ACV VEHICLUO ELECTRICO
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ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 1 Resumen El presente trabajo se desarrolla con el fin de evaluar el impacto medioambiental de las políticas propuestas por el Gobierno de la República del Ecuador en materia de vehículos eléctricos, estas incluyen preferencias arancelarias y reducción de impuestos para los compradores de este tipo de tecnologías. En este ámbito el presente estudio busca evaluar los diferentes impactos medioambientales generados en la etapa de uso de un vehículo eléctrico comparados con los de un vehículo de combustión interna a gasolina, mediante el uso de la herramienta de análisis de ciclo de vida ACV, así también se evaluarán las repercusiones del plan de diversificación de la matriz de generación eléctrica 2020 mediante un análisis comparativo con la matriz actual. De esta manera se busca identificar las principales categorías de impacto en la etapa de uso para cada tecnología de propulsión y evaluar sus efectos ambientales potenciales con relación a las etapas de producción y de final de vida. Para el análisis de ciclo de vida se ha utilizado la versión académica del software GaBi 6. En estudio de los impactos derivados del uso del vehículo de combustión interna se analiza la extracción de petróleo crudo, la refinación de combustible y del funcionamiento del motor. Para el caso del vehículo eléctrico se estudian los impactos originados por la producción de energía de cada una de las fuentes que comprende el mix energético actual y el previsto para el año 2020. Para los efectos potenciales de generación de energía y refinación, se utilizan datos de Brasil adaptados al contexto ecuatoriano, al no disponer de información detallada del Ecuador. Los impactos de la generación de energía eólica se toman a partir de datos de España. Los impactos ambientales para cada tecnología y matriz energética se calculan para una unidad funcional de 150.000 km., con indicadores de punto intermedio obtenidos por el software mediante la metodología ReCiPe. La interpretación de resultados evidencia que para el contexto ecuatoriano el uso de vehículos eléctricos tiene menores impactos ambientales negativos en la etapa de uso para la mayor parte de las categorías estudiadas. Pág. 2 Memoria ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 3 Índice RESUMEN ___________________________________________________ 1 ÍNDICE ______________________________________________________ 3 ÍNDICE DE FIGURAS ___________________________________________ 5 ÍNDICE DE TABLAS ____________________________________________ 9 1. GLOSARIO ______________________________________________ 11 2. PREFACIO ______________________________________________ 13 2.1. Origen del proyecto ...................................................................................... 13 2.2. Motivación .................................................................................................... 13 2.3. Requerimientos previos................................................................................ 13 3. INTRODUCCIÓN _________________________________________ 15 3.1. Objetivos del proyecto .................................................................................. 15 3.2. Alcance del proyecto .................................................................................... 15 4. METODOLOGÍA __________________________________________ 17 4.1. Análisis de Ciclo de Vida .............................................................................. 17 4.2. Aspectos generales del ACV........................................................................ 17 4.3. Categorías de impacto ................................................................................. 19 4.4. Categorías de impacto intermedias.............................................................. 20 4.4.1. 4.4.2. 4.4.3. 4.4.4. 4.4.5. 4.4.6. 4.4.7. Cambio Climático ............................................................................................ 20 Acidificación .................................................................................................... 21 Eutrofización ................................................................................................... 21 Disminución del Ozono ................................................................................... 21 Oxidación Fotoquímica ................................................................................... 21 Partículas ........................................................................................................ 21 Toxicidad humana........................................................................................... 22 4.5. Etapas del ciclo de vida de un vehículo ....................................................... 22 4.5.1. 4.5.2. 4.5.3. 4.5.4. 4.5.5. 4.5.6. 4.5.7. Procesamiento de materias primas ................................................................. 22 Manufactura de componentes......................................................................... 23 Ensamblaje ..................................................................................................... 24 Trasporte y distribución ................................................................................... 24 Uso y mantenimiento ...................................................................................... 24 Producción de combustible-electricidad y distribución .................................... 25 Final de vida.................................................................................................... 25 4.6. Software de análisis y base de datos. .......................................................... 25 Pág. 4 5. Memoria PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO DE ANÁLISIS DE CICLO DE VIDA ___________________________________________________27 5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 5.6. 5.7. Objetivos ...................................................................................................... 27 Definición del alcance .................................................................................. 27 Unidad Funcional ......................................................................................... 28 Límites del sistema ...................................................................................... 28 Matriz de producción eléctrica del Ecuador ................................................. 29 Caracterización de los vehículos ................................................................. 30 Consideraciones del estudio ........................................................................ 31 5.7.1. 5.7.2. 5.7.3. 5.7.4. 5.7.5. 6. Transporte .......................................................................................................33 Uso ..................................................................................................................33 Producción de electricidad ...............................................................................33 Producción de combustible ..............................................................................34 Mantenimiento .................................................................................................35 INVENTARIO DEL CICLO DE VIDA __________________________ 37 6.1. Producción de energía ................................................................................. 37 6.1.1. 6.1.2. Producción de electricidad ...............................................................................37 Producción y distribución de combustible ........................................................39 6.2. Funcionamiento de los vehículos................................................................. 39 6.3. Vehículos ..................................................................................................... 41 7. EVALUACIÓN DEL IMPACTO _______________________________ 43 7.1. Impactos vehículo de motor de combustión interna .................................... 43 7.2. Impactos vehículo eléctrico mix 2013 .......................................................... 48 7.3. Impactos vehículo eléctrico mix 2020 .......................................................... 53 8. INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS________________________ 59 8.1. Vehículo eléctrico vs motor de combustión interna ..................................... 59 8.2. Contribución de la etapa de uso al ciclo de vida total .................................. 64 9. CONCLUSIONES _________________________________________69 BIBLIOGRAFÍA_______________________________________________71 Referencias bibliográficas ..................................................................................... 72 ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 5 Índice de figuras Figura 4.1: Marco de referencia de un ACV ........................................................................ 18 Figura 4.2: Relación entre los parámetros de ICV (izquierda), indicador de punto medio (centro) y el indicador de punto final (derecha) según ReCiPe 2008.................................... 20 Figura 4.3: Etapas del ciclo de vida de un vehículo............................................................. 22 Figura 4.4: Uso de materiales en un vehículo (% en peso). ................................................ 23 Figura 5.1: Contribución de emisiones en las etapas de vida de un vehículo...................... 28 Figura 5.2: Límites del Sistema ........................................................................................... 29 Figura 5.3: Matriz de generación eléctrica Ecuador 2013-2020 .......................................... 30 Figura 5.4: Vehículo eléctricos comercializados en el Ecuador ........................................... 31 Figura 6.1: Entradas y Salidas Inventario de ciclo de vida .................................................. 37 Figura 6.2: Pérdidas eléctrica .............................................................................................. 38 Figura 7.1: Impactos VMCI – Cambio climático................................................................... 43 Figura 7.2: Impactos VMCI – Acidificación terrestre. ........................................................... 