI, CE) es más barato operarlo?

Para responder a esta pregunta, tomemos el precio, al consumidor final en Estados

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Unidos , de los energéticos hidrocarburíficos (junio 2021) y el precio de la electricidad
(mayo 2021).

Gasolina: 0.86 $/lit Diesel: 0.87 $/lit Eléctrico 0.137 $/Kwh

La erogación anual por los energéticos consumidos es de 1634 $ para la gasolina; 1240
$ para el diesel y 634 $ para la electricidad. Esto implica que el CE es más económico,
2.58 veces que el de gasolina y 1.96 veces que el de diesel. A lo anterior, se le aúna
como beneficio al CE, su mantenimiento que es mas barato por tener este un motor con
menos piezas movibles.

Otro aspecto que está en vías de solucionarse es el costo superior de un CE versus el

VCI. Los análisis indican que después del 2025 no habrá justificación alguna para no
comprar un CE. Se pronostica que para el 2024, el precio del CE será igual o más barato
que un VCI. El principal aspecto que lo ha hecho posible es el costo de la batería que ha
bajado a menos de 100 $/Kwh de capacidad de almacenamiento.

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Hidrocarburos. https://www.eia.gov/totalenergy/data/monthly/pdf/sec9_6.pdf

Electricidad. https://www.eia.gov/electricity/monthly/epm_table_grapher.php?t=table_5_03

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Parque Automotor del VCI

La grafica a continuación muestra la producción de VCI para el periodo 1950 – 2020.

Obsérvese que la producción siguió un crecimiento interanual del 6.95 % hasta el año
2017, cuando alcanza su máximo histórico de 97.3 millones de vehículos. A partir de
ese año comienza una declinación, la cual fue intensificada por la COVID-19, hasta
situarse en 77.62 millones de unidades producidas en el 2020. Es decir, unos 20
millones menos de vehículos producidos.

Excluyendo el impacto COVID-19, expertos indican que la declinación de la

producción de VCI obedece a: 1) Entrada del vehículo eléctrico (VE), los vehículos
autónomos y mayor utilización del carro comunitario y uso de la bicicleta 2) Adaptación
de trenes de producción para fabricar VE en las grandes fábricas vehiculares 3) Mayor
conciencia sobre el cambio climático. En otras palabras, luce que no se alcanzara
nuevamente el pico del 2017.

Por otra parte, los vehículos producidos son vendidos. Tal como lo refleja la grafica a
continuación. Es decir, no es un bien que se puede almacenar para en un futuro obtener
mejores beneficios. Todo lo contrario, es obsoleto al año.

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Estadísticamente, se puede afirmar que el 73 % de la producción está dedicada a

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vehículos de pasajeros, y el resto a los denominados vehículos comerciales .

Tomando este porcentaje, podemos inferir que el actual parque automotor mundial está
conformado por: 986 millones de vehículos clasificados como de pasajeros y 364
millones son comerciales.

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Un vehículo comercial es cualquier vehículo diseñado para transportar mercancía y
pasajeros con fines de negocios.

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Incorporación del CE al parque automotor

En los últimos 2 años, muchos países han establecido políticas públicas que eliminan las
ventas de VCI, para así intensificar la incorporación del CE al parque automotor, y todo
con miras a reducir las emisiones de CO2. A continuación los países y el año en que se
prohíben las ventas de VCI: Costa Rica (2021), Noruega (2025), Holanda (2025),
Inglaterra (2030), Alemania (2030), España (2030), Suecia (2030), Dinamarca (2030),
India (2030), UE (2035), Francia (2040), China (2040), India (2040). Adicional a estas
iniciativas, existen algunas parciales, donde destaca la aplicada en los Estados Unidos,
que establece que para el 2030, las ventas de CE debe ser el 50 % de las ventas totales
de automotores.
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Es de señalar, que la mayoría de estos países son los que desarrollan tecnología en este
campo, por lo que el resto de ellos (los países) migraran al CE por el simple hecho del
cambio tecnológico.

Para tener una visión más completa de la incorporación del CE a nivel global, se
desarrollo una prospectiva con base a las siguientes premisas:

 El parque automotor para el 2020 es de 1350 millones de vehículos. No

considera los 2 millones de CE que existen actualmente.

 Todo vehículo que se produce, se vende

 No hay crecimiento del parque automotor actual, es decir, se mantiene en 1350

millones de unidades

 La vida útil de un VCI es de 15 años. Se utiliza el método de la “suma de los

dígitos” en forma inversa para su depreciación. Es decir, la mayoría de los
vehículos de una cohorte (producción), salen en el año 15 y la minoría en el año
1(uno).

