Los vehículos medianos y pesados ​​(MHDV) representan sólo el 5% de los vehículos que circulan en las carreteras de Estados Unidos, pero son responsables del 21% de las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con el transporte.Reducir las emisiones de MHDV es vital para mitigar los efectos del cambio climático y mejorar la calidad del aire.Los vehículos de cero emisiones (ZEV), como los vehículos eléctricos de batería (EV) y los vehículos eléctricos de pila de combustible de hidrógeno (FCEV), ofrecen una solución.

Si bien proyectar la adopción futura de tecnología es complejo y muchos factores influyen en las decisiones de los consumidores, la economía juega un papel clave en la elección de tecnologías para aplicaciones de vehículos comerciales.Un estudio reciente del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) exploró cómo el coste total de conducción de vehículos MHDV diésel y de cero emisiones podría evolucionar con el tiempo en diferentes escenarios, desde la actualidad hasta 2050.

"Con mejoras continuas en vehículos y combustibles, los ZEV se están volviendo rápidamente viables comercialmente, alcanzando potencialmente la paridad del costo total de conducción o mejor en comparación con los vehículos diésel para 2035 en todossegmentos de mercado", dijo Catherine Ledna de NREL, analista de apoyo a la toma de decisiones que dirigió el estudio.

Una transición completa a las ventas de ZEV para 2035 daría como resultado una reducción del 65% de las emisiones para 2050 en comparación con 2019. Incentivos como elCréditos fiscales para la compra de MHDV de cero emisionesposible gracias a la Ley de Reducción de la Inflación (IRA) de 2022, acelerará aún más el costo total de impulsar la competitividad y estimulará la reducción de emisiones hasta en un 70%.

Los resultados del estudio del NREL se detallan en un recienteiCienciadiarioartículoâ"Evaluación del costo total de la competitividad de conducción de camiones de cero emisiones"âpor Ledna y Matteo Muratori, Arthur Yip, Paige Jadun y Christopher Hoehne de NREL, así como Kara Podkaminer del Departamento de Energía de EE. UU.

Allanando el camino para los MHDV de cero emisiones

El camino hacia los MHDV de cero emisiones está respaldado por varias acciones propuestas y existentes, incluidas políticas que van desde una mayor calidad del aire y estándares de emisiones de gases de efecto invernadero hasta créditos fiscales para la compra de ZEV, así como inversiones en investigación y desarrollo para tecnologías e implementaciones de infraestructura de ZEV.

Por ejemplo, la IRA incluye créditos fiscales de hasta $40,000 para compras de vehículos limpios que califiquen, incluidos vehículos eléctricos y FCEV, así como incentivos para infraestructura de carga y reabastecimiento de combustible.Más recientemente, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. ha propuesto reglas más estrictas sobre emisiones de gases de efecto invernadero para los MHDV de los años modelo 2027 a 2032.

TEMPO: la herramienta de modelado adecuada para el trabajo

En el centro del estudio se encontraba el modelo de opciones de vías de movilidad y energía del transporte (TEMPOTM) del NREL, el modelo emblemático de sistemas de energía de transporte para todo el sector del laboratorio.El equipo de investigación utilizó TEMPO para estimar cómo podría evolucionar el costo total de conducción de MHDV en una variedad de escenarios que incluyen el costo y el progreso de la tecnología, los costos del combustible y las políticas, considerando al mismo tiempo las compras de vehículos nuevos, la rotación de existencias, la actividad de los vehículos, el consumo de energía,y emisiones de gases de efecto invernadero.

"Si bien estudios recientes han evaluado la competitividad económica y la viabilidad técnica de los MHDV de cero emisiones en uno o más segmentos de mercado específicos, nuestro estudio fue único en su consideración del costo total de impulsar la competitividad, la adopción, el consumo de energía y la rotación de la flota en todos los MHDV.aplicaciones", añadió Ledna.