44 Figura 7.3: Impactos VMCI – Eutrofización agua dulce. ...................................................... 44 Figura 7.4: Impactos VMCI – Agotamiento de la capa de ozono. ........................................ 44 Figura 7.5: Impactos VMCI – Agotamiento de recursos fósiles. .......................................... 45 Figura 7.6: Impactos VMCI - Eco toxicidad del agua dulce. ................................................ 45 Figura 7.7: Impactos VMCI – Toxicidad humana................................................................. 45 Figura 7.8: Impactos VMCI – Eco toxicidad marina. ............................................................ 46 Figura 7.9: Impactos VMCI – Eutrofización marina. ............................................................ 46 Figura 7.10: Impactos VMCI – Agotamiento de metales. .................................................... 46 Figura 7.11: Impactos VMCI – Formación de partículas...................................................... 47 Pág. 6 Memoria Figura 7.12: Impactos VMCI – Oxidación fotoquímica. ....................................................... 47 Figura 7.13: Impactos VMCI – Eco toxicidad terrestre. ....................................................... 47 Figura 7.14: Impactos VMCI – Agotamiento del agua. ........................................................ 48 Figura 7.15: Impactos VE (mix 2013) – Cambio climático. .................................................. 48 Figura 7.16: Impactos VE (mix 2013) – Acidificación terrestre. ........................................... 49 Figura 7.17: Impactos VE (mix 2013) – Eutrofización de agua dulce. ................................. 49 Figura 7.18: Impactos VE (mix 2013) – Agotamiento de la capa de ozono. ........................ 49 Figura 7.19: Impactos VE (mix 2013) – Disminución de recursos fósiles. ........................... 50 Figura 7.20: Impactos VE (mix 2013) – Eco toxicidad de agua dulce.................................. 50 Figura 7.21: Impactos VE (mix 2013) – Toxicidad humana. ................................................ 50 Figura 7.22: Impactos VE (mix 2013) – Eco toxicidad marina. ............................................ 51 Figura 7.23: Impactos VE (mix 2013) – Eutrofización marina.............................................. 51 Figura 7.24: Impactos VE (mix 2013) – Agotamiento de metales........................................ 51 Figura 7.25: Impactos VE (mix 2013) – Formación de partículas. ....................................... 52 Figura 7.26: Impactos VE (mix 2013) – Oxidación fotoquímica. .......................................... 52 Figura 7.27: Impactos VE (mix 2013) – Eco toxicidad terrestre. .......................................... 52 Figura 7.28: Impactos VE (mix 2013) – Agotamiento del agua. .......................................... 53 Figura 7.29: Impactos VE (mix 2020) – Cambio climático. .................................................. 53 Figura 7.30: Impactos VE (mix 2020) – Acidificación terrestre. ........................................... 54 Figura 7.31: Impactos VE (mix 2020) – Eutrofización de agua dulce. ................................. 54 Figura 7.32: Impactos VE (mix 2020) – Agotamiento de la capa de ozono. ........................ 54 Figura 7.33: Impactos VE (mix 2020) – Disminución de recursos fósiles. ........................... 55 Figura 7.34: Impactos VE (mix 2020) – Eco toxicidad de agua dulce.................................. 55 ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 7 Figura 7.35: Impactos VE (mix 2020) – Toxicidad humana. ................................................ 55 Figura 7.36: Impactos VE (mix 2020) – Eco toxicidad marina. ............................................ 56 Figura 7.37: Impactos VE (mix 2020) – Eutrofización marina. ............................................. 56 Figura 7.38: Impactos VE (mix 2020) – Agotamiento de metales. ....................................... 56 Figura 7.39: Impactos VE (mix 2020) – Formación de partículas. ....................................... 57 Figura 7.40: Impactos VE (mix 2020) – Oxidación fotoquímica. .......................................... 57 Figura 7.41: Impactos VE (mix 2020) – Eco toxicidad terrestre. .......................................... 57 Figura 7.42: Impactos VE (mix 2020) – Agotamiento del agua............................................ 58 Figura 8.1: Impactos VE vs. VMCI – Cambio climático. ...................................................... 60 Figura 8.2: Impactos VE vs. VMCI – Acidificación terrestre................................................. 61 Figura 8.3: Impactos VE vs. VMCI – Agotamiento de recursos fósiles. ............................... 61 Figura 8.4: Impactos VE vs. VMCI – Eco toxicidad de agua dulce. ..................................... 61 Figura 8.5: Impactos VE vs. VMCI – Toxicidad humana. .................................................... 62 Figura 8.6: Impactos VE vs. VMCI – Eco toxicidad marina.................................................. 62 Figura 8.7: Impactos VE vs. VMCI – Eutrofización marina. ................................................. 62 Figura 8.8: Impactos VE vs. VMCI – Eutrofización de agua dulce....................................... 63 Figura 8.9: Impactos VE vs. VMCI – Formación de partículas. ........................................... 63 Figura 8.10: Impactos VE vs. VMCI – Oxidación fotoquímica. ............................................ 63 Figura 8.11: Impactos VE vs. VMCI – Agotamiento del agua. ............................................. 64 Figura 8.12: Impactos del ciclo de vida VMCI vs. VE – Cambio climático. .......................... 65 Figura 8.13: Impactos del ciclo de vida VMCI vs. VE – Acidificación terrestre. ................... 65 Figura 8.14: Impactos del ciclo de vida VMCI vs. VE – Eutrofización de agua dulce. ......... 66 Figura 8.15: Impactos del ciclo de vida VMCI vs. VE – Oxidación fotoquímica. .................. 66 Pág. 8 Memoria Figura 8.16: Impactos del ciclo de vida VMCI vs. VE – Agotamiento de recursos fósiles.... 66 Figura 8.17: Impactos del ciclo de vida VMCI vs. VE – Toxicidad humana. ........................ 67 Figura 8.18: Impactos del ciclo de vida VMCI vs. VE – Formación de partículas. ............... 67 ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 9 Índice de tablas Tabla 4.1: Actividades en la fabricación y ensamblaje de un vehículo................................. 24 Tabla 5.1: Principales componentes de un vehículo ............................................................ 32 Tabla 5.2: Comparación normativa de gasolinas ................................................................. 34 Tabla 6.1: Parámetros del ICV de electricidad ..................................................................... 38 Tabla 6.2: Valores de emisión Euro3 ................................................................................... 40 Tabla 6.3: Flujo de elementos en el sistema ........................................................................ 40 Tabla 6.4: Datos técnicos vehículos comparados. ............................................................... 41 ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. 1. Glosario ACV Análisis de Ciclo de Vida AEADE Asociación de Empresas Automotrices del Ecuador AIHE Asociación de la Industria Hidrocarburífera del Ecuador CBU Completely Built Up CKD Completely Knock Down EICV Evaluación del Impacto del Ciclo de Vida EIA Evaluación de Impacto Ambiental GEI Gases de Efecto Invernadero ICV Inventario de Ciclo de Vida INEN Instituto Ecuatoriano de Normalización ISO International Organization for Standardization MCSE Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos MCI Motor de Combustión Interna MEER Ministerio de Electricidad y Energía Renovable NEDC New European Driving Cycle NHTSA National Highway Traffic Administration NTE Norma Técnica Ecuatoriana TTW Tank To Wheel VE Vehículo Eléctrico WTW Wheel To Wheel WTT Wheel To Tank Pág. 11 Pág. 12 Memoria ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 13 2. Prefacio 2.1. Origen del proyecto El presente proyecto se desarrolla con el fin de evaluar el impacto medioambiental de las políticas propuestas por el Gobierno de la República del Ecuador en materia de vehículos eléctricos, estas incluyen preferencias arancelarias y reducción de impuestos para los compradores de este tipo de vehículos. En base al Convenio “Marco para la Promoción, Comercialización y Perspectivas de Fabricación de Baterías y Vehículos Eléctricos en la República del Ecuador” se impulsa su adquisición, para lo cual los fabricantes e importadores implementarán las medidas de carácter técnico y comercial que sean necesarias para el desarrollo del proyecto. Así mismo adaptarán, distribuirán y brindarán el correspondiente servicio técnico y de post venta; además de dar soporte al proyecto de instalación, operación y mantenimiento de una red de recarga en el país. El convenio también plantea evaluar la fabricación local de vehículos eléctricos y baterías tanto para el mercado local como regional. El proyecto de introducción de vehículos eléctricos en el país contempla, además de la reducción de emisiones contaminantes, diversificación de la matriz energética, cambio en la tecnología de propulsión de vehículos e infraestructura y el desarrollo de nuevos campos productivos y líneas de investigación. 2.2. Motivación La motivación del presente proyecto es la evaluación del impacto de las políticas públicas para regulación del mercado y fomento de la industria automotriz, adoptadas por el Gobierno de la República del Ecuador, mediante el uso de la herramienta Análisis de Ciclo de Vida. 2.3. Requerimientos previos La elaboración de un estudio de ACV para vehículos supone conocimientos y datos referentes a su fabricación, funcionamiento, mantenimiento y final de vida útil. En este ámbito es preciso, además, el manejo de normativas y regulaciones en materia de control de emisiones contaminantes, así como de homologación de vehículos y sus componentes. Dado que estas actividades requieren la utilización de energía, son necesarios conocimientos acerca de transformación de recursos naturales, tal como refino de petróleo crudo, producción y distribución de electricidad. Pág. 14 Memoria El análisis del ciclo de vida supone el modelado de las etapas de vida de un vehículo para lo cual es imprescindible el manejo de herramientas y software de ACV, así como modelos para Evaluación de Impacto Ambiental. