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En este artículo se recogen algunas conclusiones de estos trabajos, especialmente en lo que se refiere a la línea de Barcelona a Madrid.


Autor:
[1] Alberto García Álvarez (Aquesta adreça de correu-e està protegida dels robots de spam.Necessites Javascript habilitat per veure-la.), Ingeniero Industrial, Doctor en Ciencias Económicas y Empresariales y Licenciado en Derecho, es Profesor de Economía y Explotación del Transporte en la Escuela de Ingeniería del ICAI (Madrid), e Investigador en la Fundación de los Ferrocarriles Españoles. En la actualidad dirige los proyectos de investigación EnerTrans (sobre comparación homogénea de consumos de diferentes modos de transporte) y Elecrail (sobre la reducción del consumo de energía del ferrocarril eléctrico), financiados ambos por el CEDEX (Ministerio de Fomento)

COMPARACIÓN ENTRE MODOS DE TRANSPORTE

La comparación de las emisiones de CO2[2] entre los diversos modos de transporte muestra que, con los índices de aprovechamiento reales, en seis de las nueve rutas analizadas (entre ellas, la de Barcelona a Madrid) el tren de alta velocidad es el modo que menos energía consume y que menos emisiones produce. En las otras tres rutas, es el tren convencional. En término medio, las emisiones del tren convencional son mayores en un 29,3% a las del tren de alta velocidad (37,9 gCO2/v.kmrecta frente a 26,7 gCO2/v.kmrecta).

Tren convencional y autobús se reparten el segundo lugar en los corredores liderados por el AVE: en las rutas de Madrid a Málaga y a Sevilla el tren convencional emite menos que el autobús; en las de Madrid a Barcelona, a Valladolid, a Murcia y a Cuenca, el autobús emite menos (debe señalarse que estas dos últimas son las únicas en las que el tren convencional es diesel, lo que tiene una fuerte incidencia en sus resultados). En la ruta de Madrid a Toledo emiten prácticamente lo mismo, aunque las diferencias son mínimas en todos los casos. En su conjunto, el autobús tiene unas emisiones superiores en un 19,6% a las del tren de alta velocidad.

El coche particular con un aprovechamiento máximo (5 personas por coche), puede llegar a situarse cerca (aunque siempre por encima) de las emisiones del tren de alta velocidad, convencional o autobús, pero sólo si éstos tienen un aprovechamiento anormalmente bajo. El avión, sin embargo, aunque vuele lleno, no llega a igualar las emisiones de trenes de alta velocidad, convencionales y autobuses ni siquiera cuando éstos vayan sólo con el 20% de aprovechamiento [2].

En su conjunto, y con el aprovechamiento real, el coche tiene unas emisiones que multiplican por 4,5 las del tren de alta velocidad, y el avión (en las rutas en las que existe), las multiplica por 5,1.


Los resultados, para cada modo de transporte y para cada ruta, expresados por las emisiones de gases de efecto invernadero (kgCO2) son los recogidos en la tabla, tanto en valores absolutos como en relativos con respecto al tren de alta velocidad.

Tabla 1. Comparación de las emisiones de gases de efecto invernadero del tren de alta velocidad en comparación con otros modos en España. Fuente: García Álvarez, 2008 [1]

EL EFECTO EN UNA RUTA

Las diferencias de los consumos y emisiones entre los diversos modos de transporte en una ruta son, como se puede ver, muy elevadas. Por otra parte, la aparición de la alta velocidad produce invariablemente en todas las rutas en los que se implanta, fuertes cambios en la distribución modal y en el tamaño del mercado.

En concreto, el tren de alta velocidad, allí donde pasa a coexistir con los otros modos de transporte, capta viajeros del avión, del coche particular, del autobús y del tren convencional (tanto si éste sigue existiendo como si desaparece).

Además, la nueva oferta supone casi siempre un “coste generalizado”[3] más reducido para ciertos segmentos, lo que hace que, en virtud de la ley de demanda, aumente el número de viajeros. Es decir, el tren de alta velocidad ofrece una combinación de tiempo/coste económico que hace que el coste generalizado sea más bajo que todos los preexistentes para ciertos segmentos del mercado, y por ello en estos segmentos se inducen viajes que antes no existían.

De esta forma, el balance energético (y de emisiones) de la puesta en marcha del tren de alta velocidad en una ruta no se puede limitar a comparar los consumos con el tren convencional. De hecho, en la práctica totalidad de los casos, los viajeros procedentes del tren convencional son una parte muy pequeña de los viajeros del tren de alta velocidad.

