Aplicación Práctica / Practical Issues
Mobility and Energy Efficiency in the Public Transportation System of
Ecuador a Mechanism to Reduce CO
2
Emissions
Movilidad Eléctrica y Eficiencia Energética en el Sistema de Transporte
Público del Ecuador un Mecanismo para Reducir Emisiones de CO
2
L. Paredes
1
M. Pozo
2
1
Instituto de Energía Eléctrica, Universidad Nacional de San Juan - CONICET, San Juan, Argentina
E-mail: lparedes@iee.unsj.edu.ar
2
Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Escuela Politécnica Nacional, Quito, Ecuador
E-mail: marcelo.pozo@epn.edu.ec
Abstract
The aim and focus of this document is to continue
with the development and advance of a predecessor
work in relation to the theme of the public
transport system of Continental Ecuador and the
environmental benefits and in terms of energy
efficiency that the country will incur with
technological migration of diesel buses through
systems based on electric mobility through electric
buses, in three different scenarios of occurrence.
The methodology has been developed in
conjunction with the projections of demand for
electric power that will be incurred by the National
Interconnected System (SNI) due to the application
of an electric mobility system through electric buses
in the public passenger transportation service.
Subsequently, an analysis of the calculation and
evaluation of carbon dioxide (CO
2
) emissions due to
the diesel bus fleet is established, as well as the
evaluation of CO
2
emissions from the Ecuadorian
SNI with its fossil fuel-based thermal generation
component once the buses have been
technologically changed to electric mobility, in the
period 2019-2025. The results reveal the reduction
of CO
2
emissions to the environment due to the
technological migration towards an electromobility
system for public passenger transport even
considering the premise that the Ecuadorian
electricity sector has considerable participation of
thermal power plants in its electricity supply
matrix.
Resumen
El objetivo y enfoque de este documento es
continuar con el desarrollo y avance de un trabajo
predecesor en lo referente a la temática del sistema
de transporte público del Ecuador Continental y los
beneficios medioambientales y en términos de
eficiencia energética que incurrirá el país con la
migración tecnológica de autobuses diésel por
sistemas basados en movilidad eléctrica a través de
autobuses eléctricos, en tres distintos escenarios de
ocurrencia. La metodología ha sido desarrollada en
concomitancia de las proyecciones de demanda de
energía eléctrica que incurrirá el Sistema Nacional
Interconectado (SNI) debido a la aplicación de un
sistema de movilidad eléctrica a través de autobuses
eléctricos en el servicio de transportación pública
de pasajeros. Posteriormente, se establece un
análisis de cálculo y evaluación de emisiones de
dióxido de carbono (CO
2
) debidas al parque
automotor de autobuses diésel, así como también, la
evaluación de emisiones de CO
2
del SNI
ecuatoriano con su componente de generación
térmica basado en combustibles fósiles una vez que
se haya cambiado tecnológicamente los autobuses a
movilidad eléctrica, en el período 2019-2025. Los
resultados revelan la reducción de emisiones de
CO
2
al medio ambiente debido a la migración
tecnológica hacia un sistema de electromovilidad
para el transporte público de pasajeros aún
teniendo en consideración la premisa de que el
sector eléctrico ecuatoriano disponga una
participación considerable de centrales de
generación térmica en su matriz de oferta de
energía eléctrica.
Index terms Electric Mobility, Energy Efficiency,
Electric Buses, Technology Migration, CO
2
Emissions.
Palabras clave Movilidad Eléctrica, Eficiencia
Energética, Autobuses Eléctricos, Migración
Tecnológica, Emisiones de CO
2
.
Recibido: 14-10-2019, Aprobado tras revisión: 20-01-2020
Forma sugerida de citación: Paredes, L.; Pozo, M. (2020). “Movilidad Eléctrica y Eficiencia Energética en el Sistema de
Transporte Público del Ecuador un Mecanismo para Reducir Emisiones de CO
2
”. Revista Técnica “energía”. No. 16, Issue II,
Pp. 91-99
ISSN On-line: 2602-8492 - ISSN Impreso: 1390-5074
© 2020 Operador Nacional de Electricidad, CENACE
91
Edición No. 16, Issue II, Enero 2020
1. INTRODUCCIÓN
La Ley Orgánica de Eficiencia Energética (LOEE),
se encuentra en vigencia desde el pasado 2019-03-19
una vez que ha sido publicada en el suplemento número
449 del Registro Oficial del gobierno ecuatoriano. Con
base en este marco legal, se ha realizado el análisis para
evaluar los beneficios que incurrirá el Ecuador
Continental (EC) con el cambio en el Sistema de
Transporte Público del Ecuador (STPE) de tecnologías
asociadas a la combustión de energéticos de origen fósil
hacia autobuses cuya tracción sea a través de sistemas
eléctricos o también llamado movilidad eléctrica y sus
implicancias desde el punto de vista de Eficiencia
Energética (EE) y de Medio Ambiente (MA) a través de
las reducciones en las emisiones de gases de efecto
invernadero y particularmente anhídrido carbónico
(CO2) a la atmósfera.
El Ecuador cuenta con una población aproximada de
diecisiete millones de habitantes [1],[2]. De esta
población el 60% aproximadamente hace uso del STPE
para el desenvolvimiento de sus actividades diarias. En
la actualidad, mayoritariamente los autobuses del STPE
utilizan como energético principal el diésel para el
sistema de tracción motriz de los motores de
combustión interna, a excepción de una pequeña
participación a nivel país del sistema Trolebús de la
ciudad de Quito que funciona parcialmente con energía
eléctrica [3].