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 15 3. Introducción 3.1. Objetivos del proyecto El objetivo del presente estudio es cuantificar los diferentes impactos medioambientales generados en la etapa de uso de un vehículo eléctrico comparados con uno de combustión a gasolina en el contexto ecuatoriano. Valorar el efecto de las políticas públicas en materia de vehículos eléctricos mediante el uso de herramientas Análisis de Ciclo de Vida. Evaluar las repercusiones del plan de diversificación de la matriz energética 2020 mediante un análisis comparativo con la actual matriz de generación eléctrica. Identificar las principales categorías de impactos en la etapa de uso de un vehículo y evaluar sus efectos ambientales potenciales con relación a las etapas de producción y de final de vida. 3.2. Alcance del proyecto El presente estudio se ha llevado a cabo utilizando ciertas consideraciones basadas en la información disponible con el propósito de realizar un análisis comparativo de dos tecnologías de propulsión de vehículos en un entorno específico. No se realiza una evaluación altamente detallada de cada tecnología (el alcance del trabajo para un estudio finamente detallado sería demasiado extenso y especialmente costoso). Con esta premisa, este estudio consiste en un ejercicio de modelado para identificar efectos adversos y problemas generales de cada tecnología en la etapa de uso. La etapa de uso de un vehículo comprende los procesos de producción y distribución de energía en el caso de los vehículos eléctricos, así como la extracción de los recursos naturales y producción de combustible en el caso de los vehículos de combustión interna y el mantenimiento del vehículo en ambos casos. Para el ACV de la etapa de uso del vehículo de combustión interna se analizarán los impactos derivados de la extracción de petróleo crudo, la refinación de combustible y del funcionamiento del motor. Para el caso del vehículo eléctrico se analizarán los impactos derivados de la producción de energía de cada una de las fuentes que comprende el mix energético actual y el previsto para 2020, los impactos por emisiones de gases referentes al funcionamiento del motor eléctrico se consideran nulos. Para los impactos ambientales derivados de la generación de combustible y electricidad se utilizan datos de Brasil al no existir datos específicos de Ecuador. Los impactos de la Pág. 16 Memoria generación de energía eólica se toman a partir de datos de España. Para la evaluación de los efectos de la etapa de uso con respecto a las etapas de fabricación y final de vida se tomarán datos de estas dos etapas del estudio comparativo publicado en Journal of Industrial Ecology[1]. Todos los resultados del estudio se presentarán en categorías de impacto intermedias, considerando que son más representativas y de fácil interpretación. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 17 4. Metodología 4.1. Análisis de Ciclo de Vida Un Análisis de Ciclo de Vida evalúa las cargas ambientales asociadas al ciclo de vida de un producto o actividad desde la cuna hasta la tumba, identificando y cuantificando la energía y los materiales utilizados, así como las descargas al medioambiente (UNEP/SETAC[2]). Así se puede determinar los impactos medioambientales derivados del uso de los recursos naturales. El ACV es una herramienta ampliamente utilizada en los siguientes ámbitos: Desarrollo y mejora de productos en las distintas etapas de ciclo de vida. Planificación estratégica. Elaboración de políticas públicas. Marketing. Además de las citadas, se pueden enumerar las siguientes aplicaciones del ACV en la industria de la automoción: Análisis de ciclo de vida del vehículo completo, sistemas y componentes constitutivos. Optimización y selección de materiales considerando la demanda de energía, peso y huella de carbono. Modelado de escenarios para mejora de productos y evaluación de nuevas tecnologías 4.2. Aspectos generales del ACV En este ámbito la ISO ha estandarizado los procedimientos para la elaboración de un estudio de ACV los cuales se encuentran recopilados en las siguientes normativas: ISO 14040: 2006. Gestión Ambiental. Análisis de Ciclo de Vida. Principios y Marco de Referencia[3]. ISO 14044:2006. Gestión Ambiental. Análisis de Ciclo de Vida. Requisitos y Directrices[4]. Pág. 18 Memoria La normativa ISO 14040:2006 establece los principios y marco de referencia para un estudio de ACV, donde determina cuatro etapas primordiales en un estudio de ACV 1. Definición del objetivo y alcance En este punto se define la aplicación prevista del estudio, se especifica el sistema a estudiar, los límites del sistema, su unidad funcional y las consideraciones del estudio. 2. Análisis del Inventario (ICV) Involucra la recopilación de datos e información del sistema como las entradas de energía y materia prima, los productos, sus emisiones residuos y vertidos. También se definen los procedimientos de análisis para cuantificar las entradas y salidas del sistema. 3. Evaluación del impacto (EICV) Esta etapa tiene como objetivo evaluar los efectos potenciales más significativos utilizando los resultados del ICV. 4. Interpretación de los resultados En esta fase analizan los datos obtenidos del análisis de inventario y de la evaluación del impacto conjuntamente, con el fin de obtener conclusiones y recomendaciones en base a los hallazgos para la toma de decisiones. Definición del Objetivo y Alcance Análisis del Inventario Interpretación Evaluación del Impacto Figura 4.1: Marco de referencia de un ACV Fuente: ISO 14044:2006. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 19 4.3. Categorías de impacto Por impacto ambiental se entiende el efecto que produce una determinada acción humana sobre el medio ambiente en sus distintos aspectos. Los impactos ambientales pueden ser clasificados por su efecto en el tiempo, en 4 grupos principales: Irreversible: Es aquel impacto cuya trascendencia en el medio, es de tal magnitud que es imposible revertirlo a su línea de base original. Temporal: La magnitud de este impacto no genera mayores consecuencias y permite al medio recuperarse en el corto plazo hacia su línea de base original. Reversible: El medio puede recuperarse a través del tiempo, ya sea a corto, mediano o largo plazo, no necesariamente restaurándose a la línea de base original. Persistente: Las acciones o sucesos practicados al medio ambiente son de influencia a largo plazo y extensibles a través del tiempo, como los derrames de petróleo. Las categorías de impacto dependen de la metodología utilizada para la etapa de evaluación de impacto. Para la Evaluación del impacto ambiental existen diferentes metodologías, de las cuales se ha seleccionado como la más adecuada la ReCiPe, desarrollada por Pré Consultants, la misma que cumple con los requisitos establecidos por la ISO en materia de EICV. Como se muestra en la figura 4.2 el método ReCiPe transforma los resultados del inventario del ciclo de vida, en dieciocho indicadores de nivel medio y tres indicadores finales estos indicadores expresan la gravedad relativa de una categoría de impacto ambiental. De acuerdo a los límites del sistema y a la metodología evaluación de impacto, se seleccionarán las categorías bajo las que se valorarán los impactos de este estudio. Pág. 20 Memoria Figura 4.2: Relación entre los parámetros de ICV (izquierda), indicador de punto medio (centro) y el indicador de punto final (derecha) según ReCiPe 2008. Fuente: http://www.lcia-recipe.net/project-definition 4.4. Categorías de impacto intermedias De acuerdo a las recomendaciones del estudio IMPRO-car[5], y con la finalidad de facilitar la evaluación, se toman las siguientes categorías de impacto como más relevantes en los análisis de ACV en vehículos: 4.4.1. Cambio Climático Esta categoría de impacto se refiere al calentamiento global del planeta debido a las actividades humanas, también llamado calentamiento global antropogénico. La emisión de gases de efecto invernadero (GEI) a la atmósfera es la principal causa del calentamiento global. Sin embargo, otros agentes de forzamiento climático tales como cambios en el albedo terrestre además de las emisiones de hollín y aerosol también tienen un impacto sobre el clima. Los cuatro principales GEI resultantes de actividades humanas son el dióxido de carbono CO2, el óxido de nitrógeno NO2, el metano y los halocarbonos. La principal fuente antropogénica de CO2 es la quema de combustibles fósiles. Indicador de la categoría: kg de CO2 equivalente. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. 4.4.2. Pág. 21 Acidificación Uno de los efectos que tiene la contaminación atmosférica es la acidificación del medio ambiente. Esta puede definirse como la pérdida de la capacidad neutralizante del suelo y del agua, como consecuencia del retorno a la superficie de la tierra, en forma de ácidos, de los óxidos de azufre y nitrógeno descargados a la atmósfera. El dióxido de carbono es la principal causa de la acidificación marina, mientras que el nitrógeno y azufre se relacionan con los daños causados al agua dulce y la acidificación terrestre. Indicador de la categoría: kg de SO2 equivalente. 4.4.3. Eutrofización Eutrofizado es aquel ecosistema o ambiente caracterizado por una abundancia anormalmente alta de nutrientes como nitrógeno y fósforo inorgánicos. El resultado es un aumento de la producción primaria (fotosíntesis) con importantes consecuencias sobre la composición, estructura y dinámica del ecosistema. La eutrofización produce de manera general un aumento de la biomasa y un empobrecimiento de la diversidad. Indicador de la categoría: kg de fosfato equivalente. 4.4.4. Disminución del Ozono La capa de ozono estratosférico desempeña un papel fundamental en la regulación de las condiciones ambientales en la Tierra, su disminución aumenta la transmisión de la radiación UVB a la superficie e implica una serie de efectos nocivos en la salud humana y los ecosistemas. Su agotamiento se debe especialmente a las emisiones de clorofluorocarbonos CFC y otros de halocarbonos. Indicador de la categoría: kg CFC-11 equivalente. 