 Para simplificar los cálculos, se asume que todo el parque VCI, es a gasolina

 Se establece que el 50 % de las ventas de vehículos al 2035 son CE.

 Se limita el parque de VCI a 220 millones en el año 2050

 El rendimiento volumétrico de un barril de petróleo en gasolina es del 47 %

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Para el 2020, se produjeron 77.62 millones de VCI. Los 10 primeros países
productores, y en este orden son: China (25.22 millones), Estados Unidos (8.82), Japón
(8.06), Alemania (3.74), Corea del Sur (3.51), India (3.39), México (3.17), España
(2.27), Brasil (2.01) y Rusia (1.43). Estos 10 países producen el 79 % del total mundial
de VCI. La Unión Europea (UE) produjo 15.8 millones de VCI.

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Los resultados de la prospectiva se muestran a continuación.

La grafica que sigue, presenta la historia del parque automotor de VCI, su declinación y
la incorporación de los CE. Los VCI pasan de 1350 millones en el 2020 y se sitúan en
240 millones en el 2050. Por otro lado, el CE alcanza un máximo de 1130 millones de
unidades para el año 2050.

La prospectiva del parque de VCI permite estimar el consumo de gasolina y por ende el
de petróleo.

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La grafica anterior muestra que el consumo de gasolina pasa de 44.1 MBD en el 2020 a
7.2 MBD en el 2050. Esto implica un consumo de petróleo de 15.3 MBD en el 2050

Por otra parte, la incorporación de los CE permite reducir un total de emisión de CO2 de
89 GTCO2, tal como lo indica la grafica a continuación. Esto es equivalente a un
promedio anual de 3 GTCO2 en el periodo de 30 años. Para el año 2050, los 1130
millones de CE no permiten el arrojo de 5 GTCO2, equivalente al 83.7 % de lo emitido
en el 2020.

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Una de las cosas que, regularmente, se dice en perjuicio del uso masivo del CE es que
no habrá suficiente electricidad para alimentarlos. La grafica anterior, muestra la
prospectiva del consumo eléctrico al 2050, en la cual se señala la demanda estimada de
los CE, resultante de la prospectiva ya indicada de su incorporación. Obsérvese que la
demanda eléctrica por efecto del CE, representa solo el 10.25 % del total que se sitúa en
51.7 Pwh (Peta vatios hora) en el 2050.

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Conclusiones

La descarbonización de la matriz energética global es una necesidad imperiosa para

combatir el cambio climático, no hay vuelta atrás. En el corto y mediano plazo, las
acciones asociadas para tal fin, tienen preferencia en el sector transporte terrestre por
ser el más expedito en poder realizarlas. De lo analizado en este documento, podemos
inferir lo siguiente:

 Desde el punto de vista energético los CE son más eficientes que el VCI. 3.7
veces más que el de a gasolina y 3.1 veces más que el de a diesel.

 El CE es más económico, 2.58 veces que el de gasolina y 1.96 veces que el de

diesel, desde el punto de vista de la factura energética

 Cada CE incorporado al parque automotor, desplaza anualmente 1900 litros de

gasolina (0.033 BD) para un recorrido de 25000 Km.

 Cada CE incorporado disminuye la emisión de CO2 en 4.45 Toneladas al año.

 La prospectiva desarrollada, indica que:

o A nivel mundial, el parque de CE iguala al de VCI en el año 2033,

situándose en el 2050 en 1130 millones de CE

o Para el periodo 2020 – 2050, la incorporación del CE al parque

automotor, disminuye el consumo de gasolina en 37 MBD (78.7 MBD de
petróleo), al situarse en 7.2 MBD (15.3 MBD de petróleo) en el 2050.

o Para el año 2050, los 1130 millones de CE no permiten el arrojo de 5

GTCO2, equivalente al 83.7 % de lo emitido en el 2020.

o El consumo de electricidad por el CE, representa el 10 % de la demanda

de electricidad proyectada a nivel mundial para el año 2050.

La transición energética, con su objetivo principal de la descarbonización, no es un

proceso fácil de llevar, y cada país buscara la mejor forma de realizarla en función de
sus recursos. Lo que es primordial, desde el punto de vista individual y colectivo, es no
ralentizarla. De hacerlo, implicaría la modificación negativa del hábitat de los seres
vivos de este planeta, por efecto del cambio climático, situación que no se debe
alcanzar.

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