Acorde a lo manifestado en [4], el índice de
cobertura eléctrica del Ecuador para el año 2018 fue de
97,05%, destacándose este índice como uno de los
mejores posicionados en términos de cobertura de
electricidad en la región Latinoamérica. Lo que muestra
el desarrollo y crecimiento sostenido del Sector
Eléctrico Ecuatoriano (SEE). Es así que, se parte de la
premisa hipotética que en términos de oferta y demanda
desde el punto de vista energético el SEE estará en
capacidad de suplir el recambio tecnológico, en
concordancia a los escenarios expuestos en el Plan
Maestro de Electricidad 2016-2025 [5].
Teniendo en consideración lo establecido en la
LOEE, donde se menciona que a partir del año 2025, los
vehículos que se incorporen al servicio de transporte
público urbano e interparroquial en el Ecuador
continental, deberán ser únicamente de medio motriz
eléctrico [6]. En concomitancia a los resultados
mostrados y publicados en [7]. En este trabajo se
efectúan análisis de tipo comparativo en términos de
consumo energético, medidas de EE y reducción de
emisiones de CO2 al MA que se obtendrían debidas a la
migración tecnológica de autobuses diésel por
electromovilidad a través autobuses eléctricos para el
STPE en consideraciones de diferentes escenarios de
penetración.
El presente documento está organizado de la
siguiente manera. En primera instancia se presenta el
marco jurídico vigente entorno a EE en el transporte,
MA y situación del SEE. Posteriormente, se presenta la
metodología de análisis empleada. Subsecuentemente,
se muestran los comparativos y resultados de los
diferentes escenarios en torno al cambio tecnológico y
reducción de emisiones de CO2. Para finalmente,
establecer las conclusiones y trabajos futuros que se
deriven del análisis realizado.
2. MARCO JURÍDICO
2.1. Medio Ambiente
En consideración que los artículos 15 y 413 de la
Constitución de la República del Ecuador ordena que el
Estado promoverá, en el sector público y privado, el uso
de tecnologías ambientalmente limpias y de energías
alternativas renovables no contaminantes, diversificadas
y de bajo impacto. La soberanía energética no se
alcanzará en detrimento to de la soberanía alimentaria,
ni afectará el derecho al agua. Ibídem el articulo 27
ordena que la educación se centrada en el ser humano y
garantizará su derecho holístico, en el marco del respeto
a los derechos humanos, el medio ambiente sustentable
y a la democracia. Adicionalmente, el numeral 27 del
artículo 66 de la Carta Magna, determina el derecho a
vivir en un ambiente sano, ecológicamente equilibrado,
libre de contaminación y en armonía con la naturaleza.
El artículo 395 de la Constitución de la República del
Ecuador reconoce los siguientes principios ambientales:
i. El Estado garantizará un modelo sustentable de
desarrollo, ambientalmente equilibrado y respetuoso de
la diversidad cultural, que conserve la biodiversidad y la
capacidad de regeneración natural de los ecosistemas, y
asegure la satisfacción de las necesidades de las
generaciones presentes y futuras. ii. Las políticas de
gestión ambiental se aplicarán de manera transversal y
serán de obligatorio cumplimiento por parte del Estado
en todos sus niveles y por todas las personas naturales o
jurídicas en el territorio nacional. iii. El Estado
garantizará la participación activa y permanente de las
personas, comunidades, pueblos y nacionalidades
afectadas, en la planificación, ejecución y control de
toda actividad que genere impactos ambientales. iv. En
caso de duda sobre el alcance de las disposiciones
legales en materia ambiental, estas se aplicarán en el
sentido más favorable a la protección de la naturaleza.
El artículo 414 de la Constitución de la República del
Ecuador describe que el Estado adoptará medidas
adecuadas y transversales para la mitigación del cambio
climático, mediante la limitación de las emisiones de
gases de efecto invernadero, de la deforestación y de la
contaminación atmosférica; tomará medidas para la
conservación de los bosques y la vegetación, y
protegerá a la población en riesgo [8].
En concordancia a lo estipulado en el Código
Orgánico del Ambiente, capitulo III: Medidas Mínimas
para Adaptación y Mitigación, artículo 261, numerales:
6, 8, 9 y 10: “La cuantificación de la emisión de gases
92
Paredes et al. / Movilidad Eléctrica y Eficiencia Energética en el STPE un Mecanismo para Reducir Emisiones de CO
2
de efecto invernadero, según los sectores priorizados y
la promoción de las acciones de mitigación El impulso a
la implementación de acciones preventivas y de control
sobre las enfermedades derivadas de los efectos del
cambio climático. La promoción y el fomento de
programas de eficiencia energética, dentro de toda la
cadena, así como el establecimiento de incentivos
económicos y no económicos de energías renovables
convencionales y no convencionales. El fomento de
medios de transporte sostenibles y bajos en emisiones
de gases de efecto invernadero” [9].
