Cómo Estados Unidos puede electrificar sus flotas públicas, desde autobuses urbanos hasta camiones de basura

Reeditado por Platón

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Este artículo apareció originalmente en Perspectivas de la IRG.

Las flotas de vehículos públicos, que incluyen desde autobuses urbanos y escolares hasta camiones de basura y vehículos policiales, constituyen una parte importante del tráfico en las carreteras estadounidenses. Hay 645,000 vehículos en el flota federal, En 500,000 flotas estatales En todo el país, más de 3 millones. vehículos municipales y del condado y aproximadamente 500,000 autobuses escolares – un total de casi 5 millones de vehículos, incluso antes de tener en cuenta el transporte público y otros tipos de flotas.

Mientras Estados Unidos trabaja para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a la mitad para 2030 y alcanzar el cero neto para 2050, cambiar las flotas públicas de vehículos de combustibles fósiles a vehículos eléctricos será un paso fundamental. Y esa no es la única razón para hacerlo: la electrificación también puede reducir costos para combustible y mantenimiento y al mismo tiempo reducir la contaminación del aire y los impactos negativos en la salud que se derivan de las emisiones de los automóviles, particularmente en comunidades de bajos ingresos y de color, que a menudo son ha sido afectada desproporcionadamente por la contaminación del transporte.

Si bien algunos operadores de flotas públicas han logrado avances significativos hacia la electrificación (una agencia de tránsito en Anaheim, California, por ejemplo, está cerca de alcanzar el 90 por ciento de electrificación de sus autobuses), el progreso es desigual en todo el país. A continuación se presenta un vistazo al estado actual de la electrificación de flotas de EE. UU. y cómo los operadores de flotas pueden comenzar a planificar un futuro totalmente electrificado:

¿Cuál es el estado actual de la electrificación de la flota pública en EE.UU.?

La transición de Estados Unidos a los vehículos eléctricos (EV) se está acelerando más rápido que nunca. La proporción de todas las ventas de automóviles en EE. UU. que fueron vehículos eléctricos. aumentado de solo el 3.4 por ciento en enero de 2021 a casi el 10 por ciento en junio, impulsado por reducciones de costos, infraestructura de carga ampliada y nuevos créditos fiscales federales, así como un creciente interés de los consumidores. Este crecimiento ha sido impulsado en gran medida por las ventas de vehículos ligeros (de pasajeros) hasta la fecha. Pero para alcanzar los objetivos climáticos locales y nacionales será necesario electrificar todos los tipos de vehículos en las carreteras, incluidas las flotas comerciales y gubernamentales, así como los automóviles de pasajeros.

Los gobiernos, las agencias de transporte y otras entidades públicas están bien posicionadas para liderar esta transición gracias a la ampliación de la financiación federal y, en muchos casos, a objetivos climáticos ambiciosos que les exigen trabajar hacia la electrificación en el corto plazo. A nivel nacional, una orden ejecutiva de 2021 del presidente Joe Biden comprometió al gobierno federal a comprar un 100 por ciento de vehículos ligeros con cero emisiones para 2027 y un 100 por ciento de vehículos con cero emisiones para todas las flotas para 2035. Gobiernos estatales y locales y agencias de tránsito han seguido su ejemplo, y muchos se han comprometido con los requisitos de electrificación de vehículos ligeros durante la próxima década. Otros han instituido requisitos para que las agencias compren un vehículo eléctrico a menos que puedan demostrar la necesidad de otro tipo de vehículo.

Compromisos de electrificación de flotas públicas por parte de los estados de EE. UU.

Algunos gobiernos locales han logrado avances significativos hacia sus objetivos. Por ejemplo, la ciudad de Nueva York tiene más de 4,000 vehículos eléctricos en su flota, lo que representa casi el 14 por ciento de todos los vehículos públicos, y un pedido reciente de vehículos eléctricos hará que la ciudad supere el 18 por ciento en su misión hacia la electrificación total. Otras entidades públicas también están trabajando para electrificar, como las escuelas Williamsfield en la zona rural del centro de Illinois, que tendrán ocho autobuses eléctricos este otoño y mantendrán solo un autobús diésel para viajes escolares más largos.

Las agencias federales, por otra parte, acababan de 2,705 vehículos enchufables (incluidos los vehículos eléctricos de batería y los híbridos enchufables de gasolina) al final del año fiscal 2022, que representan menos del 1 por ciento de la flota federal. El gobierno federal ha establecer objetivos adquirir casi 9,500 vehículos eléctricos livianos e instalar 8,500 puertos de carga en el año fiscal 2023. Sin embargo, las agencias han encontrado limitaciones en la cantidad y tipos de vehículos disponibles, así como desafíos relacionados con la infraestructura de carga, incluidas limitaciones de capacidad eléctrica, costos y sitios arrendados. en el que no pueden instalar cargadores unilateralmente. Muchos operadores de flotas locales enfrentarán desafíos similares mientras trabajan para cumplir sus propios compromisos de electrificación.