4.4.5. Oxidación Fotoquímica El ozono antropogénico surge como producto de reacciones en la atmósfera entre radicales OH, los óxidos de nitrógeno NOx y diferentes compuestos orgánicos volátiles distintos del metano NMVOC. El principal oxidante fotoquímico es el ozono troposférico O3 causado por la emisión de NOx y NMVOC a lo largo del ciclo de vida de un sistema. Indicador de la categoría: kg NMVOC equivalente. 4.4.6. Partículas El material particulado (PM) es considerado como uno de los factores de estrés ambientales más importantes en términos de su contribución a la carga mundial de enfermedades en la ciudades. Varios estudios epidemiológicos demuestran que PM causa graves efectos Pág. 22 Memoria adversos para la salud, como reducción de la esperanza de vida, el cáncer de pulmón, enfermedades respiratorias crónicas, diabetes y defectos de nacimiento. Indicador de la categoría: PM-10 equivalente. 4.4.7. Toxicidad humana Este indicador se basa en concentraciones tolerables en el aire, el agua, las directrices de calidad del aire, la ingesta diaria tolerable y la ingestión diaria admisible para la toxicidad humana. Indicador de la categoría: kg 1,4 diclorobenzeno (1,4-DB) eq. 4.5. Etapas del ciclo de vida de un vehículo El ciclo de vida de un automóvil en sus distintas etapas supone un consumo de recursos y energía lo que se deriva en efectos medioambientales negativos más o menos significativos dependiendo de las materias primas utilizadas, procesos de producción, uso, mantenimiento y tratamiento final. 1. Materia prima 9. Vertedero / Incineración 2. Fabricación de componentes 9. Reciclaje 3. Ensamblaje del vehículo 8. Final de Vida 5. Uso 6. Producción de combustible / electricidad 4. Transporte Distribución 7. Mantenimiento Figura 4.3: Etapas del ciclo de vida de un vehículo Elaboración: Autor 4.5.1. Procesamiento de materias primas El proceso de fabricación de un automóvil requiere la extracción de recursos naturales que luego serán transformados en materiales utilizables. Los vehículos actuales se componen de ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 23 una gran cantidad de diferentes materiales, la mayoría metales (alrededor de un 75% de su masa). Los metales predominantes utilizados son de acero y aluminio. Otros materiales de automoción claves incluyen plásticos técnicos y compuestos poliméricos, además de caucho y vidrio. La cantidad de procesos implicados para el procesado de las materias primas es elevada, por lo que la elaboración de un inventario de ciclo de vida para el ACV de un automóvil es un trabajo muy laborioso y complejo. Figura 4.4: Uso de materiales en un vehículo (% en peso). Fuente: Daimler AG. [5] 4.5.2. Manufactura de componentes En esta etapa del ciclo de vida de un vehículo, los componentes se fabrican utilizando materiales parcialmente procesados y recursos energéticos. Para los componentes metálicos, operaciones como la estampación, extrusión, fundición, mecanizado se utilizan para establecer su forma, función y propiedades. Por ejemplo, la estructura de la carrocería se conforma mediante el estampado de chapa de acero, así también el bloque del motor y la culata se conforma por fundición de aleaciones de hierro o de aluminio. Los componentes de plásticos como el panel de instrumentos se moldean por procesos de inyección de plástico. Como sucede con la extracción de materia prima y la producción de materiales, la gran cantidad y la complejidad de los procesos de manufactura de sistemas y componentes Pág. 24 Memoria complica la elaboración del inventario de ciclo de vida de esta etapa. Tabla 4.1: Actividades en la fabricación y ensamblaje de un vehículo Fuente: Encyclopedia of Automotive Engineering. 4.5.3. Ensamblaje Esta etapa consiste en varios procesos productivos destinados a obtener un vehículo terminado CBU a partir de los componentes producidos en la etapa anterior CKD. Esta etapa también incluye procesos de soldadura y pintura. 4.5.4. Trasporte y distribución El transporte y distribución implica el movimiento de piezas, componentes, subconjuntos CKD y automóviles completos CBU. Para el ensamblaje de vehículos es necesario el transporte de CKD a los fabricantes; los vehículos completos CBU se transportan vía terrestre o marítima a los distribuidores, para trasladarlos a los concesionarios con el fin de ser comercializados. En la etapa de fin de vida útil los vehículos retirados son finalmente transportados a las instalaciones de desguace y al depósito de chatarra. 4.5.5. Uso y mantenimiento Para el funcionamiento del vehículo es necesario el abastecimiento de energía a su sistema de propulsión, existen varias tecnologías desarrolladas y otras que se encentran en etapas de desarrollo, siendo de especial interés en este tiempo, la propulsión eléctrica. La distancia total recorrida durante la etapa de uso varía dependiendo del usuario. En los Estados Unidos la distancia recorrida durante la vida útil de un vehículo ligero se estima en alrededor de 245.000 km [7], mientras que en Europa se considera de 150.000 km a 300.000 km [10] . ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 25 En la etapa de uso, los procesos de mantenimiento son fundamentales para conservar al vehículo en óptimas condiciones de funcionamiento, estos incluyen el reemplazo de neumáticos, aceite del motor, batería, componentes del sistema de frenos, entre otros. 4.5.6. Producción de combustible-electricidad y distribución Esta etapa del ciclo de vida se refiere a la producción y suministro de energía ya sea combustible o electricidad necesaria para el funcionamiento del vehículo. Para los vehículos de combustión se incluyen la extracción de materias primas (petróleo crudo), procesamiento, almacenamiento y transporte, seguido por la producción de combustible, transporte, almacenamiento y distribución. Para un vehículo eléctrico en esta fase se consideran las actividades de generación, transmisión y distribución de la electricidad, así como el mix energético utilizado para el efecto. 4.5.7. Final de vida Una vez que un vehículo ha llegado al final de su vida útil, debe ser enviado a un proceso de desguace para retirar las piezas que puedan ser reutilizadas. Los fluidos y la batería se retiran para su reciclado o disposición según la normativa norma técnica ecuatoriana NTE INEN 2 513:2010. El resto del vehículo se tritura y se separan metales que serán reciclados. De este proceso se derivan residuos que serán vertidos, incinerados o revalorizados en el mercado. En el Ecuador la Resolución No. 111-DIR-2014-ANT detalla el cuadro de vida útil para vehículos de servicio público, en la cual se define una vida útil total de 15 años para automóviles livianos. Los vehículos particulares podrán circular siempre y cuando cumplan con los requisitos de seguridad y emisiones establecidos por la ley. 4.6. Software de análisis y base de datos. En el mercado existen muchos tipos de software de análisis del ciclo de vida por lo que se realizó un análisis de ventajas e inconvenientes de los más representativos incluyendo las versiones libres. Un factor clave para la selección son los recursos económicos y considerando que los costos de bases de datos y programas para ACV son elevados, se gestionó mediante el departamento de Proyectos de la ETSEIB una licencia educacional gratuita de software GaBi 6 (compilación 6.4.1.20) de la empresa PE INTERNATIONAL AG, el mismo que contiene su propia base de datos (DB versión 6.108). Este software y su base de datos son ampliamente usados por varias empresas del sector de la automoción para proyectos relacionados con ACV. Pág. 26 . Memoria ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 27 5. Planteamiento del estudio de Análisis de Ciclo de Vida Para la realización de un ACV es preciso articularlo mediante la definición de los objetivos, alcance del proyecto y límites del sistema. En este contexto también se deben especificar el ámbito geográfico y temporal del proyecto así como los límites del sistema, la unidad funcional y las consideraciones. 5.1. Objetivos El objetivo de este ACV es evaluar la efectividad de las políticas públicas referentes a emisiones contaminantes y regulación del mercado e industria de la automoción en el Ecuador, mediante el estudios del impacto ambiental generado por vehículos ligeros de combustión interna y eléctricos, en su etapa de uso, para dos diferentes escenarios de la matriz de generación eléctrica nacional. 5.2. Definición del alcance Se define al estudio como un análisis comparativo de dos diferentes tecnologías de propulsión de vehículos ligeros de categoría M1 del segmento C: Las tecnologías comparadas serán: Vehículo de combustión interna gasolina Vehículo eléctrico El presente estudio se desarrolla en la etapa de uso del vehículo, siendo esta la más significativa para la contribución total de las emisiones en el ciclo de vida de un vehículo. Pág. 28 Memoria Figura 5.1: Contribución de emisiones en las etapas de vida de un vehículo. Fuente: Daimler AG[5] Se realizará una comparativa de los impactos del vehículo eléctrico con relación al plan de diversificación de la matriz energética 2020 del Gobierno de la República del Ecuador. 5.3. Unidad Funcional Es necesario proporcionar una referencia respecto a la cual las entradas y salidas de un sistema puedan ser normalizadas matemáticamente. Una unidad funcional típica en un estudio de ACV de automoción es la distancia recorrida[8] . Para este caso de estudio la unidad funcional de referencia será la distancia recorrida durante su vida útil, expresada en kilómetros. En este contexto para el presente estudio de define como unidad funcional 1 kilómetro recorrido bajo las condiciones del Nuevo Ciclo de Conducción Europeo NEDC. Ya que se estudia la etapa de uso del vehículo, a fin de mostrar datos más representativos, se tomará como flujo de referencia una vida útil de 150.000 km considerando que en esta etapa se mantendrán constantes los valores de emisiones del vehículo. 5.4. Límites del sistema Se consideran en la etapa de uso los procesos de producción y distribución de energía, así como la extracción de los recursos naturales y el mantenimiento del vehículo. