In Colombia, thanks to public policies, there are requirements for a minimum purchase of 30% of electric vehicles in the public transport fleet by 2025. According to the requirements imposed by the national government for large cities, a minimum purchase of electric buses is required, starting in 2025 with 10% and progressively increasing to reach 100 % in 2035.

Specifically in Bogotá, the local government has gone further and has established that it will not allow new internal combustion buses as of 2022. To achieve this, the business models, vehicle typologies and recharging infrastructure necessary for the use of zero-emission buses will have to be in place.

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This report details the elements of the Technology Ascent Plan (PAT), a document that presents specific goals to improve air quality and reduce public health impacts in Bogotá, Colombia, through operational monitoring and follow-up mechanisms coordinated by three different institutions: the Secretariat of Mobility, the District Secretariat of Environment, and TransMilenio. The authors explore its main components and analyze the development of guidelines for the implementation of zero or low emission vehicles, the creation of a database with information in the public domain, and the definition of clean mobility strategies in an evaluation and control program. This is an important document to guide the decarbonization of the city’s fleet, with measures and strategies that can serve as a model for other cities in the country and in Latin America to adopt.

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Este informe detalla los elementos del Plan de Ascenso Tecnológico (PAT), un documento que presenta metas específicas para mejorar la calidad del aire y reducir los impactos en la salud pública de Bogotá, Colombia, a través de mecanismos operativos de monitoreo y seguimiento coordinados por tres instituciones distintas: la Secretaría de Movilidad, la Secretaría Distrital de Ambiente y TransMilenio. Los autores exploran sus principales componentes y analizan el desarrollo de guías para la implementación de vehículos de cero o baja emisiones, la creación de una base de datos con información de dominio público y la definición de estrategias de movilidad limpia en un programa de evaluación y control. Se trata de un documento importante para orientar la descarbonización de la flota de la ciudad, con medidas y estrategias que puedan servir de modelo para que otras ciudades del país y de América Latina adopten políticas públicas orientadas a un transporte urbano más limpio.

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En Colombia, gracias a las políticas públicas, existen requisitos de una compra mínima del 30 % de vehículos eléctricos en la flota del transporte público para el año 2025.Según los requerimientos impuestos por el gobierno nacional para ciudades grandes, se requiere un mínimo de compra de buses eléctricos, comenzando en 2025 con un 10 % y aumentando progresivamente hasta alcanzar el 100 % en 2035.

Específicamente en Bogotá, el gobierno local ha ido más allá y ha establecido que no permitirá nuevos buses de combustión interna a partir del año 2022. Para lograrlo, habrá que tener listos los modelos de negocio, las tipologías vehiculares y la infraestructura de recarga necesarias para la utilización de buses de cero emisiones.

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In recent years, the city of São Paulo has set out to improve the environmental performance of its transport system. The city has committed to include 2,600 electric buses in its fleet by 2024. A pilot project launched by SPTrans in partnership with BYD placed 18 battery electric buses in the fleet, which have been operated by Transwolff since 2019. The results of the pilot project are a helpful guide for the next steps in the city’s technological transition.

This report analyzes the performance of two electric buses in the pilot project fleet, monitored throughout 2021, considering operating data and energy consumption. The analyses presented seek to characterize the performance of buses over time under different operating conditions, but do not establish cause-and-effect relationships between the variables, nor do they quantify the impact of each one.

There is a significant variation in energy consumption over time for each bus and between buses. The average consumption is equal to 1.19 kWh/km for one bus and 1.27 kWh/km for the other, but the daily averages ranged between 0.94 kWh/km and 2.29 kWh/km on the days analyzed. Although there are technical differences between the monitored vehicles (the body models are different), both have the same chassis and battery model, and their empty weights are similar, differing by about 1%. The significant variation in values for the same bus demonstrates the impact of operating conditions on energy consumption.

The use of air conditioning on the bus increases energy consumption, especially on hot days. In general, the buses showed higher consumption on days with higher maximum temperatures. The relationship between average speed and energy consumption was also evaluated. Days when buses had higher average speeds tended to be days of lower energy consumption. Regenerative braking is also impacted by the frequency and intensity of acceleration and deceleration oscillations.

It is worth emphasizing that these results are limited to the two buses analyzed. Thus, the same bus will not necessarily have a similar energy performance if adopted under other operating conditions. In fact, variations in energy consumption are expected even for a bus that runs on only one route, as operating conditions—including weight transported, congestion, weather conditions, and driving habits—vary across the operating day. Monitoring these variations helps in the operational management of the bus fleet, allowing managers to monitor the evolution of energy performance and range, thereby bringing more predictability and safety to the operation.

Sao Paulo SP, Brazil – February 27, 2019: Streets of downtown in front of Pedro Lessa square. Local people, traffic and public transports and buildings of the city.

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This report analyzes the performance and energy consumption of an electric articulated bus over a 10-month period in Mexico City. Making use of telematics equipment, the daily operation of the bus was monitored to evaluate the operational performance of the vehicle.