El balance debe tener en cuenta, por lo tanto, todas las transferencias de viajeros de un modo de transporte a otro, aplicando al número de viajeros de cada sustitución modal el diferencial de consumo y emisiones. Además, es preciso sumar el consumo de energía y las emisiones del tren de alta velocidad imputables al aumento de la demanda global en la ruta; es decir, a la demanda que se induce.

Para poder realizar este análisis, es preciso conocer los consumos y emisiones en cada ruta origen-destino para cada modo de transporte, además de las tasas de sustitución o transferencia entre modos que se producen como consecuencia de la aparición de la alta velocidad.

El primer dato se puede obtener, para numerosas rutas españolas, de la tabla resumen figurada en el apartado anterior.

En cuanto al segundo grupo de datos (tasas de cambio intermodal y demanda inducida) resulta difícil de conocerlos a priori, ya que hay muchos tipos de casos diferentes: dependiendo de la longitud la ruta; de que haya o no haya oferta aérea y sus características; de la oferta de carretera; y, en fin, las características de la propia oferta de alta velocidad. Sin embargo, también parece posible disponer de unos patrones que permitan realizar una aproximación genérica a cada tipo de caso, lo que no exime de tratar de investigar los datos de cada caso concreto.

Seguidamente se analiza el caso de la ruta de Barcelona a Madrid, en la que el AVE funciona desde febrero de 2008 con un tiempo de viaje desde 2 horas y 38 minutos. Puede indicarse, como curiosidad, que de los 100 euros que, por término medio vale un billete de AVE, tan solo 3 euros corresponden al precio de energía consumida por cada viajero, lo que pone en su lugar la idea generalizada sobre el supuestamente desproporcionado consumo de energía del AVE.

Los datos que se conocen de la explotación real del tren de alta velocidad en el momento de redactar este artículo (agosto de 2008) no permiten obtener aún conclusiones significativas (los primeros datos apuntarían hacia un reparto modal del mercado tren+avión del 45-50% para el tren de alta velocidad y del 55-50% para el avión en el primer año) y además se van a producir reducciones adicionales en el tiempo de viaje del AVE y aumentos de su frecuencia. Por ello, es preciso recurrir a otros estudios previos para formular una hipótesis de transferencia modal adecuada.

Sobre el tráfico previsto esta ruta se han realizado numerosísimos estudios[4] . De entre ellos, seleccionamos el de López Pita y Robusté (2005) [3], cuyos datos, con los datos de emisiones unitarias presentados en el apartado anterior, conduciría (en esta ruta) al balance de CO2 recogido en la tabla.

Tabla 2. Diferencia de emisiones de CO2 en la ruta de Madrid a Barcelona con y sin AVE (Elaboración propia sobre datos de demanda de de López Pita y Robusté, 2005 [3])

Debe observarse que se han empleado en la tabla los datos de emisiones del AVE y del avión publicados en [1]. Sin embargo, desde febrero de 2008 Iberia ha reducido el tamaño de sus aviones (lo que probablemente haya producido un ligero incremento de las emisiones por viajero) y el AVE emplea exclusivamente trenes de 404 plazas en lugar de un 50% de trenes de trenes de 404 plazas y una 50% de trenes de 316 plazas, como se suponía en el estudio. Este aumento de la capacidad de los trenes seguramente habrá conducido a que el consumo del tren sea ligerísimamente inferior al indicado en el estudio.

En la tabla aparecen las emisiones que producirían, en el tren de alta velocidad, los 3,48 millones de personas que, según la previsión de los autores citados, emplearían en AVE en un año tipo. Estos viajes supondrían la emisión de 48 millones de toneladas de CO2 al año. En las dos siguientes columnas aparecen las emisiones que producirían esos 3,48 millones de viajeros si el AVE no existiera. En tal caso, 2,2 millones emplearían el avión, 0,57 millones el tren convencional, etc. Aplicando los factores de emisión en esta ruta en cada modo de transporte, se comprueba que las emisiones producidas por el viaje de esos mismos 3,48 millones de personas serían 188 millones de kilos de CO2; es decir, que el AVE evita la emisión de 140 millones de toneladas de CO2 al año. Cada viajero que opta por el AVE evita, por término medio, la emisión de 40 kilos de CO2.

Es preciso llamar la atención sobre el hecho de que el porcentaje de viajeros que viajarían en el tren convencional en ausencia de AVE es tan bajo (únicamente el 16% de los viajeros que emplean el AVE viajarían en el tren convencional) que la reducción de emisiones por el menor consumo del AVE frente al tren convencional es insignificante (1 MkgCO2 frente a los 140 MkgCO2 de reducción total). Ello muestra que la principal ventaja del AVE no es que consume menos energía y emite menos gases de efecto invernadero que el tren convencional. La principal ventaja es que, gracias a la velocidad, es capaz de captar viajeros en un elevado porcentaje del avión y del coche particular.

