Electrificación del transporte público de Santiago

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil EléctricoEn los últimos años, la preocupación por el cambio climático es global producto de que hoy ya se observan cambios radicales en el comportamiento del medioambiente, lo cual ha propiciado la incursión en tecnologías con baja huella de carbono. En el caso particular de Chile, el sector de transportes representa más de la tercera parte del consumo energético total, el cual, a la fecha, es abastecido casi en su totalidad por combustibles fósiles. Este antecedente posiciona al transporte sustentable como un agente de cambio protagónico para aminorar las consecuencias del cambio climático. A pesar de lo anterior, las limitantes tecnológicas y económicas de los vehículos eléctricos en base a baterías descartan, de momento, la promoción de la electromovilidad en el sector de transporte privado y transporte de carga, siendo el transporte público el candidato idóneo, pues son flotas de altos costos operacionales, que realizan muchos viajes, pero de poca distancia, permitiendo así que los vehículos puedan cargarse. Sin embargo, la adopción masiva de buses eléctricos podría elevar considerablemente los requerimientos de energía y potencia del sistema eléctrico -dado que hay que abastecer de energía a la flota -, y, por otra parte, ocasionar problemas en el cumplimiento de los programas de operación (itinerario de expediciones, para cada bus) debido a la autonomía restringida de los vehículos eléctricos en base a baterías. El objetivo central de este trabajo consiste en verificar las hipótesis expuestas anteriormente, en el contexto del transporte público de la ciudad de Santiago. La verosimilitud con la realidad se logra a través de la utilización de la operación real del Transantiago del año 2018, analizando el comportamiento ante distintos escenarios. En primer lugar, los requerimientos de energía y potencia pueden variar abruptamente dependiendo si se gestiona la carga de la flota o no. En este trabajo se muestra que los pagos por potencia influyen directamente en la estrategia de carga que adopta un operador de flota que minimiza sus costos operacionales, constituyendo un peor escenario para el sistema eléctrico el caso en el que no se considera en la estructura de costos los pagos por potencia. Además, se confirma que el estado de carga inicial de la flota antes de comenzar un día de operación influye tanto en los requerimientos de energía y potencia, como también genera impacto en la cantidad de expediciones con falla. Por otra parte, se ha esclarecido que, si el transporte público metropolitano se electrificara totalmente hoy, los requerimientos de potencia estarían acotados y el impacto en el programa de operación sería poco significativo- . Se determinó que los requerimientos de potencia sin gestión de carga son de 900 [MW] y con gestión, de 250 [MW], para el caso que la flota comienza el día con la energía de sus baterías al máximo. Desde otra mirada, si se optara por prescindir de la gestión de flota, el potencial de electrificación del transporte metropolitano, en el peor de los casos, es del 91.7%, ratificando un panorama auspicioso para la promoción de la electrificación del transporte público de Santiago