El análisis del NREL captó diferencias en el uso de vehículos yconsumo de energíaen diversos segmentos del mercado de MHDV, que tienen requisitos técnicos y económicos distintivos que resultan en diferencias en la competitividad de costos de las tecnologías ZEV.Caso en cuestión: la flota MHDV del país abarca vehículos que van desde 10,000 libras hasta más de 33,000 libras y distancias de conducción de menos de 10,000 millas por año hasta más de 200,000.

Foco en el progreso tecnológico y los incentivos

Hoy en día, los ZEV representan una pequeña proporción de los MHDV existentes y enfrentan barreras a corto plazo, como altos costos de compra, infraestructura limitada de carga o reabastecimiento de combustible y desafíos logísticos para las conversiones de flotas.

"Gracias a los recientes avances tecnológicos y a las inversiones en vehículos limpios, los vehículos eléctricos ya se han convertido en una solución viable para algunos casos de uso", dijo Muratori de NREL, ingeniero senior de sistemas de energía y transporte."Se necesitarán algunos años para que los ZEV alcancen la competitividad de costos con el diésel en todos los segmentos y aplicaciones, pero estamos en el camino correcto y la tecnología de los vehículos eléctricos ha progresado más rápidamente de lo esperado durante la última década".

Según el estudio del NREL, el horizonte temporal en el que los ZEV se vuelven competitivos con los vehículos diésel en términos de coste total de conducción varía según la clase de vehículo y el segmento de mercado.La combinación de costos de capital, costos operativos y millas recorridas por vehículos generalmente determina cuándo una tecnología ZEV logra la paridad.Para todas las aplicaciones de vehículos, al menos una tecnología ZEV alcanzará la paridad con el diésel antes de 2035.

Este estudio muestra que para 2032 (y en muchos casos antes), los ZEV alcanzarán la paridad en el costo total de conducción con los vehículos diésel en camiones livianos, medianos (Clase 3) y medianos (Clase 4-6), impulsados ​​por disminuciones encostos de la batería.Para 2035, los vehículos eléctricos de menor alcance, con 150 a 300 millas de alcance eléctrico, alcanzarán la paridad en los segmentos del mercado regional y de corta distancia, que tienen menos millas recorridas por vehículo diariamente y una menor necesidad de baterías más grandes y caras.Los camiones pesados ​​(Clases 7 a 8) y los camiones que recorren distancias más largas (distancia de envío de más de 500 millas) alcanzarán la paridad después de 2030.

Los incentivos IRA aceleran la adopción de tecnología y el ahorro de emisiones

Con los créditos fiscales para la compra de vehículos de la IRA, los ZEV, en particular los EV, logran la paridad del costo total de conducción con los vehículos diésel en períodos de tiempo sustancialmente más tempranos.

La mayoría de los vehículos medianos ligeros alcanzarán el costo total de paridad de conducción para 2026, lo que podría resultar en 700.000 vehículos medianos ligeros adicionales vendidos, 48 ​​mil millones de millas recorridas por vehículos ZEV y ahorros en las emisiones de dióxido de carbono del tubo de escape de 33 millones de toneladas métricas entre 2023 y 2032.Mientras tanto, la mayoría de los vehículos medianos alcanzarán la paridad del costo total de conducción para 2023 o 2024, lo que resultará en 1,1 millones de vehículos adicionales vendidos, 81 mil millones de millas recorridas por vehículos ZEV y ahorros en las emisiones de dióxido de carbono de 73 millones de toneladas métricas.

En el caso de los vehículos pesados, los segmentos del mercado de corta distancia alcanzarán la paridad entre 2027 y 2030 (frente a 2034 sin incentivos).Los segmentos pesados ​​del mercado regional y de larga distancia seguirán logrando la paridad en 2034, y los FCEV seguirán siendo los más competitivos en términos de costo total de conducción.

"Los incentivos IRA aceleran enormemente el momento en que los ZEV alcanzan el costo total de paridad de conducción, lo que permite la aceptación del mercado en el corto plazo", dijo Muratori."Para 2050, una transición rápida a ZEV dará como resultado reducciones sustanciales de emisiones de gases de efecto invernadero: 65 % en relación con los niveles de 2019 sin incentivos y 70 % con créditos fiscales para la compra de vehículos IRA".