Comparación de las emisiones evitadas por cada viajero en el AVE

Del análisis de las rutas estudiadas en [2] puede obtenerse una comparación de las emisiones evitadas en cada una de ellas. En la tabla se han representado estas emisiones evitadas por el AVE, expresadas en kgCO2 por cada viajero que utilizaría el tren de alta velocidad, y la comparación (absoluta y relativa) con la diferencia de emisiones entre el tren de alta velocidad y el tren convencional.

Tabla 3. Comparación de emisiones evitadas en diversas rutas en función de la distancia y velocidad media del AVE. (Fuente: García Álvarez, 2008 [2])

Puede observarse que, aunque el tren de alta velocidad emite (y consume) menos que el tren convencional, el ahorro en el conjunto de los modos de transporte producido en la ruta por la existencia del AVE es de entre 2 a 15 veces superior al ahorro producido por comparación del AVE con el tren convencional. Ello subraya la afirmación hecha de que la ventaja no consiste únicamente en el menor consumo respecto al tren convencional; sino, sobre todo, el efecto de “apalancamiento” en la ruta por trasvase de otros modos de transporte.

En la figura se representa gráficamente la relación entre las emisiones evitadas en la ruta por cada viajero.kilómetro que utiliza el AVE comparado con la velocidad media del AVE en la ruta de que se trate.

Figura 1. Relación entre la velocidad media del tren de alta velocidad y las emisiones evitadas en la ruta por cada viajero kilómetro que utiliza el tren de alta velocidad; distinguiendo rutas con oferta aérea y rutas sin oferta aérea. (Elaboración propia)

Puede observase que hay una clara tendencia al aumento de las emisiones evitadas por el tren de alta velocidad al crecer la velocidad del tren. Y ello, tanto en las rutas en las que hay oferta aérea, como en las que no la hay. Puede también observarse que en las rutas sin oferta aérea las emisiones evitadas por el AVE son menores, pero crecen más rápidamente con la velocidad del tren, al menos en los casos analizados.

Incidencia de la velocidad del tren en las emisiones

En los casos anteriores se ha observado que cuando en una ruta existe oferta aérea, la mayor parte de las reducciones de emisiones procede de los viajeros que el tren capta del avión. La cuota de mercado del tren frente al avión en distancias de 400 a 900 km depende del tiempo de viaje del tren.

Gráficamente presenta un curva característica en la que se observa que cuando el tren tiene un tiempo de viaje de menos de 2 horas obtiene siempre cuotas de mercado por encima del 85%; y si tiene un tiempo de viaje de más de 3 horas, obtiene cuotas de mercado por debajo de 50%.

En la figura puede verse la participación del tren en el mercado tren+avión en diversas rutas europeas (elaborada con datos de Barrón, 2007, [4] completados con datos españoles).

Figura 2. Relación entre la cuota del tren en el mercado tren+avión y el tiempo de viaje entre en las principales rutas mundiales y españolas entre 400 y 600 km. Fuente: Barrón [4] y elaboración propia

Sobre los puntos que corresponden a cada uno de los casos, se ha trazado la línea de ajuste polinómica de orden 3 cuya ecuación es:

(16)

Y si consideramos que el tiempo (T, en horas) es distancia en ferrocarril (L en km) dividida por la velocidad (V, en km/h), y siendo P el número anual de viajeros (entre el tren y el avión), el número de viajeros del tren es

(17)

Suponiendo, a la vista de los datos, que por cada viajero transferido del avión al tren se evitan 53,21 kg de CO2 (es la media de los casos presentados anteriormente), las emisiones evitadas con un incremento diferencial de velocidad Inc.V partiendo de una velocidad Vo son las siguientes.

(18)

La aplicación de esta fórmula a la ruta de Barcelona a Madrid (suponiendo un trafico inicial de 2 millones de viajeros al año y una velocidad inicial de 300 km/h) indica que al pasar de 300 a 330 km/h, el número de viajeros captados al avión (por la reducción de 8 minutos del tiempo de viaje) sería de 66.800 al año, con una reducción de las emisiones de 3,7 millones de kilos de CO2. Esta reducción es superior en un 50% a los 2,2 millones de kilos de CO2 en que se incrementan las emisiones de los 2 millones de viajeros iniciales del AVE como consecuencia del aumento de la velocidad.