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 29 Para el presente estudio se consideran la producción de combustible y la generación de electricidad (well-to-tank – WTT) un aspecto clave para el análisis comparativo. El segundo a ser estudiado es el consumo de combustible y energía eléctrica en la conducción (tankt-towheel – TTW). La adición de estas dos etapas son consideradas como la etapa de uso (Wheel-to-wheel - WTW). No se incluye el mantenimiento del vehículo en el sistema al considerarse que los dos vehículos tienen similares tareas de mantenimiento de sus sistemas y componentes a excepción de la batería del vehículo eléctrico la cual no se reemplazará en toda su vida. Wheel-To-Wheel Límites del sistema Recursos Naturales Petróleo crudo Producción de electricidad Producción de combustible Distribución de electricidad Conversión de energía Distribución de combustible Conversión de energía Wheel-To-Tank Tank-To-Wheel Figura 5.2: Límites del Sistema Fuente: Elaboración propia Con el fin de evaluar los potenciales efectos ambientales de la etapa de uso con relación a las etapas de producción y de final de vida, se tomarán como datos referenciales para estas dos últimas etapas los obtenidos del estudio “Comparative Environmental Life Cycle Assessment of Conventional and Electric Vehicles” [1] del Journal of Industrial Ecology. 5.5. Matriz de producción eléctrica del Ecuador Actualmente las plantas que alimentan el Sistema Nacional Interconectado, la generación térmica es la base de la oferta de la electricidad (49,6%) compuesta por sistemas turbo gas, motor de combustión interna y turbo vapor; le sigue la producción hidroeléctrica (46,1%). La generación de energía con fuentes renovables como la eólica, fotovoltaica y biomasa tienen una mínima participación que no supera el 2%. Para el análisis no se toma en cuenta el porcentaje referente interconexión (energía que se compra externamente) ya que es un porcentaje muy escaso y su fuente de generación es variable. Para el año 2020 los planes de diversificación de la matriz de producción eléctrica comprenden una participación del 86% de energía hidroeléctrica para reemplazar la térmica, además de la incorporación del 6% de generación a base de gas como se muestra en la figura Pág. 30 Memoria 5.3. Mix 2013 Térmica 52% Eólica 0,24% Mix 2020 Solar 0,02% Gas 6% Biomasa 1% Hidroeléctrica 47% Térmica 3% Biomasa 1% Solar 1% Hidroeléctrica 86% Figura 5.3: Matriz de generación eléctrica Ecuador 2013-2020 Fuente: MCSE - MEER. Elaboración: Autor 5.6. Caracterización de los vehículos Para el estudio se consideran dos vehículos tipo, que tendrán las características más representativas del segmento más vendido para cada una de las propulsiones. Los parámetros principales para la comparación serán la categoría del vehículo considerando su masa, dimensiones y potencia. La categoría M1 comprende vehículos de motor concebidos y fabricados principalmente para el transporte de personas y su equipaje, que tengan, como máximo, ocho plazas de asiento además de la del conductor.1 Para el estudio se seleccionó el vehículo eléctrico más representativo de los comercializados en el país y en base a sus características técnicas se ha seleccionado un vehículo representativo con un tren de potencia de gasolina con similares prestaciones, masas y dimensiones. 1 DIRECTIVA 2007/46/CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO de 5 de septiembre de 2007 ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 31 Figura 5.4: Vehículo eléctricos comercializados en el Ecuador Fuente: www.eluniverso.com 5.7. Consideraciones del estudio Ya que el estudio consiste en un análisis comparativo de las dos tecnologías, se puede considerar a los vehículos como dos ecuaciones de un sistema donde sus piezas y componentes son términos que se pueden simplificar, en este ámbito es preciso realizar ciertas consideraciones en vista de que agregar elementos repetidos no agregará ningún resultado significativo a la comparativa. A continuación se realiza una comparativa de los sistemas y componentes constitutivos de cada tecnología de vehículo con el fin de delimitar el campo de estudio. VEHÍCULO DE COMBUSTIÓN VEHÍCULO ELÉCTRICO CARROCERÍA Memoria Carrocería Chapa Vidrios Asientos Recubrimiento interno CHASIS Pág. 32 Suspensión Frenos Regeneración de frenado Neumáticos Sistemas de seguridad Motor de combustión Transmisión Fluidos Batería PbA Catalizador Sistema climatización TREN DE POTENCIA ELÉCTRICO TREN DE POTENCIA COMBUSTIÓN CATEGORÍA COMPONENTE Motor eléctrico Inversor Transmisión Fluidos Baterías Li Tabla 5.1: Principales componentes de un vehículo Fuente: Elaboración propia. Ya que los vehículos son sistemas complejos es necesario evaluar los efectos medioambientales de cada una de sus etapas para su valoración y toma de decisiones por lo que se justifica la toma de datos de otros estudios para la comparativa. De la misma manera y, especialmente por la escasez de información acerca de ciertos procesos o componentes, así como la limitación de la base de datos proporcionada en la versión estudiantil de GaBi 6 es necesario determinar las limitaciones, restricciones y consideraciones del estudio. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. 5.7.1. Pág. 33 Transporte La producción de vehículos eléctricos comercializados en el Ecuador se encuentra en Norte América, Europa y Asia, lo que representa el transporte de los mismos hacia Sudamérica. Por otro lado la industria automotriz ecuatoriana básicamente se dedica al ensamblaje de vehículos con CKD importado y un mínimo porcentaje de componentes producidos localmente. Con estos antecedentes la etapa de transporte ya sea de CKD o CBU, se considera poco significativa para los objetivos que persigue el estudio, por lo tanto no se la toma en cuenta. 5.7.2. Uso Para las emisiones durante la etapa de uso del vehículo de gasolina se consideran los límites de emisiones Euro III, a pesar de que la normativa vigente considera valores de Euro I, los combustibles comercializados permiten este límite de emisiones. El vehículo eléctrico no produce emisiones de contaminantes relacionadas con el funcionamiento del motor en la etapa de uso. Las emisiones de partículas provenientes del desgaste de los componentes del sistema de frenos no se han tomado en cuenta. No se han considerado en el análisis los impactos provenientes de la construcción de infraestructura de estaciones de servicio para el abastecimiento de combustible y recarga de baterías. 5.7.3. Producción de electricidad Ante los problemas de la matriz energética y eléctrica en Ecuador, por su dependencia de pocas fuentes, el incremento de uso de combustibles fósiles y los crecientes costos económicos y ambientales por falta de planificación, el gobierno ha propuesto el cambio de la matriz energética lo que busca entre otras cosas, el incrementar la eficiencia en el transporte, por lo que se estudiará un escenario futuro con la matriz propuesta. Por las limitaciones en lo que se refiere a las bases de datos proporcionadas por la versión utilizada del software, se adaptará el mix energético ecuatoriano al brasilero, considerando que las tecnologías de generación de electricidad son muy similares, además de su situación geográfica. En lo que respecta a las pérdidas por transmisión y distribución de energía se tomarán los datos 2013 para el análisis con la matriz energética 2020. Pág. 34 5.7.4. Memoria Producción de combustible Según la normativa ecuatoriana NTE INEN 935:2012 el RON mínimo para la gasolina extra es 87 y para la super 92, con un contenido de azufre de 650ppm. Para el estudio, por la limitación de la base de datos de la versión estudiantil de GaBi 6, se tomará como referencia la refinación de crudo y la refinación de gasolina de Brasil con los datos de referencia del Ecuador considerando que los dos países utilizan técnicas similares, además de encontrarse en una situación geográfica similar. Como ya se mencionó, a pesar de que la normativa ecuatoriana de emisiones establece valores referenciales comparables con la normativa Euro I, la calidad de los combustibles permite trabajar con límites de emisiones Euro III Tabla 5.2: Comparación normativa de gasolinas Fuente: AEADE, anuario 2012 ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 35 Para el análisis se utiliza la gasolina extra ya que tiene un volumen de consumo mucho más representativo. 5.7.5. Mantenimiento A pesar de que en la etapa de mantenimiento el posible cambio de batería del vehículo eléctrico uno de los aspecto diferenciadores más significativo entre las dos propulsiones, no se lo ha tomado para el análisis considerando que la batería no se cambiará a lo largo de la vida útil del vehículo. Las etapas de mantenimiento adicionales del vehículo eléctrico debido a los componentes relacionados con el sistema eléctrico, tampoco se consideran, ya que para el alcance del estudio tienen un impacto mucho menor y poco significativo. Para el caso del vehículo de gasolina el impacto por el mantenimiento referente a cambio de filtros, lubricantes o refrigerantes, convertidor catalítico, entre otros no se analizan. Pág. 36 Memoria ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 37 6. Inventario del ciclo de vida El ICV comprende compilar información referente a las entradas de energía y materias prima del sistema, así como las salidas ambientales que afectan al aire (emisiones), tierra (desechos) y agua (vertidos) para cada una de las fases objeto de estudio. Emisiones Materia prima Etapas del ciclo de vida de un vehículo Energía Residuos Vertidos Figura 6.1: Entradas y Salidas Inventario de ciclo de vida Fuente: Elaboración propia En el ICV y la modelización en GaBi 6 se consideran flujos elementales, los que entran al sistema directamente desde la naturaleza (recursos) y todos los que salen directamente a la naturaleza (emisiones, residuos y vertidos), mientras que flujos no elementales son los que permaneces en el sistema y no salen ni entran desde o hacia la naturaleza. 6.1. Producción de energía Durante la etapa de uso de un vehículo un aspecto fundamental en el ICV es la producción de electricidad o combustible. Para el caso de un vehículo de combustión interna dependerá del tipo de combustible y de su distribución hacia la estación de servicio. Para el vehículo eléctrico dependerá del mix energético, así como de las pérdidas por transmisión eléctrica. 