Aprendiendo de un líder: el viaje de una agencia de transporte hacia autobuses 90 por ciento eléctricos

A medida que los gobiernos y las entidades públicas navegan por la transición a los vehículos eléctricos, pueden buscar orientación en otros que están más avanzados en el camino de la electrificación. Un líder, el Red de Transporte de Anaheim (ATN), busca convertirse en la primera agencia de tránsito en California en tener una flota de autobuses totalmente eléctricos. A partir de 2002, ATN aprovechó los fondos estatales para electrificación para comprar autobuses eléctricos con baterías de plomo-ácido. Hoy en día, alrededor del 65 por ciento de su flota está electrificada, y un próximo pedido de autobuses eléctricos permitirá superar el umbral del 90 por ciento.

ATN ha superado una buena cantidad de desafíos como uno de los primeros y ambiciosos motores de la electrificación de flotas. Durante los últimos 20 años, la agencia ha visto de primera mano lo importante que es gestionar el riesgo a medida que se desarrolla la industria: con la aparición constante de nuevas tecnologías de vehículos eléctricos, los vehículos existentes y la infraestructura de carga pueden convertirse en "activos abandonados", lo que significa que no son útiles en su totalidad. vida prevista. ATN se protegió contra esta preocupación trabajando directamente con la empresa de servicios públicos municipal para establecer un acuerdo de compra de energía con una estructura tarifaria consistente para los próximos 20 años. Esta certeza en los costos de electricidad permite a la agencia presupuestar de manera proactiva la compra de vehículos nuevos y la instalación de infraestructura actualizada.

La ciudad de Nueva York tiene más de 4,000 vehículos eléctricos en su flota, lo que representa casi el 14% de todos los vehículos públicos.

La ubicación de la infraestructura también ha resultado difícil. La infraestructura de carga de vehículos eléctricos ocupa un espacio considerable y, como centro turístico, Anaheim no tiene mucho terreno a su disposición. Al intentar construir un nuevo depósito de carga, que será fundamental para respaldar una flota de autobuses totalmente electrificada, ATN enfrentó limitaciones en la disponibilidad de terrenos, así como la oposición de la comunidad a un sitio propuesto. Después de aproximadamente un año de búsqueda, la agencia pudo recientemente conseguir el terreno que necesitaba, gracias en parte a su sólida relación con la ciudad, que brindó apoyo financiero para la compra.

El éxito de ATN también dependió del aprovechamiento exitoso de las oportunidades de financiamiento estatales y federales, incluido el Programa de Alivio de la Congestión del Tráfico de California, el acuerdo con Volkswagen y el Programa de Subvenciones para Bajas o Nulas Emisiones. Si bien no todos los estados tienen entornos políticos que sean tan favorables como los de California, los nuevos fondos federales de la Ley Bipartidista de Infraestructura y la Ley de Reducción de la Inflación pueden respaldar los esfuerzos de electrificación de otras flotas de la misma manera que el apoyo estatal lo ha hecho para ATN.

Cinco mejores prácticas para la electrificación total de la flota

Si bien la electrificación es una prioridad cada vez mayor para los administradores de flotas y muchos están comenzando a hacer el cambio, los gobiernos y las agencias públicas a menudo tienen tiempo, capacidad y experiencia técnica limitadas para planificar la electrificación total de la flota a largo plazo. La electrificación también plantea muchos desafíos novedosos, como la ubicación de estaciones de carga de vehículos eléctricos, la colaboración con las empresas de servicios públicos ante las limitaciones de capacidad de la red y la financiación y el mantenimiento de un conjunto de nuevas tecnologías en constante cambio.

Para comprender mejor las necesidades de los administradores de flotas públicas y los obstáculos para la electrificación total, así como las posibles soluciones, el equipo de Energía de EE. UU. de WRI entrevistó a 17 consultores de flotas, administradores de flotas, agencias de tránsito, gobiernos locales y expertos en electrificación de vehículos. El equipo también revisó los planes de transición desarrollados para flotas de uso público y una investigación más amplia sobre electrificación de flotas para comprender en qué se diferencia la electrificación completa de la flota a largo plazo de las consideraciones en las etapas iniciales.

Los siguientes surgieron como pasos clave que los administradores de flotas pueden tomar en el corto plazo para maximizar la eficiencia, reducir costos y alcanzar sus objetivos de electrificación y sostenibilidad a largo plazo.