CONCLUSIONES

De lo expuesto en el presente artículo y de los trabajos de investigación que sustentan los resultados presentados, pueden obtenerse las siguientes conclusiones:

1. El tren de alta velocidad, en sus condiciones normales de funcionamiento, consume menos energía y produce menos emisiones (una media de un 29% menos), por cada viajero transportado, que un tren convencional circulando entre los mismos puntos a menor velocidad.

2. Las razones del menor consumo del tren de alta velocidad hay que buscarlas en algunas características intrínsecas del sistema de alta velocidad (perfil de velocidades más homogéneo, menos paradas, menos curvas, alimentación en mayores tensiones…). También algunos sumandos del consumo (como los servicios auxiliares) se reducen directamente con la velocidad. Además, las líneas de alta velocidad tienen unos recorridos normalmente más cortos que las líneas convencionales.

3. A igualdad de todos los demás factores, los incrementos de velocidad producen incrementos prácticamente lineales (no cuadráticos) del consumo, y en alta velocidad un aumento inapreciable del coste energético. Por ejemplo, pasar de 300 a 330 km/h en un tren directo de Barcelona a Madrid supone una reducción de 8 minutos y un aumento del coste de la energía por viajero de 19 céntimos de euro.

4. Desde el punto de vista del consumo de energía y las emisiones, el tren de alta velocidad tiene una gran ventaja al emplear tracción eléctrica, con lo que las emisiones y la contribución al agotamiento de las energías fósiles son menores que en los demás modos de transporte. Esta ventaja la comparte con el tren convencional eléctrico.

5. El tren de alta velocidad es capaz, gracias precisamente a la velocidad, de captar una parte importante de viajeros del avión y del coche. Por ello, la principal ventaja de la implantación de una línea de alta velocidad no proviene de la sustitución del tren convencional: típicamente el tren de alta velocidad evita la emisión de 3 kg de CO2 por viajero respecto al tren convencional; mientras que en el conjunto de la ruta (si hay oferta aérea) la implantación de la alta velocidad tiene un efecto de “apalancamiento” que supone que se evita la emisión de 31 kg de CO2 por cada viajero transportado en alta velocidad.

REFERENCIAS

[1] GARCIA ALVAREZ, A. (2007): “Consumo de energía y emisiones del tren de alta velocidad en comparación con otros modos”, en “Anales de Mecánica y Electricidad” (Revista de la Asociación de Ingenieros del ICAI), Vol.LXXXIV, Fas. V, sept.-octub. 2007); y ampliado, con el mismo título, en “Via Libre” (núm. 515, enero 2008).

[2] GARCÍA ÁLVAREZ, A. (2008): “Consumo de energía y emisiones del tren de alta velocidad”; en “La importancia de la velocidad”, ed: Zamorano, C. y Romo E. Córdoba, 2008.

[3] LÓPEZ PITA, A. y ROBUSTÉ, F (2005): “Impact of High-Speed Lines in relation to very High Frequency Air Services”, en Journal of Public Transportation Vol. 8. No. 2, 2005.

[4] BARRÓN DE ANGOITI, I. (2007): “Introducción a la alta velocidad ferroviaria”. Apuntes del Master de Sistemas Ferroviarios ICAI, 6ª edición.



[1] Alberto García Álvarez (Aquesta adreça de correu-e està protegida dels robots de spam.Necessites Javascript habilitat per veure-la.), Ingeniero Industrial, Doctor en Ciencias Económicas y Empresariales y Licenciado en Derecho, es Profesor de Economía y Explotación del Transporte en la Escuela de Ingeniería del ICAI (Madrid), e Investigador en la Fundación de los Ferrocarriles Españoles. En la actualidad dirige los proyectos de investigación EnerTrans (sobre comparación homogénea de consumos de diferentes modos de transporte) y Elecrail (sobre la reducción del consumo de energía del ferrocarril eléctrico), financiados ambos por el CEDEX (Ministerio de Fomento)

[2] El estudio se refiere a las emisiones de CO2, pues es un buen indicador no solo de las emisiones de efecto invernadero, sino también –y a la vez- del consumo de energía primaria de fuentes no renovables en trance de agotamiento.

[3] Se denomina “coste generalizado” a la desutilidad total percibida por el viajero, e incluye tanto los costes monetarios - fundamentalmente el billete- como el coste del tiempo aportado por el propio viajero (que es, a su vez, el producto del valor del tiempo -€/h- propio de cada viajero por tiempo total empleado en la totalidad de las etapas del viaje).

[4] Puede consultarse, para obtener una visión del conjunto de la evolución del tráfico en la ruta y de los estudios realizados, el artículo “Tráficos corredor Madrid Barcelona” en “Ferropedia” (http://ferrocarriles.wikia.com)

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