Low carbon technologies can transform Latin America's bus fleets

Low carbon technologies can transform Latin America’s

Hybrid and electric technologies are a viable solution to reduce carbon emissions in the world’s megacities

Lessons from the C40-CCI Hybrid & Electric Bus Test Program:

As tecnologias de baixo carbono podem transformar as frotas de ônibus da América latina

Low carbon technologies can transform Latin America’s bus fleets

Lessons from the C40-CCI Hybrid & Electric Bus Test Program:Hybrid and electric technologies are a viable solution to reduce carbon emissions in the world’s megacities

April 25th, 2013

“The transportation sector has a significant impact on rising greenhouse gas emissions levels, so shifting vehicles to cleaner energy sources remains a vitally important challenge. In New York City, we have increased the size of our electric vehicle fleet and made our yellow taxicab fleet more fuel efficient, and this year we will begin a pilot program to place electric vehicle charging stations around the city. Cities across Latin America have also been working to improve their transport systems to achieve better air quality, and this report can provide a roadmap for cities around the world to help achieve similar outcomes.”

C40 Chair, and Mayor of New York City Michael R. Bloomberg

“O setor de transporte tem um impacto significativo no aumento das emissões de gases de efeito estufa, assim, a mudança para veículos com fontes de energia mais limpas continua a ser um desafio extremamente importante. Em Nova York, nós aumentamos o tamanho de nossa frota de veículos elétricos, tornamos a nossa frota de táxi amarelo mais eficiente no uso de combustível e este ano vamos começar um programa piloto para instalar estações para carregamento de veículos elétricos pela cidade. Cidades da América Latina também têm trabalhado para melhorar seus sistemas de transporte e alcançar melhor qualidade do ar e este relatório pode servir de guia para ajudar cidades ao redor do mundo a alcançar resultados semelhantes.”

Presidente do C40 e prefeito de Nova York, Michael R. Bloomberg

“By making investments in low carbon transit solutions such as hybrid and electric vehicles, we are able to better address major global issues including climate change and our reliance on oil. This low carbon transit program demonstrates that clean energy technologies have the potential to significantly reduce greenhouse gas emissions in urban areas, and is a catalyst for other cities and governments that want to make long-term investments which are beneficial to both the economy and the environment.”

President Bill Clinton, founder of the Clinton Foundation

“Ao fazer investimentos em soluções de transporte de baixo carbono, tais como veículos híbridos e elétricos, nós conseguimos lidar melhor com os problemas globais, incluindo as mudanças climáticas e nossa dependência do petróleo. Este programa de transporte de baixo carbono demonstra que as tecnologias de energia limpa têm potencial de reduzir significativamente as emissões de gases de efeito estufa em áreas urbanas e funcionam como um catalisador para outras cidades e governos que pretendem fazer investimentos de longo prazo, benéficos tanto para a economia quanto para o meio ambiente.”

Presidente Bill Clinton, Fundador da Fundação Clinton

“The Bank is committed to climate change mitigation and supports sustainable transportation initiatives in the region. The Hybrid and Electric Bus Test Program demonstrates opportunities to promote clean technologies in public transportation systems, and the interest of cities in adopting them”.

Luis Alberto Moreno, President IDB

“O Banco está comprometido com a mitigação dos efeitos da mudança climática e apoia as iniciativas de transporte sustentável na região. O Programa de Teste de Ônibus Híbrido e Elétrico demonstra oportunidades para impulsionar tecnologias limpas dentro dos sistemas de transporte público e o interesse das cidades em adotá-las.”

Luis Alberto Moreno, Presidente do IDB

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Table of Contents

Executive Sumary 6

Part I: The Program and its Purpose 8

Resumo Executivo 6

Parte I: O Programa e seu Propósito 8

Part II: The Case for Action: Why Hybrid/Electric Buses? 18

Part III: Key Outcomes, Findings, and Recommendations 36

a. The Hybrid & Electric Bus Test Program 8b. Challenges and Opportunities for Regions and Cities 12c. About Hybrid & Electric Bus Technologies 15

a. Technical Results 18 i. Direct Exhaust Emissions 20 ii. Energy Efficiency 21 iii.Role of Drivers, Routes, Topography and Altitud 24

b. Economic Analysis 24 i. Lifecycle Costing 25 ii. Financing and Investment Scenarios 30

c. Global Perspective 34

a. Setting a Benchmark for Technology Companies 36b. Employing New Tools for City-Level Decision-Making 36c. Key Findings and Recommendations 39

a. O Programa para Testes de Ônibus Híbridos e Elétricos 8b. Desafios e Oportunidades para Regiões e Cidades 12c. Sobre as Tecnologias dos Ônibus Híbridos e Elétricos 15

a. Resultados Técnicos 18 i. Emissões Diretas do Escapamento 20 ii. Eficiência Energética 21 iii. O papel dos Motoristas, Rotas, Topografia e Altitude 24b. Análises Econômicas 24 i. Custos do Ciclo de Vida 25 ii. Cenário para Investimentos e Financiamentos 30c. Perspectiva Global 34

a. Definir um Modelo de Referência para Empresas de Tecnologia 36b. Empregando Novas Ferramentas para Tomada de Decisões em Âmbito Municipal 36c. Principais Resultados e Recomendações 39

Low carbon technologies can transform Latin America’s bus fleets

Parte II: Ação - Por que Ônibus Híbridos ou Elétricos? 18

Parte III: Principais Resultados, Achados e Recomendações 36

As tecnologias de baixo carbono podem transformar as frotas de ônibus da América Latina

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Today, the global urban population is nine times larger than it was 100 years ago - the implications of which are vast. Larger cities have a ravenous appetite for energy, consuming two-thirds of the world’s supply and creating over 70% of global CO2 emissions. Rapid urbanisation is fuelling an unparalleled demand for transportation, a major source of greenhouse gas emissions and therefore a critical driver of climate change. In fact, GHG emissions from the transport sector are increasing at a greater rate than those in any other.