2.2. Eficiencia Energética
Tomando en consideración la LOEE en referencia a
lo estipulado en el capítulo III, articulo 14, para lo cual
se denomina Eficiencia Energética en el transporte, la
cual se cita textualmente: “El transporte público, de
carga pesada y de uso logístico por medios eléctricos se
priorizará como medida de eficiencia energética en la
planificación pública. Los proyectos se podrán ejecutar
como iniciativas públicas o de asociaciones público
privadas. El Ministerio rector de la política de
transporte, y con aprobación del CNEE, establecerá de
forma progresiva los límites en niveles de consumo y
emisiones que deberán cumplir los vehículos
automotores nuevos de cualquier tipo, que se
comercialicen en el país. Esta política será definida
como parte del PLANEE. Una política especial se
desarrollará para el transporte terrestre y marítimo de las
islas Galápagos. Para la comercialización de cualquier
tipo de vehículo nuevo, éste contará y exhibirá con
claridad la etiqueta de eficiencia energética que informe
al consumidor sobre el cumplimiento de los límites y
condiciones de eficiencia energética. El Gobierno
Nacional a través de los ministerios competentes,
crearán un plan de chatarrización para los vehículos de
trabajo de personas naturales y del transporte público
que salgan de servicio y que se reemplacen por
vehículos de medio motriz eléctrico. Los GAD podrán
en el ámbito de sus competencias establecer planes de
chatarrización. A partir del año 2025 todos los vehículos
que se incorporen al servicio de transporte público
urbano e interparroquial, en el Ecuador continental,
deberán ser únicamente de medio motriz eléctrico. En el
caso de la región Insular, esta medida será evaluada por
el CNEE. El rector de las políticas públicas de
hidrocarburos incorporará dentro de su planificación y
como anexo al PLANEE las políticas y acciones
necesarias para garantizar la calidad de los combustibles
necesaria para que se cumpla con la mejora progresiva
de la eficiencia, niveles de consumo y emisiones en
vehículos automotores. Además, incluirá también, las
políticas necesarias para el fomento de la producción y
consumo de biocombustibles a nivel nacional, así como
las políticas, mecanismos e infraestructura necesaria
para promover la movilidad eléctrica” [6].
3. METODOLOGÍA
La metodología desarrollada se resume en el
diagrama de flujo mostrado en la Fig. 1.
Figura 1: Diagrama de Flujo de la Metodología Empleada
4. SITUACIÓN ENERGÉTICA DEL SECTOR DE
TRANSPORTE PÚBLICO EN EL ECUADOR
CONTINENTAL
Según el último Balance Energético Nacional que
data del 2017 [10], la demanda de todos los energéticos
en el país se ha incrementado en un 43,8% durante el
periodo de análisis de once años (2007-2017), pasando
de 63 millones de Barriles Equivalentes de Petróleo
(BEP, 1BEP= 0,0016282 GWh) en el año 2007 a 86,2
millones de BEP para el año 2017. En concordancia con
la tendencia histórica del consumo energético del
Ecuador, el sector transporte ha sido el mayor
demandante de energía, con un valor promedio de 34
millones de BEP en el periodo de análisis.
El consumo energético total multisectorial en el
Ecuador para el 2017, fue de 86 245 kBEP (140 424,11
GWh). En términos porcentuales, el sector de mayor
consumo fue el de transporte con 52.39%, seguidos por
el consumo energético de electricidad con 17,22%, el
sector industrial con 14,90%, el sector residencial con
14,12% y otros sectores en general con 1,47% [10], tal
como se muestra en la Fig. 2.
Movilidad Eléctrica y Eficiencia Energética en el STPE un
Mecanismo para Reducir Emisiones de CO2
Situación Energética
Consumo de Autobuses
Diésel
Factor de Emisión
Diésel [tCO
2
/GWh]
Energía Demanda y
Emisiones de CO
2
por cambio
tecnológico a
Movilidad Eléctrica
Emisiones de CO
2
del Diésel [tCO
2
]
Eficiencia Energética y
Reducción de Emisiones de CO
2
Situación Energética del
Sistema Nacional
Interconectado
Emisiones de CO
2
del
Parque Generador
Térmico [tCO
2
]
Matriz de Oferta
de Electricidad SNI
[GWh]
Factores de Emisión
Combustibles Fósiles
Parque Generador
Térmico [tCO
2
/GWh]
Energía
Consumida por
Diésel [GWh]
93
Edición No. 16, Issue II, Enero 2020
Figura 2: Consumo Total Porcentual de Energía multisectorial
para el año 2017
Al año 2017 el sector del transporte tuvo la mayor
participación en la demanda energética del Ecuador. Es
decir, este sector ha tenido una representatividad
considerable en lo que respecta a la importación de
derivados del petróleo, en términos comparativos del
año 2007 con respecto al año 2017 las importaciones de
estos energéticos para suplir la demanda han aumentado
en 50,1%. Desglosando el consumo de este sector, para
el año 2017 se puede apreciar que el diésel es el de
mayor representatividad con un 32,93% y el de naftas,
gasolinas y otros derivados un consumo del 19,36% de
todo el consumo energético del país.
Al ser los combustibles fósiles los de mayor
requerimiento en la demanda en el mix energético del
Ecuador, el diésel y la gasolina han sido las fuentes
energéticas de mayor consumo, llegando a tasas
porcentuales de incremento de 44% y de 77%
respectivamente, en el periodo analizado del balance
energético. El consumo de diésel para el sector del
transporte al 2017, fue de 28 398 kBEP (46 237,62
GWh) que, en unidades volumétricas representa 1 190
935 miles de galones. De los cuales el 56% fueron a
través de importaciones y un 44% correspondió a
producción nacional [10]. Al desagregar el consumo del
sector transporte por tipo de vehículo para el 2017, el
transporte terrestre tuvo una participación en la
demanda del 94% de todo este sector. A continuación,
en la Fig. 3, se presenta la desagregación por tipo de
transporte.
Figura 3: Consumo de Energía Porcentual por Tipo de
Transporte año 2017
De este composición porcentual para el sector los
autobuses representan el 4% del consumo energético
total [3],[10].
