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En términos ambientales, Chile es muy vulnerable a los efectos del cambio climático debido a su geografía y a la variedad de sus zonas climáticas. El sector del transporte es actualmente responsable de casi el 25 por ciento de las emisiones de dióxido de carbono equivalente (CO2eq) de Chile.

Si bien este impacto está directamente relacionado con una alta tasa de motorización y el uso de automóviles privados, los buses convencionales también tienen un impacto en la emisión de material particulado (PM) y óxido de nitrógeno (NOx).

En los últimos 30 años, se han adoptado varias medidas de mitigación, como combustibles más limpios y normas de emisión vehicular cada vez más exigentes. Estas iniciativas, incluyen la reciente incorporación de los buses eléctricos en Red Metropolitana con importantes reducciones de las emisiones, especialmente de PM2,5 y PM10.

Chile se ha propuesto obtener una porción cada vez mayor de electricidad desde fuentes renovables. El país tiene vastos recursos de energía solar y un abundante potencial no totalmente explotado de energía eólica, hidráulica y geotérmica (AIE, 2018). En el último decenio, Chile ha aplicado varias políticas nacionales relacionadas con la movilidad sostenible.

En particular, en sus compromisos con el Acuerdo de París, el objetivo incondicional de Chile es alcanzar una reducción del 30 por ciento de las emisiones de CO2 por unidad de producto interno bruto (PIB) por debajo de los niveles de 2007 para el año 2030 (y un objetivo condicional de 35-45%), además de otras medidas relacionadas con la mitigación del carbono en las zonas urbanas.

La Estrategia Nacional de Electromovilidad busca contribuir a la mitigación de los gases de efecto invernadero mejorando la movilidad y la calidad de vida de los chilenos.

En ella se señalan las acciones que Chile debe emprender en el corto y mediano plazo para asegurar que el 60% de los vehículos privados y el 100% de los buses del transporte público urbano sean eléctricos en 2050.

Los aportes determinados nacionalmente (NDC) en el marco del Acuerdo de París, la Estrategia Nacional de Electromovilidad y otros programas como el Plan de Prevención y Descontaminación de la Región Metropolitana de Santiago, el Plan Nacional de Cambio Climático 2017-22 y la Ruta Energética 2018-22, que tienen como objetivo reducir el nivel de emisiones de Chile y mitigar los impactos del cambio climático. Han producido impactos considerables, en particular en los sectores del transporte y la energía.

Los efectos de estas políticas en cuanto a la reducción de las emisiones pueden medirse utilizando diversas metodologías, programas informáticos y herramientas (como los modelos MAC, Greet y MODEM).

El modelo de emisiones utilizado en Chile es MODEM, una aplicación que permite estimar las emisiones atmosféricas de fuentes móviles utilizando información sobre los flujos vehiculares a partir de las salidas de los modelos de transporte, los perfiles de flujo vehicular y los factores de emisión.

Implementación de la e-movilidad en Santiago

El sistema de transporte público de Santiago se basa en la operación de seis empresas de buses: Metbus, Buses Vule, STP, RedBus, Subus y Express.

A cada una de ellas se le asigna un grupo de servicios de buses (unidades de negocio), integrados con un sistema de pago electrónico que utiliza una tarjeta inteligente (bip!).

Los ingresos son recaudados y administrados por el regulador. La duración original de los contratos de las concesiones era de 10 años, y las primeras operaciones comenzaron en 2007, pero la mayoría de ellas se prorrogaron. El ciclo de vida de una flota de buses se define como un mínimo de 1.000.000 de kilómetros y/o 12 años de operación; una vez alcanzado esto, hay una necesidad inminente de renovar la flota.

El plan de remuneración de los operadores de buses se basa en un pago por pasajero transportado (aproximadamente el 70% de los ingresos del operador de buses) y un pago por kilómetro recorrido (equivalente al otro 30%). Un operador puede eventualmente ver reducido su pago por incumplimiento de las normas de explotación establecidas en el contrato con la autoridad.