6.1.1. Producción de electricidad Se han tomado los datos de la producción de electricidad y matriz energética proporcionada por el Ministerio Coordinador de Sectores Estratégicos de la República del Ecuador y del Ministerio de Electricidad y Energía Renovable, además de los contenidos en la base de datos de GaBi 6. El abastecimiento de la corriente eléctrica se considera en la toma de corriente del usuario final y por lo tanto se incluyen las pérdidas por transmisión. Para el 2013 las pérdidas eléctricas fueron de 15,5%, de las cuales, 12,63% por distribución, mientras que las pérdidas por transmisión fueron de 2,87%. Pág. 38 Memoria Figura 6.2: Pérdidas eléctrica Fuente: MCSE Para el subsistema de generación de electricidad se determinan como entradas, cada una de las fuentes de generación de energía eléctrica (térmica, hidroeléctrica, gas, biomasa, solar, fotovoltaica) con sus respectivos porcentajes de participación en cada matriz energética y como salidas la energía eléctrica. ENTRADAS mix 2013 Flujo Valor Hidroeléctrica 47 Termoeléctrica 52 Biomasa 1 Solar 0,02 Fotovoltaica 0,024 Pérdidas eléctricas 15,5 ENTRADAS mix 2020 Flujo Valor Hidroeléctrica 86 Termoeléctrica 3 Biomasa 1 Gas 6 Solar 0,5 Fotovoltaica 0,5 Pérdidas por distribución 15,5 SALIDAS Flujo Valor Electricidad (WTT) 0,173 Tabla 6.1: Parámetros del ICV de electricidad Elaboración: Autor Unidad % % % % % % Unidad % % % % % % % Unidad kWh ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. 6.1.2. Pág. 39 Producción y distribución de combustible El conjunto de datos del inventario cubre toda la cadena de suministro de los productos de refinería. Esto incluye la perforación de pozos, la producción de petróleo crudo y procesamiento, así como el transporte de crudo a través del oleoducto a la refinería. Las principales tecnologías como las convencionales (primaria, secundaria, terciaria) y la producción no convencional (arenas petrolíferas, in situ), incluyen parámetros como el consumo de energía, las distancias de transporte, tecnologías de procesamiento de crudo, etc. También se consideran tecnologías específicas de refinación, propiedades del petróleo crudo y parámetros específicos del combustible como contenidos de azufre. Los componentes biogénicos agregados al combustible también se modelan individualmente. El inventario se basa principalmente en datos de la industria y se ha completado, en su caso, por los datos secundarios. 6.2. Funcionamiento de los vehículos. El uso de la electricidad o combustible para propulsar el vehículo o consumo, para un vehículo de combustión se lo expresa en litros por cada 100 kilómetros (l / 100 km); en el caso del vehículo eléctrico se expresa en kilovatios hora por cada 100 kilómetros (kWh/100 km). Para obtener resultados representativos es necesario incluir datos combinados de conducción urbana y carretera. No se han contemplado vehículos a diésel ya que el parque automotor ecuatoriano del segmento estudiado se compone básicamente de motores de propulsión a gasolina según datos de la AEADE[9]. Todos los requerimientos energéticos de los vehículos se basaron en datos de consumo obtenidos mediante el Nuevo Ciclo de Conducción Europeo NEDC establecido en la Regulación No. 101 de la Naciones Unidas. En estas pruebas se combinan cuatro ciclos de conducción urbanos básicos y un ciclo de conducción extraurbano, con carga y pérdidas de energía renovables durante la recarga de los vehículos eléctricos. Los requerimientos energéticos de la fase de uso se consideran de 173 Wh/km para el vehículo eléctrico y 0,0685 l/km[5] para el vehículo de gasolina A pesar de que la normativa ecuatoriana vigente en materia de emisiones de la combustión para un motor gasolina NTE INEN 2204: 2002 establece valores equivalentes a los de la normativa Euro I, la calidad actual de los combustibles permiten el funcionamiento de motores Euro III Tabla 5.2, por lo que se toman los valores referenciales de esta normativa. Pág. 40 Memoria Parámetro Valor 2,30 0,20 0,15 CO HC NOX Unidad g/km g/km g/km Tabla 6.2: Valores de emisión Euro3 Fuente: Directiva 98/69/CE. Elaboración: Autor Para el sistema, se determina como entrada el combustible y como salidas, la distancia de conducción, las emisiones al aire de la combustión (amoníaco, benceno, dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano, óxidos de nitrógeno, óxido nitroso, NMVOC, partículas PM 2,5, dióxido de azufre) ENTRADAS Valor 0,054 0,173 1 SALIDAS Parámetro Valor Recorrido 1 Vehículo 1 EMISIONES VEHÍCULO GASOLINA / km Parámetro Valor Dióxido de Carbono 0,175 Dióxido de Carbono biótico 0,009 Monóxido de Carbono 0,001 Óxido de Nitrógeno 3,693x10-7 Dióxido de Nitrógeno 3,087 x10-6 Monóxido de Nitrógeno 5,866x10-5 Amoniaco 4,052 x10-5 Benceno 2,688 x10-6 NMVOC 1,904 x10-5 Material particulado 4,012x10-6 Metano 1,746 x10-6 Dióxido de Azufre 7,657 x10-5 Parámetro Gasolina (TTW) Electricidad (TTW) Vehículo Tabla 6.3: Flujo de elementos en el sistema Elaboración: Autor Unidad litros kWh unidades Unidad km unidades Unidad kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 41 6.3. Vehículos Para asegurar la comparabilidad de los resultados se han seleccionado dos vehículos con características y desempeño similares. Los datos han sido obtenidos de fichas técnicas oficiales de cada marca. VEHÍCULO ELÉCTRICO Parámetro Peso en vacío Peso bruto vehicular Longitud Ancho Altura Motor eléctrico Potencia Batería Li-ion Consumo (NEDC) Valor 1.521 - 1509 1.901 4.445 1.770 1.550 AC síncrono 80 24 0,173 Unidad kg kg mm mm mm kW kWh kWh/km VEHÍCULO GASOLINA Parámetro Peso en vacío Peso bruto vehicular Longitud Ancho Altura Motor de combustión Cilindrada Potencia Consumo (NEDC) Valor 1.370 1920 3.838 1.764 1.595 Gasolina 1.461 90 5,4 Unidad kg kg mm mm mm cm3 kW l/100km Tabla 6.4: Datos técnicos vehículos comparados. Elaboración: Autor Pág. 42 Memoria ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 43 7. Evaluación del Impacto La finalidad esta fase de EICV es la de interpretar el inventario, analizando y evaluando los impactos producidos cada una de las cargas ambientales identificadas. Tomando en cuenta la complejidad de la industria de la automoción y la movilidad, es necesario reflejar en el estudio los aspectos medioambientales más significativos asociados a un vehículo. Para la evaluación del impacto se presentan los resultados en el enfoque de categorías intermedias para los dos tipos de vehículo y cada matriz de generación eléctrica. 7.1. Impactos vehículo de motor de combustión interna A continuación se detallan cada uno de los impactos ambientales para una unidad funcional de 150.000 km., con indicadores de punto intermedio calculados por GaBi 6 para la etapa de uso del vehículo de combustión interna. En las gráficas que no se muestran los efectos asociados al uso del combustible no existen efectos asociados a esta etapa. Se evaluarán los efectos más significativos para realizar el análisis comparativo y proceder a la interpretación de los resultados. Climate change Climate change [kg CO2-Equiv.] 26.340,11 25.000,0 20.000,0 15.000,0 10.000,0 5.000,0 2.780,41 0,0 Producción de combustible Uso de combustible en MCI Figura 7.1: Impactos VMCI – Cambio climático. Pág. 44 Memoria Terrestrial acidification 60,715 Terrestrial acidification [kg SO2 eq] 60 55 50 45 40 35 30 25 16,92 20 15 10 5 Producción de combustible Uso de combustible en MCI Figura 7.2: Impactos VMCI – Acidificación terrestre. Freshwater eutrophication Freshwater eutrophication [kg P eq] ,245 ,2 ,1 Producción de combustible Figura 7.3: Impactos VMCI – Eutrofización agua dulce. Ozone depletion Ozone depletion [kg CFC-11 eq] 4,3e-3 4,0e-3 3,5e-3 3,0e-3 2,5e-3 2,0e-3 1,5e-3 1,0e-3 0,5e-3 0,0e-3 Producción de combustible Figura 7.4: Impactos VMCI – Agotamiento de la capa de ozono. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Fossil depletion 4.625,456 Fossil depletion [kg oil eq] 4.500 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 Producción de combustible Figura 7.5: Impactos VMCI – Agotamiento de recursos fósiles. Freshwater ecotoxicity Freshwater ecotoxicity [kg 1,4-DB eq] 3,91 3,5 3 2,5 2 1,5 1 ,5 Producción de combustible Uso de combustible en MCI Figura 7.6: Impactos VMCI - Eco toxicidad del agua dulce. Human toxicity 2.414,148 Human toxicity [kg 1,4-DB eq] 2.400 2.200 2.000 1.800 1.600 1.400 1.200 1.000 800 600 400 200 ,544 Producción de combustible Uso de combustible en MCI Figura 7.7: Impactos VMCI – Toxicidad humana. Pág. 45 Pág. 46 Memoria Marine ecotoxicity 5,013 Marine ecotoxicity [kg 1,4-DB eq] 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 ,5 ,000 Producción de combustible Uso de combustible en MCI Figura 7.8: Impactos VMCI – Eco toxicidad marina. Marine eutrophication Marine eutrophication [kg N-Equiv.] 9,464 9 8 7 6 5 4 3 2 ,739 1 Producción de combustible Uso de combustible en MCI Figura 7.9: Impactos VMCI – Eutrofización marina. Metal depletion Metal depletion [kg Fe eq] 7,971 7 6 5 4 3 2 1 Producción de combustible Figura 7.10: Impactos VMCI – Agotamiento de metales. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Particulate matter formation Particulate matter formation [kg PM10 eq] 72,744 70 60 50 40 30 20 10 3,002 Producción de combustible Uso de combustible en MCI Figura 7.11: Impactos VMCI – Formación de partículas. Photochemical oxidant formation [kg NMVOC] Photochemical oxidant formation 48,455 45 40 35 30 25 20 11,734 15 10 5 Producción de combustible Uso de combustible en MCI Figura 7.12: Impactos VMCI – Oxidación fotoquímica. Terrestrial ecotoxicity Terrestrial ecotoxicity [kg 1,4-DB eq] ,456 ,4 ,3 ,2 ,1 Producción de combustible Uso de combustible en MCI Figura 7.13: Impactos VMCI – Eco toxicidad terrestre. Pág. 47 Pág. 48 Memoria Water depletion 2.985,7 Water depletion [m3] 2.500,0 2.000,0 1.500,0 1.000,0 500,0 0,0 Producción de combustible Figura 7.14: Impactos VMCI – Agotamiento del agua. 7.2. Impactos vehículo eléctrico mix 2013 En la tabla 7.2 se muestran los impactos ambientales para una unidad funcional de 150.000 km., con indicadores de punto intermedio calculados por GaBi 6 para la etapa de uso del vehículo eléctrico con la matriz de producción eléctrica 2013. Se muestran únicamente los efectos asociados a la producción de electricidad para cada fuente ya que los efectos del funcionamiento del motor eléctrico se consideran nulos. Se evaluarán los efectos más significativos para realizar el análisis comparativo y proceder a la interpretación de los resultados. Climate change Climate change [kg CO2-Equiv.] 