4.1. Sistema de Transporte Público de Autobuses
del Ecuador
En concordancia con los resultados obtenidos en [7],
en la Tabla 1, se presentan los tres escenarios
energéticos de análisis del presente trabajo, donde se
considera una participación del 25%, 50% y 100% de
conversión tecnológica anual del parque de autobuses
diésel por autobuses basados en sistemas de movilidad
eléctrica amparados en lo que estipula la normativa
legal en [6].
Tabla 1: Consumo energético de autobuses eléctricos en tres
escenarios de ingreso al sistema de transporte público de
pasajeros [7]
Las proyecciones de demanda eléctrica anual que
corresponden a los autobuses eléctricos en los diferentes
escenarios de análisis se muestran en la Fig. 4.
Figura 4: Proyección de Demanda Anual de Electricidad debida al
Ingreso de Autobuses Eléctricos, período 2019-2025
5. SITUACIÓN ENERGÉTICA DEL SECTOR DE
ELÉCTRICO EN EL ECUADOR
Al año 2018, la energía eléctrica bruta total
producida por el parque generador del SNI fue 25
375,92 GWh, cuya participación energética por tipo de
tecnología corresponde así: hidráulica 20 661,59 GWh,
biomasa 382,44 GWh, eólica 73,71 GWh, biogás 45,52
GWh, solar fotovoltaica 34,77 GWh y térmica 4 177,89
CONSUMO
ENERGÉTICO
SECTOR
TRANSPORTE;
52,29%
CONSUMO
ENERGÉTICO
SECTOR
INDUSTRIAL;
14,90%
CONSUMO
ENERGÉTICO
SECTOR
RESIDENCIAL;
14,12%
CONSUMO DE
ELECTRICIDAD;
17,22%
OTROS; 1,47%
CONSUMO TOTAL PORCENTUAL DE ENERGÍA AÑO 2017
1%
5%
46%
21%
17%
4%
4%
2%
94%
TERRESTRE
CONSUMO DE ENERGÍA PORCENTUAL POR TIPO DE
TRANSPORTE AÑO 2017
AÉREO MARINO CARGA PESADA CARGA LIVIANA
AUTOS Y SUV TAXIS AUTOBUSES OTROS
2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
119
215
294
360
416
466
510
237
370
450
504
545
580
611
475
503
531
558
586
614
642
DEMANDA ANUAL DE AUTOBUSES ELÉCTRICOS [GWh]
AUTOBUSES ELÉCTRICOS 25% AUTOBUSES ELÉCTRICOS 50% AUTOBUSES ELÉCTRICOS 100%
94
Paredes et al. / Movilidad Eléctrica y Eficiencia Energética en el STPE un Mecanismo para Reducir Emisiones de CO
2
GWh [4]. Ésta última tiene una participación porcentual
por tipo de combustible de la siguiente manera: fuel oil
4-6 11,43%, gas natural 3,55%, diésel 0,54% y otros
combustibles fósiles 0,95%. Es decir la generación
térmica representa el 16,46% del SNI [11]. En la Fig. 5,
se muestra la participación porcentual de todo el parque
generador de energía eléctrica para el SNI ecuatoriano.
Figura 5: Participación Porcentual Parque Generador SNI
Cabe mencionar que las proyecciones de demanda
debidas a los autobuses eléctricos que se plantearon en
la sección 4.1, servirá de insumo para analizar los
escenarios de demanda de todo el sector electricidad
para cada uno de los años hasta el 2025, en los
escenarios establecidos con anterioridad.
5.1. Escenario de Proyección de Demanda de
Electricidad SNI, período 2019-2025
Tomando en consideración la hipótesis número dos
expuesta en [5], mediante la cual se exponen
proyecciones de demanda eléctrica en relación a varios
sectores demandantes, únicamente se hace mención que
el sector transporte demandará electricidad en los
proyectos: Metro de Quito, Tranvía de Cuenca y una
estimación de proyección de vehículos eléctricos de uso
particular. Además, se considera las proyecciones
establecidas de la demanda de electricidad hasta el año
2025 guardando concordancia con el alcance del
presente estudio. En la Fig. 6, Se exponen las
proyecciones de demanda de electricidad para cada año.
Figura 6: Proyección Demanda Eléctrica SNI PME 2019-2025
Por lo expuesto, a continuación, se presentarán los tres
escenarios considerados en relación a la demanda de
electricidad en la que incurrirá el sector eléctrico del
Ecuador debido al cambio tecnológico de autobuses
diésel por autobuses de movilidad eléctrica.
5.2. Escenario 1, 25% de penetración de autobuses
eléctricos interanuales
Para el presente escenario, la demanda máxima
alcanzada del sistema de movilidad eléctrica a través de
autobuses eléctricos obedece a 510 GWh para el año
2025. Lo cual, según las proyecciones energéticas
establecidas en el PME 2016-2025 [5], no provocaría un
déficit energético en la oferta de energía eléctrica,
alcanzando así una demanda total de 34 876 GWh para
el año 2025. En la Fig. 7, se muestra las proyecciones
interanuales de demanda de electricidad consideradas.
Figura 7: Demanda de Autobuses Eléctricos Escenario 1
5.3. Escenario 2, 50% de penetración de autobuses
eléctricos interanuales
Para el presente escenario, la demanda máxima
alcanzada del sistema de movilidad eléctrica a través de
autobuses eléctricos obedece a 611 GWh para el año
2025. Lo cual, según las proyecciones energéticas
establecidas en el PME 2016-2025 [5], no provocaría un
déficit energético en la oferta de energía eléctrica,
alcanzando así una demanda total de 34 997 GWh para
el año 2025. En la Fig. 8, se muestra las proyecciones
interanuales de demanda de electricidad consideradas.