1. Identificar las necesidades organizativas y de fuerza laboral desde el principio

Los vehículos eléctricos, particularmente en el contexto de una flota, implican una serie de consideraciones técnicas que no forman parte de las responsabilidades actuales de los trabajadores, como la gestión de la carga y la reparación de vehículos y equipos de carga. En la medida de lo posible, las flotas de uso público deberían buscar contratar o volver a capacitar personal en funciones clave de electrificación. Por ejemplo, Washington, DC, está gastando más de $1 millón para aumentar la cantidad de electricistas certificados en el Distrito y está educando a electricistas y talleres de reparación de manera más amplia sobre la tecnología de vehículos eléctricos. Pero la subcontratación de soluciones de flotas llave en mano es otra opción a considerar cuando las flotas de uso público carecen de la experiencia y la capacidad para gestionar las operaciones de la flota.

La coordinación interinstitucional también es clave para una transición exitosa a los vehículos eléctricos. La comunicación entre los diferentes departamentos de un gobierno local, cada uno de los cuales podría tener sus propios planes de adquisición de vehículos eléctricos, puede ayudar a garantizar que las inversiones en vehículos e infraestructura de carga sean lo más rentables posible.

Las instituciones públicas, como las grandes ciudades, los distritos escolares y las agencias estatales, pueden considerar reconfigurar las funciones de los servicios de flotas o crear una nueva agencia centrada en la colaboración entre departamentos con respecto a la electrificación de vehículos. Por ejemplo, la ciudad de Nueva York estableció la Departamento de Servicios Administrativos de la Ciudad coordinar la electrificación de flotas entre las agencias de la ciudad. Este tipo de reconfiguración puede crear experiencia centralizada y ayudar a abordar posibles obstáculos en una etapa más temprana del proceso.

2. Interactuar con las empresas de servicios públicos desde el principio y con frecuencia

Las empresas de servicios públicos son socios clave para garantizar que los planes de electrificación de vehículos a largo plazo se desarrollen sin problemas; Como distribuidores y proveedores de energía, tienen un interés directo en asegurarse de que su infraestructura pueda satisfacer las necesidades actuales y futuras. Al involucrar a las empresas de servicios públicos en las primeras etapas del proceso, los administradores de flotas públicas pueden integrar sus planes de electrificación en la planificación de infraestructura de sus empresas de servicios públicos y potencialmente evitar que se les cobren costos de actualización duplicados.

Como muchas otras empresas de servicios públicos, el Puerto de Oakland (que sirve como servicio público para el aeropuerto y el puerto marítimo de la ciudad de Oakland), solicita a sus clientes que lo mantengan informado sobre la electrificación planificada y potencial. Esto permite al puerto identificar dónde pueden realizarse las actualizaciones eléctricas necesarias para respaldar el despliegue de vehículos eléctricos simultáneamente con otras actualizaciones y mantenimiento de infraestructura planificados. Sin esta coordinación, existe el riesgo de que las flotas recién electrificadas superen las limitaciones eléctricas cuando se conecten y provoquen un mal funcionamiento de la infraestructura eléctrica, en cuyo caso el puerto tendría que realizar actualizaciones eléctricas y los costos recaerían sobre el cliente.

3. Sea creativo a la hora de ubicar los depósitos y la infraestructura de vehículos eléctricos.

La ubicación de la infraestructura de carga puede ser uno de los aspectos más desafiantes de la transición a los vehículos eléctricos, dependiendo de dónde estén estacionados los vehículos y la ubicación de los depósitos.

En algunos casos, la ubicación es relativamente sencilla, como en el caso de una flota de control de estacionamiento de un gobierno local que está estacionada en un depósito existente de propiedad municipal donde se pueden instalar equipos de carga en el lugar. Pero la ubicación suele ser más complicada. Muchos distritos escolares, por ejemplo, utilizan “aparcamientos” para los autobuses escolares cuando no están en uso; Estos pueden ser cualquier cosa, desde la entrada de un conductor de autobús hasta un lugar de estacionamiento contratado para una tienda minorista. Descubrir cómo instalar la infraestructura de carga para estos aparcamientos es extremadamente complejo y requiere una cuidadosa coordinación con socios e individuos y diferentes consideraciones de financiación.

Los autobuses eléctricos de la flota del Distrito Escolar Twin Rivers de California están enchufados para cargarse. Para las grandes flotas de vehículos públicos, determinar dónde instalar los cargadores de vehículos eléctricos puede ser uno de los mayores obstáculos para la electrificación. Foto de la Comisión de Energía de California/Flickr

Los distritos escolares y otras flotas de vehículos en posiciones similares deben priorizar la electrificación y la instalación de infraestructura de carga donde sea más factible en el corto plazo (por ejemplo, en grandes depósitos que tengan suficiente capacidad eléctrica y espacio para vehículos y cargadores), al mismo tiempo que planifican un enfoque más sistémico en el futuro. Las posibles soluciones podrían incluir cambiar, descentralizar o centralizar los depósitos, compartir un sitio con un socio regional o crear un depósito de aparcamiento y paseo que está vinculado al transporte público donde la capacidad eléctrica es abundante.