El modelo de negocio utilizado para la implementación de los e-buses en Santiago consiste en una asociación público-privada (PPP) entre el Estado y las empresas privadas. Como en cualquier PPP, cada parte tenía diferentes motivaciones y responsabilidades que regían su implicación inicial y su posterior participación en el proceso.

El Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones (MTT) y las empresas privadas participantes han introducido en 2019, hasta ahora casi 400 buses eléctricos, junto con la renovación de una gran parte de la flota de buses a la norma diésel Euro VI.

El Estado ha desempeñado un papel de apoyo desde el principio. En el momento en que el sistema estaba atravesando una transformación de marca liderada por el gobierno, desde Transantiago a Red Metropolitana de Movilidad («Red»), se presentó la oportunidad de renovar la flota e introducir mejores y más limpias tecnologías.

Las medidas gubernamentales para facilitar el proceso, reducir los tiempos de aprobación y autorización, y apoyar la planificación y la regulación de estos buses, fueron fundamentales para el éxito de la transición.

Las empresas energéticas Enel y Engie, a fin de impulsar su actividad principal (centrada en la venta de energía y la instalación de proyectos eléctricos), han financiado el suministro de buses e infraestructura de recarga eléctrica, mediante contratos de leasing con las empresas privadas de buses. Estos contratos implican pagos mensuales para cubrir tres elementos: la provisión de la flota, la infraestructura de carga y el suministro de energía.

Tras varios pilotos de e-buses en las calles de Santiago y el desarrollo de estudios asociados sobre la electromovilidad en la ciudad, el operador de buses Metbus fue el primero en incluir los buses eléctricos en su flota (completando 285 vehículos BYD) y operando el primer corredor 100% eléctrico de América Latina, seguido de Buses Vule (76 vehículos Yutong) y STP (25 vehículos Yutong), y finalmente por RedBus (25 e-bus King Long en 2020). Estos buses representan, aproximadamente el 6% por ciento de la flota (411 e-buses en una flota total de 6.849 en 2019).

Los primeros e-buses implementados como pilotos (buses BYD) en Santiago costaron alrededor de US$450.000, más del doble del costo del diésel Euro VI. Estos costos cambiaron significativamente con la incorporación de una mayor flota de e-buses; obteniendo precios mucho más bajos, ya que los fabricantes de buses BYD y Yutong vieron a Chile, como la oportunidad de introducir la tecnología de los e-buses en el mercado latinoamericano.

Esta vez, el precio del e-bus fue de alrededor de US$300.000, lo que lo hace mucho más competitivo en relación con los buses diésel Euro VI.

Los contratos actuales permiten que las cuotas de los operadores para la provisión de la flota se paguen directamente al proveedor del bus (y al inversor). La AFT (entidad financiera encargada de recaudar los ingresos y de gestionar los pagos de los operadores) deduce del pago de cada operador el importe correspondiente al contrato de arrendamiento que éste tiene con la empresa de energía.

Esto ha redujo el riesgo para los inversores. Los proveedores y los operadores firman contratos de provisión, aprobados por el Estado, en los que se especifica que, independientemente de la empresa que explote los buses eléctricos, el Estado garantiza que los buses permanecerán en el sistema hasta que se pague la deuda. Esto también minimiza el riesgo para la entidad financiera, ya que el préstamo está garantizado por el Estado.

El pago que los operadores reciben del sistema se ajusta si alguna de las condiciones de la concesión que afectan al equilibrio financiero del contrato cambia significativamente.

Cuando los nuevos buses corresponden a un aumento de la flota, el Estado cubre la diferencia entre el costo de la nueva tecnología y el de los antiguos buses, mediante una actualización del pago mensual a la empresa operadora de buses. Así, para los primeros 200 buses eléctricos, el estado asumió el aumento de los costos de capital asociados con la nueva tecnología.

Es importante señalar que los operadores de flota proyectan que los buses eléctricos tendrán menores costos de operación que los buses diésel, durante su vida útil. La diferencia en la inversión inicial entre la tecnología eléctrica y la diésel, se compensa con la reducción de los costos operacionales (principalmente energía), aproximadamente el 66%, por lo que se espera que la empresa alcance el punto de equilibrio en un plazo de 10 a 14 años, con una explotación de 6.000 kilómetros/mes.