Figura 8: Demanda de Autobuses Eléctricos Escenario 2
5.4. Escenario 3, 100% de penetración de autobuses
eléctricos interanuales
Para el presente escenario, la demanda máxima
alcanzada del sistema de movilidad eléctrica a través de
Hidráulica
81,42%
Biomasa
1,51%
Eólica
0,29%
Biogás
0,18%
Fotovoltaica
0,14%
Gas Natural
3,55%
Otros
Combustibles
0,95%
Fuel Oil 4 y 6
11,43%
Diésel
0,54%
Térmica
16,46%
GENERACIÓN ENERGÍA ELÉCTRICA SNI
Hidráulica Biomasa Eólica
Biogás Fotovoltaica Gas Natural
Otros Combustibles Fuel Oil 4 y 6 Diésel
25 927
27 328
28 692
30 008
31 436
32 787
34 366
GWh
PROYECCIÓN DEMANDA ELÉCTRICA PME 2019-2025
2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
AUTOBUSES ELÉCTRICOS 25%
119
215
294
360
416
466
510
VEHÍCULOS ELÉCTRICOS
13
28
45
70
104
144
190
TRANVÍA CUENCA
11
11
11
11
11
11
11
METRO QUITO
61
61
61
61
61
61
61
DEMANDA ELÉCTRICA
25842
27228
28575
29866
31260
32571
34104
20 000
21 000
22 000
23 000
24 000
25 000
26 000
27 000
28 000
29 000
30 000
31 000
32 000
33 000
34 000
35 000
36 000
GWh
DEMANDA ELECTRICIDAD ESCENARIO 25% MOVILIDAD ELÉCTRICA
2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
AUTOBUSES ELÉCTRICOS 50%
237
370
450
504
545
580
611
VEHÍCULOS ELÉCTRICOS
13
28
45
70
104
144
190
TRANVÍA CUENCA
11
11
11
11
11
11
11
METRO QUITO
61
61
61
61
61
61
61
DEMANDA ELÉCTRICA
25842
27228
28575
29866
31260
32571
34104
20 000
21 000
22 000
23 000
24 000
25 000
26 000
27 000
28 000
29 000
30 000
31 000
32 000
33 000
34 000
35 000
36 000
GWh
DEMANDA ELECTRICIDAD ESCENARIO 50% MOVILIDAD ELÉCTRICA
95
Edición No. 16, Issue II, Enero 2020
autobuses eléctricos obedece a 611 GWh para el año
2025. Lo cual, según las proyecciones energéticas
establecidas en el PME 2016-2025 [5], no provocaría un
déficit energético en la oferta de energía eléctrica,
alcanzando así una demanda total de 34 977 GWh para
el año 2025. En la Fig. 9, se muestra las proyecciones
interanuales de demanda de electricidad consideradas.
Figura 9: Demanda de Autobuses Eléctricos Escenario 3
6. CÁLCULO DE EMISIONES DE CO
2
6.1. Emisiones de CO
2
debidas al Parque Generador
Térmico del Sistema Nacional Interconectado
El insumo metodológico para evaluar las emisiones
de CO
2
del parque generador del SNI ecuatoriano
guarda concordancia con la metodología ACM0002
expuesta en [12],[13]. En correspondencia a lo mostrado
en la Fig. 5, la generación de electricidad de mayor
participación es la hidráulica con el 81,42%, de acuerdo
a la clasificación de ACM0002 este tipo de generación
se considera de bajo costo. Por lo que, de las diferentes
opciones de evaluación y cálculo de emisiones de Gases
de Efecto Invernadero (GEI) y particularmente CO
2
en
este trabajo se utiliza el Método Margen de Operación
Simple Ajustado, en concomitancia al acceso a la
información del sistema de generación del SNI en
términos de energía anual y el tipo de combustibles
empleados para el parque térmico. Por lo tanto, la
focalización principal de este trabajo será la evaluación
de las emisiones del parque generador térmico del SNI,
con la consideración hipotética de que los porcentajes
de participación por tipo de combustible dentro del mix
energético de generación de energía eléctrica es
invariante en el periodo de análisis. En la Tabla 2 se
muestra el tipo de combustible fósil empleado en el
arque generador térmico, así como también, su
respectivos coeficiente de poder calorífico neto y factor
de emisión [13],[14].
Tabla 2. Combustibles Fósiles del Parque Generador del SNI
Tipo de
Combustible
Parque Generador
Poder Calorífico
Neto
[TJ/1000t]
Factor de
Emisión
[tCO
2
/GWh]
Diésel
41,8
261,36
Fuel Oil 4
39,8
271,80
Fuel Oil 6
39,7
263,88
Gas Natural
46,5
195,48
Nafta
41,8
249,48
Bunker
39,7
263,88
A través de (1) se procedió a evaluar las
emisiones de CO
2
en toneladas equivalentes
debidas al parque generador del SNI [12].
(1)
Donde:
son las emisiones de CO
2
totales debidas al
parque generador térmico del SNI [tCO
2
].
es el Factor de Emisión del combustible k, para el
periodo i [tCO
2
/GWh].
energía producida por el combustible k, para el
periodo i [GWh].
Por lo tanto, las toneladas equivalentes de emisiones
de CO
2
, para el parque generador del SNI en el periodo
de evaluación se muestran en la Tabla 3 y Fig. 10.