The bus met the operating requirements, traveling between 250 km and 325 km for two-thirds of the monitoring period. For 99% of this period, energy consumption per kilometer traveled ranged between 0.86 and 1.0 kWh/km. Similarly, the energy regenerated by the braking system ranged between 21% and 24%, equivalent to approximately 130 kWh per day.

Additionally, energy consumption per kilometer was determined for different load scenarios, which covered and exceeded the load capacity of the bus without incurring any risk, according to the manufacturer’s specifications. According to the analysis, energy consumption of the empty vehicle was 0.92 kWh/km, while at 105% of capacity, consumption was 1.23 kWh/km. This suggests that, during the monitoring period, vehicle occupancy was low, consistent with the confinement period instituted because of the SARS-CoV-2 health emergency. For this reason, it is recommended to use as a reference the consumption levels determined through the controlled load test with, rather than the values recorded during the monitoring period.

Figure. Yutong electric articulated bus model E18-ZK6180BEVG. Photo: Carlos Jiménez.

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Este reporte analiza el desempeño y consumo de energía de un autobús articulado eléctrico durante un periodo de 10 meses. Haciendo uso de equipos de telemetría, se monitoreó la operación diaria del autobús, registrando una gran cantidad de parámetros técnicos y operativos que nos permiten caracterizar el desempeño operacional del vehículo.

El autobús cumplió con los requerimientos de operación, circulando entre 250 km y 325 km durante dos terceras partes del periodo de monitoreo. Durante el 99 % del este periodo, el consumo de energía por kilómetro recorrido se mantuvo en un rango entre 0.86 y 1.0 kWh/km. De igual forma, la energía regenerada mediante el sistema de frenado se mantuvo en un rango entre 21 % y 24 %, equivalente a aproximadamente 130 kWh al día.

A través de la evaluación con cargas controladas, se determinaron las diferencias en el consumo por kilómetro para diferentes escenarios, los cuales abarcaron y superaron la capacidad de la carga transportada sin incurrir en ningún riesgo, de acuerdo con las especificaciones del fabricante. De acuerdo con el análisis, el consumo del vehículo en vacío fue de 0.92 kWh/km, mientras que al evaluar con un 105 % de la capacidad, el consumo ascendió a 1.23 kWh/km, lo cual sugiere que, durante el periodo de monitoreo, la ocupación del vehículo fue baja, en consistencia con el periodo de confinamiento debido a la emergencia sanitaria por SARS-CoV-2. Por esto se recomienda emplear como referencia los consumos determinados mediante la prueba con cargas controladas.

Finalmente, el análisis de energía consumida por el autobús y suministrada por los cargadores presentó diferencias entre -2 % y 3.3 %. Sin embargo, se recomienda realizar un análisis más profundo y con una muestra más amplia, ya que cinco valores de datos no son suficientes para obtener información representativamente válida.

Figura. Autobús articulado eléctrico Yutong modelo E18-ZK6180BEVG. Foto: Carlos Jiménez.

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Para poder establecer una relación entre el consumo energético y la carga transportada por el autobús articulado eléctrico, que opera en la Línea 3 del Sistema Metrobús de la Ciudad de México, se llevaron a cabo pruebas de desempeño. Estas se realizaron en condiciones controladas para diferentes escenarios de carga, simulando la operación cotidiana en condiciones reales.

Durante el desarrollo de las pruebas se contó con la participación de Metrobús, la empresa operadora MIVSA, el fabricante del autobús Yutong y el Consejo Internacional de Transporte Limpio (ICCT, por sus siglas en inglés).

Antes de realizar las pruebas se determinó el estado de salud (SoH) del banco de baterías del vehículo, que, tras un año y medio de operación, resultó mantener 89.9 % de su capacidad original, en consistencia con el desvanecimiento de capacidad esperado por el fabricante. Se verificó, mediante una preinspección, que el vehículo se encontrara en condiciones adecuadas para el desarrollo de las pruebas y, en este proceso, se verificaron los sistemas de suspensión, neumáticos, el tren motriz y sistema eléctrico, sin registrarse ninguna falla.

Se evaluaron cinco escenarios de carga, para lo cual se lastró el autobús con costales de arena y bidones de agua, simulando el peso de los pasajeros. Los escenarios de capacidad de carga que se evaluaron corresponden a 0 %, 34 %, 55 %, 81 % y 105 %, agregándose una carga total de hasta 10 680 kg.

Durante cada escenario se recorrió la ruta más larga de la Línea 3, desde Tenayuca hasta Pueblo Santa Cruz Atoyac, y se realizaron ocho ciclos completos para los escenarios 0 %, 55 % y 105 %, circulando alrededor de 320 kilómetros, así como siete ciclos para el escenario 34 %, de alrededor de 280 kilómetros, y seis ciclos para el escenario con 81 % de carga, de cerca de 240 kilómetros. Se registraron parámetros de operación y eléctricos, tanto de forma manual, registrando datos del tablero del autobús en los formatos elaborados para este propósito, como a través de equipos de telemetría, mediante un dispositivo administrador de datos (comúnmente conocido como datalogger), los cuales fueron procesados y analizados posteriormente.