Esto ha motivado a varios operadores a empezar a renovar sus antiguas flotas para convertirse en eléctricas sin apoyo financiero específico del Estado, no sólo por el ahorro en los costos de explotación, sino también porque las proyecciones indican que los precios de la tecnología eléctrica sigan disminuyan con el tiempo.

Los costos de mantenimiento también son aproximadamente un 66% más bajos para los buses eléctricos que para los buses diésel. Hay dos enfoques principales para el mantenimiento de los buses eléctricos.

En el caso del operador de buses Metbus, el fabricante de buses BYD supervisa el mantenimiento preventivo, correctivo y predictivo del e-bus, además de la gestión de los repuestos, y sufre una reducción de los pagos mensuales cuando los buses no están disponibles para ser utilizados cuando se necesiten.

Por otra parte, tanto los operadores de buses STP como Buses Vule supervisan ellos mismos las cuestiones de mantenimiento, de modo que el fabricante de buses Yutong no tiene otra responsabilidad más entregar las políticas de mantención, garantías y suministrar las piezas de repuesto.

La puesta en marcha de una flota eléctrica introduce nuevos desafíos relacionados con las autonomías y el rendimiento de los buses eléctricos. Elementos como la recarga de baterías, modificaciones de las operaciones urbanas en Santiago, esquemas de garantía, disponibilidad y alternativas de repuestos, planes de eliminación de baterías, entre otros, son cruciales a considerar cuando se selecciona la tecnología del e-bus y se diseña el servicio.

El Centro de Control y Certificación Vehicular (3CV) de Chile cuenta con un laboratorio técnico para certificar las características de los diferentes tipos de vehículos que operan en Chile, y recientemente ha realizado análisis de las emisiones y la eficiencia energética de los buses en el sistema de transporte público, incluidos los buses eléctricos y los de motor diésel.

Las características que se consideran en el proceso de certificación de los buses eléctricos incluyen la seguridad, las dimensiones, el tipo de motor y la eficiencia energética. Éstas se prueban en un entorno de laboratorio controlado que tiene por objeto representar las condiciones de la calle a las que se enfrentarán los buses eléctricos en Santiago.

También hay elementos pertinentes que deben considerarse en el diseño, la construcción y la instalación de los terminales, como los plazos de aprobación necesarios para la construcción de la infraestructura, la existencia de infraestructura eléctrica y las capacidades de la red eléctrica, la potencia y el número de cargadores necesarios para el funcionamiento de los buses, el mecanismo de gestión de la recarga (inteligente o de otro tipo), la tecnología de los buses y los cargadores, el mantenimiento de la infraestructura y la posibilidad de almacenamiento de energía, entre otros.

La planificación de los servicios eléctricos, por su parte, requiere considerar el rendimiento de un bús en situaciones de la vida real y la forma en que esto podría afectar al diseño y la aplicación de los planes operacionales, principalmente en lo que respecta a la capacidad y la autonomía.

La capacitación de los trabajadores en el uso de esta nueva tecnología es esencial para lograr ahorros en la operación y el mantenimiento, especialmente para los conductores de buses y el personal encargado de los procesos de mantenimiento y carga. Los equipos técnicos encargados de definir la operación también deben estar preparados para la transición a los buses eléctricos.

El nuevo proceso de licitación del sistema de transporte público de Santiago está desafiando el actual modelo de negocio al separar la provisión de la flota y la propiedad de los depósitos de la operación de los buses en la calle.

Esta modificación cambia las bases del actual modelo de negocio del sistema de transporte público de Santiago, ya que el Estado tendrá dos contratos diferentes con empresas independientes que responderán a diferentes incentivos y sanciones. Se espera que este nuevo diseño propuesto siente una buena base para el crecimiento futuro del mercado de la e-movilidad dentro del sistema de transporte público de Santiago.