Tabla 3. Emisiones Totales del Parque Generador del SNI
Año
Emisiones
t CO
2
2019
1 086 601
2020
1 145 317
2021
1 202 482
2022
1 257 635
2023
1 317 483
2024
1 374 103
2025
1 440 279
Figura 10: Emisiones Generación Térmica SNI, período 2019-
2025
6.2. Emisiones de CO
2
del Sistema de Transporte
Público de Pasajeros del Ecuador Continental.
Para determinar el Factor de Emisión (FE) asociado
a la combustión del energético diésel para el STPE que
utiliza el energético fósil diésel se ha sido considerado
2,61 kgCO
2
/l según lo señalado en [14].
Adicionalmente, se realiza conversiones de unidades
físicas teniendo en cuenta que el poder calorífico
inferior del diésel tipo Euro III es 35,86 MJ/l [15]. En
(2), se estable el FE
D
para los autobuses diésel a ser
considerados en los distintos escenarios de este trabajo.
2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
AUTOBUSES ELÉCTRICOS 100%
475
503
531
558
586
614
642
VEHÍCULOS ELÉCTRICOS
13
28
45
70
104
144
190
TRANVÍA CUENCA
11
11
11
11
11
11
11
METRO QUITO
61
61
61
61
61
61
61
DEMANDA ELÉCTRICA
25842
27228
28575
29866
31260
32571
34104
20 000
21 000
22 000
23 000
24 000
25 000
26 000
27 000
28 000
29 000
30 000
31 000
32 000
33 000
34 000
35 000
36 000
GWh
DEMANDA ELECTRICIDAD ESCENARIO 100% MOVILIDAD ELÉCTRICA
1 086 601
1 145 317
1 202 482
1 257 635
1 317 483
1 374 103
1 440 279
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
EMISIONES GENERACIÓN TÉRMICA SNI [tCO2]
96
Paredes et al. / Movilidad Eléctrica y Eficiencia Energética en el STPE un Mecanismo para Reducir Emisiones de CO
2
(2)
Donde:
es el Factor de Emisión del diésel tipo Euro III
[tCO
2
/GWh].
La cantidad de toneladas equivalentes de CO
2
que se
emitiesen a la atmósfera debida al parque automotor del
STPE se calcula acorde a (3) [16], partiendo en primera
instancia del escenario donde no haya migración
tecnológica de diésel hacia movilidad eléctrica, cuyos
resultados se muestran en la Tabla 4 y Fig. 11.
(3)
Donde:
son las emisiones de CO
2
totales debidas al
consumo de diésel Euro tipo III del STPE, para el
periodo i [tCO
2
].
energía consumida por autobuses diésel, para el
periodo i [GWh].
Tabla 4. Emisiones CO
2
Autobuses Diésel.
Año
Total
Buses
Energía
GWh
Emisiones
t CO
2
2019
29 519
2 044
535 513
2020
31 248
2 164
566 891
2021
32 978
2 283
598 270
2022
34 707
2 403
629 648
2023
36 437
2 523
661 027
2024
38 167
2 643
692 405
2025
39 896
2 762
723 783
Figura 11: Emisiones Totales Autobuses Diésel,
período 2019-2025.
6.3. Emisiones de CO
2
Movilidad Eléctrica Sistema
de Transporte Público de Pasajeros del
Ecuador Continental, escenario 1 – 25%
penetración
En relación a lo expuesto en las secciones 6.1 y 6.2,
en la Fig. 12, se muestra la evolución en términos de
emisión de toneladas CO
2
para el escenario de 25% de
migración tecnología de autobuses diésel hacia
autobuses eléctricos. Además, se presentan las
emisiones de CO
2
propias del SNI.
Figura 12: Emisiones Totales Toneladas CO
2
Escenario 1
6.4. Emisiones de CO
2
Movilidad Eléctrica Sistema
de Transporte Público de Pasajeros del
Ecuador Continental, escenario 2 – 50%
penetración
En relación a lo expuesto en las secciones 6.1 y 6.2,
en la Fig. 13, se muestra la evolución en términos de
emisión de toneladas CO
2
para el escenario de 50% de
migración tecnología de autobuses diésel hacia
autobuses eléctricos. Además, se presentan las
emisiones de CO
2
propias del SNI.
Figura 13: Emisiones Totales Toneladas CO
2
Escenario 2
6.5. Emisiones de CO
2
Movilidad Eléctrica Sistema
de Transporte Público de Pasajeros del
Ecuador Continental, escenario 3 – 100%
penetración
En relación a lo expuesto en las secciones 6.1 y 6.2,
en la Fig. 14, se muestra la evolución en términos de
emisión de toneladas CO
2
para el escenario de 100% de
migración tecnología de autobuses diésel hacia
autobuses eléctricos. Además, se presentan las
emisiones de CO
2
propias del SNI.