13.532,15 12.000,0 10.000,0 8.000,0 6.000,0 4.000,0 2.343,31 2.000,0 29,02 0,46 0,2 0,0 Biomasa Termoeléctrica Fotovoltaica Eólica Hidroeléctrica Figura 7.15: Impactos VE (mix 2013) – Cambio climático. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 49 Terrestrial acidification Terrestrial acidification [kg SO2 eq] 271,775 250 200 150 100 50 ,988 ,001 Biomasa ,001 ,047 Termoeléctrica Fotovoltaica Eólica Hidroeléctrica Figura 7.16: Impactos VE (mix 2013) – Acidificación terrestre. Freshwater eutrophication Freshwater eutrophication [kg P eq] 6,151e-3 6,0e-3 5,0e-3 4,0e-3 3,0e-3 1,896e-3 2,0e-3 1,0e-3 0,001e-3 0,001e-3 0,028e-3 0,0e-3 Biomasa Termoeléctrica Fotovoltaica Eólica Hidroeléctrica Figura 7.17: Impactos VE (mix 2013) – Eutrofización de agua dulce. Ozone depletion 3,683e-9 Ozone depletion [kg CFC-11 eq] 3,5e-9 3,0e-9 2,5e-9 2,0e-9 1,5e-9 1,0e-9 0,424e-9 0,399e-9 0,5e-9 0,03e-9 0,05e-9 0,0e-9 Biomasa Termoeléctrica Fotovoltaica Eólica Hidroeléctrica Figura 7.18: Impactos VE (mix 2013) – Agotamiento de la capa de ozono. Pág. 50 Memoria Fossil depletion 4.620,903 Fossil depletion [kg oil eq] 4.500 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 7,484 ,141 Biomasa ,065 3,917 Termoeléctrica Fotovoltaica Eólica Hidroeléctrica Figura 7.19: Impactos VE (mix 2013) – Disminución de recursos fósiles. Freshwater ecotoxicity Freshwater ecotoxicity [kg 1,4-DB eq] 2,919 2,5 2 1,5 1 ,5 ,037 ,000 Biomasa ,000 ,003 Termoeléctrica Fotovoltaica Eólica Hidroeléctrica Figura 7.20: Impactos VE (mix 2013) – Eco toxicidad de agua dulce. Human toxicity Human toxicity [kg 1,4-DB eq] 972,644 900 800 700 600 500 400 300 200 100 14,914 ,058 Biomasa ,072 1,074 Termoeléctrica Fotovoltaica Eólica Hidroeléctrica Figura 7.21: Impactos VE (mix 2013) – Toxicidad humana. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 51 Marine ecotoxicity Marine ecotoxicity [kg 1,4-DB eq] 3,657 3,5 3 2,5 2 1,5 1 ,5 ,026 ,001 Biomasa ,001 Termoeléctrica Fotovoltaica Eólica Hidroeléctrica Figura 7.22: Impactos VE (mix 2013) – Eco toxicidad marina. Marine eutrophication Marine eutrophication [kg N-Equiv.] 10,375 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 ,443 ,000 Biomasa ,000 ,017 Termoeléctrica Fotovoltaica Eólica Hidroeléctrica Figura 7.23: Impactos VE (mix 2013) – Eutrofización marina. Metal depletion 45,22 45 Metal depletion [kg Fe eq] 40 35 30 25 20 15 10 5 6,84 ,211 ,595 Biomasa ,118 Termoeléctrica Fotovoltaica Eólica Hidroeléctrica Figura 7.24: Impactos VE (mix 2013) – Agotamiento de metales. Pág. 52 Memoria Particulate matter formation Particulate matter formation [kg PM10 eq] 61,669 60 50 40 30 20 10 ,545 ,001 Biomasa ,000 ,02 Termoeléctrica Fotovoltaica Eólica Hidroeléctrica Figura 7.25: Impactos VE (mix 2013) – Formación de partículas. Photochemical oxidant formation [kg NMVOC] Photochemical oxidant formation 49,899 45 40 35 30 25 20 15 10 5 1,047 ,001 Biomasa ,001 ,047 Termoeléctrica Fotovoltaica Eólica Hidroeléctrica Figura 7.26: Impactos VE (mix 2013) – Oxidación fotoquímica. Terrestrial ecotoxicity Terrestrial ecotoxicity [kg 1,4-DB eq] ,705 ,7 ,6 ,5 ,4 ,3 ,2 ,1 ,003 ,001 Biomasa ,001 Termoeléctrica Fotovoltaica Eólica Hidroeléctrica Figura 7.27: Impactos VE (mix 2013) – Eco toxicidad terrestre. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 53 Water depletion 18.652,23 18.000,0 Water depletion [m3] 16.000,0 14.000,0 12.000,0 10.000,0 8.000,0 6.000,0 4.000,0 1.641,33 2.000,0 108,43 0,69 1,01 0,0 Biomasa Termoeléctrica Fotovoltaica Eólica Hidroeléctrica Figura 7.28: Impactos VE (mix 2013) – Agotamiento del agua. 7.3. Impactos vehículo eléctrico mix 2020 En la tabla 7.3 se muestran los impactos ambientales para una unidad funcional de 150.000 km., con indicadores de punto intermedio calculados por Gabi 6 para la etapa de uso del vehículo eléctrico con la matriz de producción eléctrica 2020. Se muestran únicamente los efectos asociados a la producción de electricidad para cada fuente ya que los efectos del funcionamiento del motor eléctrico se consideran nulos. Se evaluarán los efectos más significativos para realizar el análisis comparativo y proceder a la interpretación de los resultados. Climate change Climate change [kg CO2-Equiv.] 4.371,47 4.000,0 3.500,0 3.000,0 2.500,0 2.000,0 1.500,0 1.084,76 818,48 1.000,0 500,0 23,4 0,96 4,89 0,0 Biomasa Hidroeléctrica Fotovoltaica Eólica Gas Termoeléctrica Figura 7.29: Impactos VE (mix 2020) – Cambio climático. Pág. 54 Memoria Terrestrial acidification Terrestrial acidification [kg SO2 eq] 16,438 16 14 12 10 8 6 4 2 ,797 1,12 ,002 ,088 ,02 Biomasa Hidroeléctrica Fotovoltaica Eólica Termoeléctrica Gas Figura 7.30: Impactos VE (mix 2020) – Acidificación terrestre. Freshwater eutrophication Freshwater eutrophication [kg P eq] 4,96e-3 4,5e-3 4,0e-3 3,5e-3 3,0e-3 2,5e-3 2,0e-3 1,5e-3 1,0e-3 0,5e-3 0,002e-3 0,019e-3 0,098e-3 0,052e-3 0,115e-3 0,0e-3 Biomasa Hidroeléctrica Fotovoltaica Eólica Termoeléctrica Gas Figura 7.31: Impactos VE (mix 2020) – Eutrofización de agua dulce. Ozone depletion 2,051e-9 Ozone depletion [kg CFC-11 eq] 2,0e-9 1,8e-9 1,6e-9 1,4e-9 1,254e-9 1,2e-9 1,0e-9 0,745e-9 0,8e-9 0,6e-9 0,4e-9 0,342e-9 0,223e-9 0,063e-9 0,2e-9 0,0e-9 Biomasa Hidroeléctrica Fotovoltaica Eólica Gas Termoeléctrica Figura 7.32: Impactos VE (mix 2020) – Agotamiento de la capa de ozono. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 55 Fossil depletion 472,71 Fossil depletion [kg oil eq] 450 400 350 279,49 300 250 200 150 100 50 6,035 ,293 Biomasa 7,308 1,624 Hidroeléctrica Fotovoltaica Eólica Termoeléctrica Gas Figura 7.33: Impactos VE (mix 2020) – Disminución de recursos fósiles. Freshwater ecotoxicity Freshwater ecotoxicity [kg 1,4-DB eq] ,177 ,1 ,029 ,000 Biomasa ,003 ,007 Hidroeléctrica Fotovoltaica Eólica ,005 Termoeléctrica Gas Figura 7.34: Impactos VE (mix 2020) – Eco toxicidad de agua dulce. Human toxicity 58,829 Human toxicity [kg 1,4-DB eq] 55 50 45 40 35 30 25 20 15 12,028 10 5 ,122 Biomasa 1,801 3,416 Hidroeléctrica Fotovoltaica Eólica 2,004 Gas Termoeléctrica Figura 7.35: Impactos VE (mix 2020) – Toxicidad humana. Pág. 56 Memoria Marine ecotoxicity Marine ecotoxicity [kg 1,4-DB eq] ,221 ,2 ,1 ,023 ,021 ,007 Biomasa Hidroeléctrica Fotovoltaica Eólica ,002 Termoeléctrica Gas Figura 7.36: Impactos VE (mix 2020) – Eco toxicidad marina. Marine eutrophication Marine eutrophication [kg N-Equiv.] ,647 ,628 ,6 ,5 ,4 ,357 ,3 ,2 ,1 ,001 Biomasa ,031 ,005 Hidroeléctrica Fotovoltaica Eólica Termoeléctrica Gas Figura 7.37: Impactos VE (mix 2020) – Eutrofización marina. Metal depletion 84,358 Metal depletion [kg Fe eq] 80 70 60 50 40 30 20 10 ,17 1,239 Biomasa 2,953 ,938 Hidroeléctrica Fotovoltaica Eólica ,414 Gas Termoeléctrica Figura 7.38: Impactos VE (mix 2020) – Agotamiento de metales. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 57 Particulate matter formation Particulate matter formation [kg PM10 eq] 3,73 3,5 3 2,5 2 1,5 1 ,439 ,44 ,5 ,001 Biomasa ,037 ,01 Hidroeléctrica Fotovoltaica Eólica Termoeléctrica Gas Figura 7.39: Impactos VE (mix 2020) – Formación de partículas. Photochemical oxidant formation [kg NMVOC] Photochemical oxidant formation 3,018 3 2,5 1,892 2 1,5 1 ,844 ,5 ,002 Biomasa ,089 ,017 Hidroeléctrica Fotovoltaica Eólica Termoeléctrica Gas Figura 7.40: Impactos VE (mix 2020) – Oxidación fotoquímica. Terrestrial ecotoxicity Terrestrial ecotoxicity [kg 1,4-DB eq] ,043 ,014 ,003 ,001 Biomasa Hidroeléctrica Fotovoltaica Eólica ,002 Gas Termoeléctrica Figura 7.41: Impactos VE (mix 2020) – Eco toxicidad terrestre. Pág. 58 Memoria Water depletion 34.795,91 Water depletion [m3] 30.000,0 25.000,0 20.000,0 15.000,0 10.000,0 5.000,0 87,45 1,44 25,29 242,26 99,27 0,0 Biomasa Hidroeléctrica Fotovoltaica Eólica Gas Termoeléctrica Figura 7.42: Impactos VE (mix 2020) – Agotamiento del agua. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 59 8. Interpretación de resultados 8.1. Vehículo eléctrico vs motor de combustión interna La comparativa que se realiza a continuación analiza los datos en ocho categorías de impacto más representativas en la etapa de uso de un vehículo de propulsión eléctrica (mix 2013 y mix 2020) y uno de motor de combustión interna a gasolina. Para el caso de vehículo eléctrico se consideran los resultados obtenidos de la producción de electricidad como los de la etapa de uso, ya que las emisiones directas provenientes del funcionamiento del motor eléctrico se consideran nulas, es decir, las emisiones del vehículo eléctrico se consideran indirectas. Evidentemente, los impactos del uso de vehículos eléctricos son significativamente menores que en los de combustión, debido a que actualmente la generación de energía eléctrica en el Ecuador se compone en un gran porcentaje de energías renovables y de bajo coste medioambiental como la hidroeléctrica. Ya que la matriz de generación eléctrica 2020 tiene como principal fuente de generación la hidroeléctrica 86% existe una reducción significativa de contaminantes relacionados con los procesos de combustión, por lo que todos los indicadores mejoran. El indicador más negativo para la tracción eléctrica es el consumo de agua con la matriz de generación 2020, ya que se incrementa de manera significativa la generación hidroeléctrica. GaBi 6 considera el agua de las hidroeléctricas como agua consumida, en este caso no se trata de consumo final, si no de agua que al estar represada, no se utiliza para otras necesidades. Para el caso del vehículo eléctrico el indicador de cambio climático se reduce en aproximadamente 55% con relación al de combustión; en términos de emisiones de CO2 por kilómetro para el eléctrico serán de 106 g/km y para el de gasolina de 194 g/km. La acidificación terrestre causada por el dióxido de azufre SO2 es otro impacto potencial en la etapa de uso, la diferencia significativa en el impacto del vehículo eléctrico se relaciona con el porcentaje de generación térmica de la matriz energética actual por la quema de