Mejora del estándar de los buses eléctricos

La aplicación de la movilidad eléctrica en el transporte público, junto con las nuevas normas de la Red Movilidad, ofrece varios beneficios. Los nuevos buses de Santiago cuentan con aire acondicionado, Wi-Fi, cargadores USB, asientos acolchados y entradas de piso bajo, además de los beneficios asociados con el uso de la electricidad en lugar de los combustibles fósiles.

Los resultados obtenidos de una encuesta sobre la experiencia de los usuarios, realizada en el marco de este estudio, ponen de relieve las valoraciones muy positivas de los pasajeros de los buses eléctricos. Los atributos más mencionados en la encuesta fueron que generan menos contaminación ambiental (83%), tienen buen aire acondicionado (72%), ofrecen un viaje tranquilo (67%) y son menos ruidosos que los buses diésel (59%).

Cuando se les pidió que calificaran las diferentes características de los buses eléctricos en una escala del 1 al 7, los encuestados dieron las mejores calificaciones a la sostenibilidad ambiental (6,7), el confort (6,2) y el diseño (6,2). En una evaluación general de las diferentes tecnologías, los buses diésel del Transantiago recibieron una calificación media de 3,4; los buses diésel de estándar Red un 4,3; y los buses eléctricos un 6,4.

Reducción de emisiones prevista

Como parte de este estudio, las estimaciones de la reducción de las emisiones para dos escenarios se modelaron con el MODEM, para considerar los impactos de la renovación de la flota en diferentes proporciones y años. Se realizaron simulaciones MODEM, proyectando un escenario teórico de 50% de diésel Euro VI y 50% de e-buses para 2030, como sigue:

2019: Situación actual con 409 buses diésel Euro VI y 411 buses eléctricos (incluida la llegada ya confirmada de buses prevista para finales de 2020).

2030: 50% de la flota Euro VI diésel y 50% eléctrica.

Bajo estos supuestos, el escenario actual produce una ligera reducción de las emisiones, mientras que el escenario de 2030 produciría una reducción mucho más significativa de las emisiones. El cambio tecnológico modelizado reduce significativamente las emisiones de CO2, NOx, hidrocarburos (HC) y monóxido de carbono (CO).

Si se comparan los diferentes escenarios de 2030, las disminuciones más notables son las de las emisiones de NOx y HC, ambas en aproximadamente un 90%, en comparación con un escenario de 2030 sin renovación de la flota; el CO2 se reduciría en un 15%. El modelo predice que para el escenario de 2030 con los buses de estándar Red (eléctricos y Euro VI), las emisiones de PM2,5 y PM10 se reducirían en un 70% y 56%, respectivamente, en comparación con el escenario de 2030 versus la composición actual de la flota.

Estas estimaciones confirman que, junto con las medidas coordinadas para impulsar el mercado de la movilidad electrónica, la primera etapa de introducción de flotas electrónicas en el sistema de transporte público ha sentado una buena base para alcanzar los objetivos ambientales nacionales y los compromisos internacionales en materia de sostenibilidad y reducción de las emisiones.

Para cumplir las metas de NDC a nivel nacional en materia de emisiones de CO2, este proceso de renovación de los buses en Santiago debe combinarse con medidas para aumentar la participación del transporte público en todo el sistema, fomentar las tecnologías de bajas emisiones en los vehículos privados y los taxis, así como ampliar la aplicación de la movilidad eléctrica a los sistemas de transporte público de otras ciudades chilenas.

El estudio ofrece valiosas enseñanzas y conocimientos de la experiencia de Chile en la introducción de los buses eléctricos en Santiago y sus repercusiones en el desarrollo ecológico. Se espera que esta información sea útil para la planificación, la aplicación y la gestión de los buses eléctricos, como forma de fomentar el crecimiento sustentable con bajas emisiones de carbono y el desarrollo sostenible en otras ciudades del mundo.

INFORME DEL BANCO MUNDIAL COMPLETO: Lessons from Chile’s Experience with E-mobility: The Integration of E-Buses in Santiago

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