Se generaron las curvas de consumo energético contra distancia y se determinaron los consumos de energía por kilómetro recorrido para cada escenario, obteniéndose un comportamiento consistente entre las pruebas: conforme se transporta más peso mayor es la energía requerida para recorrer la misma distancia.

Se adquirieron valores del consumo por kilómetro en el rango entre 0.92 kWh/km, para el autobús con carga de 0 %, hasta 1.23 kWh/km, para la condición de 105 % de la capacidad de carga.

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Ao longo dos últimos anos, a cidade de São Paulo tem se empenhado em melhorar o desempenho ambiental de seu sistema de transportes. A prefeitura comprometeu-se a incluir 2.600 ônibus elétricos em sua frota até 2024. O projeto-piloto lançado pela SPTrans em parceria com a BYD viabilizou a implementação de 18 ônibus elétricos a bateria na frota, operados pela empresa Transwolff desde 2019. Os resultados do projeto-piloto podem auxiliar a guiar os próximos passos da transição tecnológica na cidade.

Este relatório analisou o desempenho de dois ônibus elétricos da frota do projeto-piloto, monitorados ao longo de 2021, considerando dados de operação e consumo de energia. As análises apresentadas buscam caracterizar o desempenho dos ônibus ao longo do tempo em diferentes condições operacionais, porém não estabelecem relações de causa e efeito entre as variáveis nem quantificam o impacto de cada uma.

Observa-se uma variação significativa do consumo de energia ao longo do tempo para um mesmo ônibus e entre os ônibus analisados. O consumo médio é igual a 1,19 kWh/km para um ônibus e 1,27 kWh/km para o outro, porém as médias diárias variaram entre 0,94 kWh/km e 2,29 kWh/km nos dias analisados. Apesar de haver diferenças técnicas entre os veículos monitorados (os modelos de carroceria são diferentes), ambos têm o mesmo modelo de chassi e bateria, e seus pesos vazios são próximos (com diferença de cerca de 1%). A variação significativa de valores para um mesmo ônibus demonstra o impacto das condições de operação no consumo de energia.

O uso do ar-condicionado no ônibus aumenta o consumo de energia, especialmente em dias quentes. De forma geral, os ônibus apresentaram maior consumo em dias com maiores temperaturas máximas. Avaliou-se também a relação entre velocidade média e consumo de energia. Observou-se uma tendência de menor consumo de energia em dias em que os ônibus apresentaram velocidades médias maiores. A frenagem regenerativa também é impactada pela frequência e intensidade das oscilações de aceleração e desaceleração.

Ressalta-se que tais resultados se limitam aos dois ônibus analisados. Assim, não necessariamente o mesmo ônibus terá um desempenho energético similar se adotado em outras condições operacionais. Na verdade, variações no consumo de energia são esperadas mesmo para um ônibus que circula em apenas uma linha, já que as condições operacionais variam ao longo da operação – como peso transportado, congestionamentos, condições climáticas e condução dos motoristas. Poder monitorar essas variações auxilia na gestão operacional da frota de ônibus, permitindo acompanhar a evolução do desempenho energético e a autonomia, trazendo mais previsibilidade e segurança à operação.

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Para o cumprimento da Lei do Clima, esforços têm sido empreendidos pela Prefeitura Municipal de São Paulo e SPTrans para viabilizar a transição para tecnologias mais limpas. Embora a lei seja neutra em termos de tecnologia, a alternativa de ônibus a bateria tem se mostrado a opção mais disponível e economicamente viável até o momento. Vale destacar que a parte da indústria nacional tem investido na produção de ônibus elétricos no país, reforçando a opção dos fabricantes para descarbonização.

Pelas análises feitas a partir da frota atual, observa-se que para o cumprimento das metas legais e contratuais sem impacto adicional com substituição acelerada de frota, é imprescindível que toda a substituição de ônibus seja por tecnologia zero emissões a partir de agora, para todos os modelos disponíveis no mercado.

Figura 2. Projeções de emissões e número de veículos elétricos com e sem a proibição de novos ônibus a diesel. Os painéis plotam as emissões de CO2 (Noroeste), o número de novos ônibus elétricos (Nordeste)

Este relatório é uma atualização da versão publicada em novembro de 2022. A versão atual atualiza o gráfico de projeção das emissões de CO2, NOX e MP, incluindo as metas do Lei do Clima na comparação (Figura 2). Além disso, anteriormente, as metas de 2028 da Lei eram comparadas com as emissões projetadas para dezembro de 2027, mas nesta versão essas metas estão sendo comparadas com as emissões projetadas para dezembro de 2028.

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