combustibles fósiles con un alto contenido de azufre. La eutrofización se mantiene en niveles elevados para el mix 2013 y el vehículo de gasolina ya que se relaciona directamente con la emisión de Óxidos de Nitrógeno NOx. Así mismo, el potencial de oxidación fotoquímica también se mantiene en niveles elevados para el mix 2013 y el vehículo de gasolina ya que este está relacionado a actividades de combustión y emisiones de NMVOC. La formación del material particulado se mantiene en niveles elevados para el mix 2013 y el Pág. 60 Memoria vehículo de gasolina por el alto porcentaje de generación termoeléctrica de la matriz estudiada en este caso. La toxicidad humana se relaciona con agentes tóxicos a los que puede estar expuesto el ser humano, como inhalación de aire, ingestión de agua o alimentos y absorción dérmica, lo que se puede manifestar en graves afectaciones a la salud. El elevado valor para el vehículo de gasolina se debe principalmente a la emisión de óxidos de azufre, óxido de nitrógeno, metales pesados, benceno e hidrocarburos aromáticos, provenientes de la producción de combustible. De la misma manera la ecotoxicidad del agua dulce y marina se relaciona con el refinamiento de petróleo para la producción de combustibles, a pesar de que no se evidencia valores muy elevados es de tomarlo en cuenta por la fragilidad y vulnerabilidad de algunos ecosistemas del Ecuador. Para la comparativa se presentan los datos para una unidad funcional de 150.000 km, según los indicadores de nivel medio establecidos por la metodología ReCiPe. La etapa de uso del vehículo de motor de combustión interna VMCI se compone del funcionamiento del MCI y de la producción de combutible. Climate change [kg CO2-Equiv.] Climate change 26.340,11 25.000,0 20.000,0 15.905,14 15.000,0 10.000,0 6.303,96 2.780,41 5.000,0 0,0 Uso VE (mix 2013) Funcionamiento MCI Uso VE (mix 2020) Producción de Combustible Figura 8.1: Impactos VE vs. VMCI – Cambio climático. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Terrestrial acidification [kg SO2 eq] Terrestrial acidification 272,813 250 200 150 100 60,715 50 26,639 18,465 Uso VE (mix 2013) Funcionamiento MCI Producción de Combustible Uso VE (mix 2020) Figura 8.2: Impactos VE vs. VMCI – Acidificación terrestre. Fossil depletion Fossil depletion [kg oil eq] 4.632,509 4.625,456 4.000 3.000 2.000 767,46 1.000 Producción de Combustible Uso VE (mix 2013) Uso VE (mix 2020) Figura 8.3: Impactos VE vs. VMCI – Agotamiento de recursos fósiles. Freshwater ecotoxicity [kg 1,4-DB eq] Freshwater ecotoxicity 3,91 3,5 2,959 3 2,5 2 1,5 1 ,221 ,5 Uso VE (mix 2013) Funcionamiento MCI Uso VE (mix 2020) Producción de Combustible Figura 8.4: Impactos VE vs. VMCI – Eco toxicidad de agua dulce. Pág. 61 Pág. 62 Memoria Human toxicity [kg 1,4-DB eq] Human toxicity 2.414,148 2.000 1.500 988,763 1.000 500 78,2 Uso VE (mix 2013) ,544 Funcionamiento MCI Producción de Combustible Uso VE (mix 2020) Figura 8.5: Impactos VE vs. VMCI – Toxicidad humana. Marine ecotoxicity [kg 1,4-DB eq] Marine ecotoxicity 5,013 5 4 3,685 3 2 1 ,275 Uso VE (mix 2013) ,000 Funcionamiento MCI Producción de Combustible Uso VE (mix 2020) Figura 8.6: Impactos VE vs. VMCI – Eco toxicidad marina. Marine eutrophication [kg N-Equiv.] Marine eutrophication 10,835 9,464 10 8 6 4 1,667 2 ,739 Uso VE (mix 2013) Funcionamiento MCI Uso VE (mix 2020) Producción de Combustible Figura 8.7: Impactos VE vs. VMCI – Eutrofización marina. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Freshwater eutrophication [kg P eq] Freshwater eutrophication ,245 ,2 ,1 ,008 ,005 Producción de Combustible Uso VE (mix 2013) Uso VE (mix 2020) Particulate matter formation [kg PM10 eq] Figura 8.8: Impactos VE vs. VMCI – Eutrofización de agua dulce. Particulate matter formation 72,744 70 62,235 60 50 40 30 20 4,658 10 Uso VE (mix 2013) 4,946 Funcionamiento MCI Producción de Combustible Uso VE (mix 2020) Photochemical oxidant formation [kg NMVOC] Figura 8.9: Impactos VE vs. VMCI – Formación de partículas. Photochemical oxidant formation 50,994 48,455 50 40 30 20 12,522 5,862 10 Uso VE (mix 2013) Funcionamiento MCI Uso VE (mix 2020) Producción de Combustible Figura 8.10: Impactos VE vs. VMCI – Oxidación fotoquímica. Pág. 63 Pág. 64 Memoria Water depletion 35.251,63 Water depletion [m3] 35.000,0 30.000,0 25.000,0 20.403,7 20.000,0 15.000,0 10.000,0 2.985,7 5.000,0 0,0 Producción de Combustible Uso VE (mix 2013) Uso VE (mix 2020) Figura 8.11: Impactos VE vs. VMCI – Agotamiento del agua. 8.2. Contribución de la etapa de uso al ciclo de vida total Para evaluar cuantitativamente la contribución de la etapa de uso de estas dos tecnologías en el ciclo de vida total, se han tomado datos referentes a la producción y final de vida del estudio Comparative Environmental Life Cycle Assessment of Conventional and Electric Vehicles del Journal of Industrial Ecology. Se presentan los datos para una unidad funcional de 1 kilómetro y para los principales efectos potenciales. La etapa de uso considerada como la producción de combustible o electricidad y la puesta en marcha del vehículo supone alrededor del 70% de los impactos totales de su vida útil. El cambio en la tecnología de propulsión de combustión interna por la eléctrica y la diversificación de la matriz energética supone una disminución significativa en las emisiones totales de CO2 de la etapa de uso. La acidificación terrestre es una categoría que se ve perjudicada a causa de las fuentes de producción de energía de la matriz 2013 para el vehículo eléctrico, aunque mejorará con la entrada en servicio del mix 2020. Es importante mencionar que para todas las categorías de impacto mostradas, la batería del vehículo eléctrico es un componente crítico, especialmente para la toxicidad humana y la eutrofización del agua dulce, debido al proceso de producción de las baterías de litio. Así mismo, la gran diferencia de estas dos categorías de impacto de los vehículos eléctricos con respecto los de combustión se debe a la utilización de aluminio en el proceso de fabricación de chasis, que es un proceso con un consumo energético, una generación de ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 65 residuos y una generación de aguas residuales muy elevada. Este indicador mejoraría en el caso de un reciclaje del chasis al final de la vida útil del vehículo. A continuación se muestra la comparativa de los efectos ambientales más significativos el ciclo de vida de un vehículo con la siguiente leyenda: carrocería, motor, chasis, batería, uso, combustible o electricidad, final de vida. VMCI VE-2020 VE-2013 0 50 100 150 200 250 300 Climate change [g CO2 eq] Figura 8.12: Impactos del ciclo de vida VMCI vs. VE – Cambio climático. VMCI VE-2020 VE-2013 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Terrestrial acidification [g SO2 eq] Figura 8.13: Impactos del ciclo de vida VMCI vs. VE – Acidificación terrestre. Pág. 66 Memoria VMCI VE-2020 VE-2013 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 Freshwater eutrophication [g P eq] Figura 8.14: Impactos del ciclo de vida VMCI vs. VE – Eutrofización de agua dulce. VMCI VE-2020 VE-2013 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Photochemical oxidant formation [g NMVOC] Figura 8.15: Impactos del ciclo de vida VMCI vs. VE – Oxidación fotoquímica. VMCI VE-2020 VE-2013 0 10 20 30 40 50 60 Fossil depletion [g oil eq] Figura 8.16: Impactos del ciclo de vida VMCI vs. VE – Agotamiento de recursos fósiles. ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 67 VMCI VE-2020 VE-2013 0 50 100 150 200 Human toxicity [g 1,4-DB eq] Figura 8.17: Impactos del ciclo de vida VMCI vs. VE – Toxicidad humana. VMCI VE-2020 VE-2013 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Particulate matter formation [g PM10 eq] Figura 8.18: Impactos del ciclo de vida VMCI vs. VE – Formación de partículas. Pág. 68 Memoria ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 69 9. Conclusiones Se ha determinado que para el contexto ecuatoriano los impactos en la etapa de uso de un vehículo eléctrico son significativamente menores que los de uno de combustión de gasolina, por lo que las políticas en materia de vehículos eléctricos del gobierno ecuatoriano cumplen su objetivo principal. Los efectos relacionados con la utilización de combustibles fósiles son los de mayor contribución para el cambio climático. Es necesario mejorar la calidad de los combustibles comercializados en el país para poder introducir nuevas regulaciones en materia de límites de emisiones contaminantes, ya que estos tienen una relación directa en la cantidad de emisión y por tanto en sus efectos medioambientales. Tal como se esperaba, la conversión a una matriz energética más limpia y sustentable para el 2020 reducirá significativamente los impactos relacionados con la producción de energía eléctrica y por tanto en impacto por uso de los vehículos eléctricos. La mayor parte de los impactos ambientales en la vida útil de un vehículo se deben a la producción de energía o combustible para su funcionamiento. A pesar de las limitaciones de la base de datos y la información disponible en el Ecuador se han obtenido datos coherentes y contrastables. La diversificación de la matriz energética del Ecuador es necesaria para llegar a un modelo sostenible de producción de energía basado en fuentes renovables. Es necesario que se desarrollen bases de datos referentes a impactos derivados de la producción de combustibles y electricidad para el Ecuador. El ACV es una herramienta indispensable para la elaboración de políticas públicas en materia de reducción de impactos ambientales. Pág. 70 Memoria ACV para la evaluación de las políticas públicas de Ecuador en materia de vehículos eléctricos. Pág. 71 Bibliografía AEADE. Anuario 2014. Asociación de Empresas Automotrices del Ecuador, 2014. Andrea Del Duce (Empa), Patricia Egede (TUBS), Gerlind Öhlschläger (TUBS), Tina Dettmer (TUBS), Hans-Jörg Althaus (Empa), Thomas Bütler (Empa), Eva Szczechowicz (RWTH). Guidelines for the LCA of electric vehicles - eLCAr, 2012. Curran, Mary Ann. Life Cycle Assessment Handbook: A Guide for Environmentally Sustainable Products. Hoboken, N.J: Wiley/Scrivener, 2012. Benoî t, Catherine, Bernard Mazijn, and Evan Stuart. Andrews. 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