Figura 14: Emisiones Totales Toneladas CO
2
Escenario 3
535 513
566 891
598 270
629 648
661 027
692 405
723 783
2019
2020
2021
2022
2023
2024
2025
EMISIONES TOTALES AUTOBUSES DIÉSEL [tCO2]
1 086 601
1 145 317
1 202 482
1 257 635
1 317 483
1 374 103
1 440 279
4 976
9 000
12 310
15 083
17 455
19 526
21 370
800 000
900 000
1 000 000
1 100 000
1 200 000
1 300 000
1 400 000
1 500 000
2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
EMISIONES ESCENARIO 1 [tCO2]
Emisiones -SNI- tCO2 25% Movilidad Eléctrica
1 086 601
1 145 317
1 202 482
1 257 635
1 317 483
1 374 103
1 440 279
9 953
15 512
18 875
21 140
22 855
24 296
25 600
800 000
900 000
1 000 000
1 100 000
1 200 000
1 300 000
1 400 000
1 500 000
2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
EMISIONES ESCENARIO 2 [tCO2]
Emisiones -SNI- tCO2 50% Movilidad Eléctrica
1 086 601
1 145 317
1 202 482
1 257 635
1 317 483
1 374 103
1 440 279
19 905
21 072
22 238
23 405
24 571
25 737
26 904
800 000
900 000
1 000 000
1 100 000
1 200 000
1 300 000
1 400 000
1 500 000
2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
EMISIONES ESCENARIO 3 [tCO2]
Emisiones -SNI- tCO2 100% Movilidad Eléctrica
97
Edición No. 16, Issue II, Enero 2020
6.6. Comparativo de emisiones multiescenario e
interanual, periodo 2019-2025
Toda vez que se ha mostrado los resultados
obtenidos de los tres escenarios de evaluación en lo que
respecta a la cantidad de toneladas de CO
2
que se
emiten a la atmosfera y su considerable reducción en
términos de emisión debida a la migración tecnología
hacia sistemas basados en eficiencia energética y
movilidad eléctrica, en la Fig. 15, se muestra la gráfica
comparativa de las emisiones en toneladas de CO
2
para
el STPE siendo parte de la demanda de energía eléctrica
del SNI.
Figura 15: Emisiones Totales Multiescenario, periodo 2019-2025
6.7. Comparativo de emisiones debidas autobuses
diésel versus emisiones debidas al cambio
tecnológico de autobuses eléctricos
En la Fig. 16, se muestra los resultados
comparativos en relación a la cantidad de toneladas de
emisiones de CO
2
que se emitiesen anualmente debidas
a los autobuses diésel del STPE, así como también, la
cantidad de emisiones que se producirían al incorporar
los sistemas de movilidad eléctrica a la matriz
energética de electricidad del SNI, para los tres
escenarios analizados.
Figura 16: Emisiones Totales Toneladas CO
2
Escenario 3
Para el escenario de 100% de migración tecnológica
a electromovilidad, en términos comparativos de
emisiones de la tecnología diésel versus autobuses
eléctricos, se puede determinar que para el período
analizado con movilidad eléctrica se alcanzaría un
96,28% de reducción promedio en emisiones de CO
2
.
En la Fig. 17, se muestra comparativamente los
niveles de emisiones en toneladas de CO
2
,
primeramente, teniendo en cuenta las emisiones
emanadas por los autobuses diésel más las emisiones
producidas por el parque generador térmico del SNI.
Seguidamente, se muestra las emisiones totales
producidas por el SNI considerando la demanda propia
de electricidad más la incorporación del 100% de
migración tecnológica a movilidad eléctrica. Es notoria
la reducción de emisiones de CO
2
para todo el período
analizado.
Figura 17: Emisiones Comparativas SNI + Autobuses Diésel
versus Sistema de Movilidad Eléctrica
7. CONCLUSIONES
La legislación ecuatoriana en los sectores eléctrico,
de medio ambiente y con la incorporación reciente de la
ley de eficiencia energética brindan un sustento legal
que permita agilitar los mecanismos de factibilidad para
la migración y/o incorporación sustentable de los
sistemas de movilidad eléctrica en el STPE.
Los autobuses eléctricos al ser más eficientes en
términos de consumo y aprovechamiento de energía,
permiten reducir el consumo de combustibles fósiles,
particularmente diésel en el sector transporte, siendo
este el de mayor participación en la matriz de
energéticos del Ecuador, lo que permitiría un ahorro
económico al Estado debido a la importación de este
combustible.
En los tres escenarios mostrados se demuestra que,
en términos de oferta de la matriz de generación de
energía eléctrica del Ecuador, no habrá déficit
energético aun teniendo en consideración una
penetración del 100% de autobuses eléctricos para el
STPE.
Las emisiones de CO
2
que en la actualidad produce
el parque automotor de autobuses diésel, representa en
términos comparativos el 49,28% de las emisiones de la
generación térmica del SNI sin la demanda de
movilidad eléctrica. Para el escenario 3 de máxima
migración tecnológica hacia electromovilidad, la
reducción de emisiones de dióxido de carbono igual a
1 086 601
1 145 317
1 202 482
1 257 635
1 317 483
1 374 103
1 440 279
1 091 577
1 154 317
1 214 792
1 272 719
1 334 938
1 393 629
1 461 649
1 096 553
1 160 829
1 221 357
1 278 775
1 340 338
1 398 400
1 465 879
1 106 506
1 166 388
1 224 720
1 281 040
1 342 054
1 399 841
1 467 183
2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
EMISIONES TOTALES [tCO2]
SNI
SNI + 25%PENETRACIÓN
SNI + 50%PENETRACIÓN SNI + 100%PENETRACIÓN
535 513
566 891
598 270
629 648
661 027
692 405
723 783
19 905
21 072
22 238
23 405
24 571
25 737
26 904
9 953
15 512
18 875
21 140
22 855
24 296
25 600
4 976
9 000
12 310
15 083
17 455
19 526
21 370
2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
EMISIONES COMPARATIVAS tCO2
Emisiones Autobuses Diésel 100% Movilidad Eléctrica
50% Movilidad Eléctrica 25% Movilidad Eléctrica
1 106 506
1 166 388
1 224 720
1 281 040
1 342 054
1 399 841
1 467 183
100000
300000
500000
700000
900000
1100000
1300000
1500000
1700000
1900000
2100000
2300000
2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
COMPARATIVO DE EMISIONES TOTALES [tCO2]
Emisiones -SNI- tCO2
Emisiones Autobuses Diésel
Emisiones tCO2 SEE +100% Movilidad Eléctrica
2 036 836
1 950 060
1 860 127
2 132 961
1 774 786
1 687 476
1 598 650
98
Paredes et al. / Movilidad Eléctrica y Eficiencia Energética en el STPE un Mecanismo para Reducir Emisiones de CO
2
635 778 tCO
2
lo que representa un 31,21% de reducción
de emisiones inclusive teniendo en cuenta las emisiones
producidas por el parque generador térmico del SNI.