El enfoque correcto variará según la ubicación y la flota. La Autoridad de Tránsito del Área Metropolitana de Washington, por ejemplo, está reconstrucción sus tres garajes para dar cabida a su objetivo de una flota de autobuses con cero emisiones para 2042, y la apertura del primer garaje reconstruido está prevista para 2027. Por el contrario, la ciudad de Nueva York distribuye su flota de vehículos en unas 400 ubicaciones únicas en los cinco condados. A medida que la ciudad expande su infraestructura de vehículos eléctricos, puede priorizar la electrificación en ciertos sitios en función del atractivo de los bienes raíces, la facilidad de las actualizaciones y si son accesibles para múltiples agencias de la ciudad. Cuando sea posible, la ubicación estratégica de la infraestructura de carga de vehículos eléctricos puede reducir los costos de construcción de la red e incluso ayudar a aumentar de manera rentable la generación renovable.

4. Presupuesto para mantenimiento y reposición de infraestructuras de recarga

El mantenimiento de los cargadores es una cuestión importante que hay que abordar desde el principio al implementar la electrificación. De acuerdo a un estudio reciente, el 20 por ciento de los conductores de vehículos eléctricos que utilizaron recientemente estaciones de carga públicas experimentado fallas de carga o mal funcionamiento del equipo, dejándolos incapaces de cargar. A medida que sus redes de carga crecen para satisfacer la demanda de vehículos eléctricos, las flotas de uso público pueden tener problemas para mantener su infraestructura actualizada y con el mantenimiento adecuado.

Las flotas de uso público deberían considerar volver a capacitar o contratar personal para administrar los equipos de carga o subcontratar a una empresa externa que tenga experiencia en estas áreas. Además, tener conversaciones preventivas con posibles contratistas sobre la adición de equipos puede ayudar a dar cabida a futuras transiciones a vehículos eléctricos en el futuro. Esto podría incluir la instalación de conductos adicionales, la adición de conexiones adicionales para cargadores futuros o la compra de paneles o aparamenta en anticipación de cargas futuras. Finalmente, los operadores de flotas pueden considerar el uso de diferentes mecanismos de propiedad o contratación, como Acuerdos de Nivel de Servicio para garantizar la confiabilidad y el tiempo de actividad del cargador.

5. Incorporar nuevas tecnologías a lo largo del camino hacia la electrificación

Las tecnologías de vehículos eléctricos cambian y evolucionan constantemente. Para reducir el riesgo de que los vehículos y la infraestructura de carga se vuelvan obsoletos a medida que se desarrolla el espacio, los administradores de flotas deberían considerar probar nuevas tecnologías y diversificar sus proveedores a lo largo del camino hacia la electrificación.

El uso de una variedad de proveedores que distribuyan diferentes tipos de vehículos e infraestructura de carga puede limitar el riesgo de activos varados al garantizar que las flotas aún puedan continuar avanzando en la electrificación si un proveedor quiebra o enfrenta desafíos en la cadena de suministro. Mientras tanto, la implementación de tecnologías innovadoras puede proporcionar beneficios a largo plazo. Por ejemplo, los autobuses que conectan el vehículo con la red pueden suministrar electricidad a la red en momentos de tensión, lo que normalmente crea una fuente de ingresos adicional para la flota. Las microrredes (sistemas energéticos autosuficientes que pueden funcionar como parte de una red eléctrica más grande y en modo “isla”) pueden mejorar la resiliencia y garantizar que los vehículos de la flota aún puedan funcionar durante los cortes. En ocasiones, estas tecnologías pueden financiarse parcialmente mediante subvenciones o incentivos gubernamentales, como el Programa de vehículos de bajas y nulas emisiones y del Programa Renovar las Escuelas de Estados Unidos.

El condado de Montgomery en Maryland, por ejemplo, se asoció con AlphaStruxure y Carlyle Group para construir una microrred de 6.5 megavatios y una estación de autobuses eléctricos sin costo inicial para el condado. Se compraron catorce autobuses con fondos federales, mientras que los autobuses solares, de almacenamiento y adicionales se financiaron mediante un contrato a largo plazo entre el condado y los dos grupos privados. El proyecto del condado de Montgomery, que prestará servicio a aproximadamente 140 autobuses y cinco edificios circundantes, es un excelente ejemplo de cómo abordar la incorporación de nuevas tecnologías como microrredes y vehículo a red (V2G) utilizando los fondos disponibles y asociaciones estratégicas.

Si bien estas tecnologías pueden ayudar a respaldar los objetivos de electrificación a largo plazo y probablemente serán una parte importante de un futuro de energía limpia, no son requisitos para la electrificación de flotas y no deberían distraer la atención de las inversiones en vehículos eléctricos e infraestructura de carga para organizaciones con finanzas limitadas.