Con la migración tecnológica hacia sistemas basados en
movilidad eléctrica para el STPE se ha demostrado las
mejoras en términos de reducción de emisiones de CO
2
al medio ambiente y de eficiencia energética.
Como trabajos futuros se plantea continuar con el
análisis de demanda eléctrica debida a los sistemas de
electromovilidad teniendo en cuenta las restricciones de
los sistemas de transmisión y distribución y otros
escenarios de generación térmica en el SNI.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Instituto Nacional de Estadística y Censos - INEC,
“Proyección Cantonal Total 2010-2020.” p. 1,
2016.
[2] El Comercio, “La población del Ecuador superó 17
millones de habitantes,” Quito, 13-Oct-2018.
[3] INEC, “Estadística del Anuario de Transporte
2017.” 2018.
[4] Agencia de Regulación y Control de Electricidad -
ARCONEL, “Estadística Anual y Multianual del
Sector Eléctrico Ecuatoriano 2018,” 2019.
[5] Ministerio de Electricidad y Energía Renovable,
“Plan Maestro de Electricidad 2016-2025,” 2017.
[6] Asamblea Nacional República del Ecuador, “Ley
Orgánica de Eficiencia Energética.” 2019.
[7] L. A. Paredes, “Electromovilidad y Eficiencia
Energética en el Transporte Público de Pasajeros
del Ecuador Continental” Rev. Técnica “energía,”
vol. 16, no. I, pp. 91–100, 2019.
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“Constitución de la República del Ecuador,” no.
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[9] Asamblea Nacional República del Ecuador,
“Código Orgánico del Ambiente Del Ecuador,” no.
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[10] Ministerio de Energía y Recursos Naturales no
Renovables., “Balance Energético Nacional 2017,”
2019.
[11] Operador Nacional de Electricidad CENACE,
“Informe Anual 2018,” 2019.
[12] L. Haro and J. Oscullo, “Factor Anual de Emisión
de CO2 Producido por el Parque Generador del
Sistema Nacional Interconectado del Ecuador,
Mediante la Aplicación de la Metodología de la
Convención Marco Sobre el Cambio Climático
UNFCCC, para el Periodo 2009-2014,” Rev.
Politécnica, vol. 37, no. 1, 2016.
[13] Ministerio del Ambiente República del Ecuador,
“Factor de Emisión de CO2 del Sistema Nacional
Interconectado del Ecuador,” 2013.
[14] Generalitat de Catalunya Comisión
Interdepartamental del Cambio Climático, “Guía
Práctica para el Cálculo de Emisiones de Gases de
Efecto Invernadero (GEI),” 2011.
[15] R. Edwards, J.-F. Larive, V. Mahieu, and P.
Rounveirolles, “Well-to-wheels Analysis of future
automotive fuels and powertrains in the European
context,” 2007.
[16] J. Oscullo, “Evolución de las Emisiones de CO2
Producido por el Parque Generador del Sistema
Nacional Interconectado del Ecuador para el
Periodo 2010-2015,” Rev. Técnica “energía,” vol.
13, pp. 191–195, 2017.
Luis Angel Paredes. – Nació en
Quito, Ecuador en 1987. Recibió
su título de Ingeniero Eléctrico de
la Escuela Politécnica Nacional en
2012 y de Magíster en Gestión de
Energías en 2016. Además, ha
realizado varios cursos y
especializaciones en temáticas de
energía eléctrica en Estados Unidos, China, Perú, Chile
y Brasil. Su experiencia profesional ha sido desarrollada
en varias empresas e instituciones del sector eléctrico y
energético del Ecuador. Actualmente es candidato a
Doctor en Ingeniería Eléctrica (Ph.D.) del Instituto de
Energía Eléctrica (IEE) de la Universidad Nacional de
San Juan (UNSJ) en Argentina. Sus campos de
investigación están relacionados con: Resiliencia de los
Sistemas Eléctricos, Estabilidad y Control en
Microrredes Eléctricas, FACTS, Electromovilidad,
Energías Renovables y Eficiencia Energética.
Marcelo Pozo. – Nació en Quito,
Ecuador. Se graduó en la Escuela
Politécnica Nacional (EPN) como
Ingeniero en Electrónica y Control
en 1999. En 2002 obtuvo el título
de Master en Ingeniería Eléctrica
de la Universidad Técnica de
Dresden-Alemania. A partir de
septiembre del 2009 se desempeña
como Profesor Principal a tiempo completo en el
Departamento de Automatización y Control Industrial
(DACI) de la EPN. Entre 2010 y 2015 realizó su
Doctorado en Ingeniería en la Universidad de Siegen–
Alemania, especializándose en Electrónica de Potencia
y Control Electrónico de Máquinas Eléctricas. Sus áreas
de interés son: Electrónica de Potencia, Control
Electrónico Industrial y de Máquinas Eléctricas, Calidad
y Uso Eficiente de la Energía, Control y Conversión
Estática a partir de Fuentes de Energía Alternativas,
Regenerativas y Renovables, Smart Grids, Sistemas de
Transporte y Movilidad Eléctricos.
99