There is no sign of urban growth, and its subse-quent transportation demands, slowing down. But in this urbanised future there lies an oppor-tunity: urban density can actually create the possi-bility for a better quality of life and a lower carbon footprint through more efficient infrastructure and planning. With increased demand for trans-portation comes an opportunity to introduce cleaner technologies.

The Hybrid and Electric Bus Test Program, an ini-tiative designed and implemented by the C40 Cit-ies Climate Leadership Group in partnership with the Clinton Climate Initiative, and with financial support from the Inter-American Development Bank (IDB), makes the case that hybrid and elec-tric technologies can perform as well or better than comparable diesel-powered buses and within a reasonable payback period.

In Latin America, where the transport sector is already the largest contributor of GHG emissions, several cities have been working to improve their transport systems to achieve improved air quality, better road safety, and greater social inclusion. Sev-eral local governments are considering low carbon bus technology as a way of leapfrogging polluting technologies to meet these goals. As such, the Pro-gram establishes the case for investment in hybrid and electric buses by bus technology companies, cities, and local transport operators; compiles and shares results within a network of participants, interested parties, and cities in Latin American countries; and is designed ultimately to lead to the deployment of low carbon buses across Latin American cities. Resulting fleets could include as

Hoje, a população urbana global é nove vezes maior do que era há 100 anos, cujas implicações são am-plas. Grandes cidades têm um apetite voraz por energia, consumindo dois terços da oferta mundial e gerando mais de 70% das emissões globais de CO2. A rápida urbanização estimula uma demanda sem precedentes para o transporte, fonte importante de emissões de gases de efeito estufa, tornando-se um fator crítico das mudanças climáticas. As emissões de gases do efeito estufa (GEE) do sector dos trans-portes estão aumentando a uma taxa maior do que em qualquer outro segmento.

O Crescimento urbano e suas consequentes deman-das de transportes não apresentam sinal de desace-leração. Mas, nesse futuro urbanizado reside uma oportunidade: a densidade urbana pode criar possi-bilidades para melhorar a qualidade de vida e dimi-nuir a pegada de carbono por meio de planejamento e infraestruturas mais eficientes. Juntamente com o aumento da demanda por transporte vem à oportu-nidade para introdução de tecnologias mais limpas.

O Programa para Testes de Ônibus Híbridos e Elé-tricos, uma iniciativa projetada e implantada por um Grupo de Grandes Cidades para Liderança Climática - Rede C40 - em parceria com a Clinton Climate Iniciative (CCI) e com o apoio financeiro do Banco Interamericano de Desenvolvimento (BID), demonstra que tecnologias elétricas e híbridas po-dem obter performances iguais ou melhores do que as utilizadas hoje nos ônibus a diesel comuns, e com taxas de retorno razoável em comparação às tecno-logias convencionais.

Na América Latina, onde o setor dos transportes já é o maior contribuinte para as emissões de GEE, vá-rias cidades têm trabalhado para aprimorar seus sis-temas de transporte visando melhorar a qualidade do ar, aumentar a segurança rodoviária e promover a inclusão social. Dessa maneira, vários governos locais já estão considerando as tecnologias de baixo carbono nos ônibus como um salto à frente das tec-nologias poluentes, e assim, alcançar esses objetivos.

O Programa estabelece exemplos e cenários de inves-timentos em ônibus híbridos e elétricos por empresas de tecnologia para ônibus, cidades e operadores de transportes locais; compila e compartilha resultados entre a rede de participantes, as partes interessadas e cidades dos países latino-americanos. É projetado, em última instância, para direcionar a implantação

7Executive Sumary

Resumo Executivo

many as 30,000 hybrid and electric buses within the next 10 years, resulting in an accumulated reduction in emissions during the same period of 10 million tonnes of carbon dioxide equiva-lent (CO2e).

The Program was implemented by local govern-ments, bus suppliers, and bus operators in Bogota, Rio de Janeiro, Sao Paulo, and Santiago. The con-clusive results of this testing and economic analysis are already informing and accelerating decisions related to the incorporation of efficient, low emis-sions bus technologies.

The Program’s results demonstrate that hybrid and electric technologies produce smaller volumes of GHG emissions and local air pollutants and are more fuel-efficient than standard diesel engines. As expected, results differ according to individual cities’ driving patterns and cycles, driver training, and topography such as undulation and altitude above sea level, although this last variable, which is related to oxygen availability, does not affect elec-tric buses.

There is strong evidence of the environmental and social benefits of hybrid and/or electric bus adop-tion through reduction of local pollutants that have a major impact on health and other externalities such as noise pollution. The early and commit-ted adoption of new bus technologies in C40 cit-ies could create the right conditions for best-cost scenarios by generating incentives for suppliers to invest in further technological development and result in the establishment of both a primary mar-ket that includes provision of services, and a sec-ondary market of relevant suppliers.

Challenges remain, especially in regards to the quality of the available information on hybrid and electric bus technical and economic per-formance. But this is where the Program’s im-pact really shines, by equipping cities with the evidence and arguments to establish a case for investment in hybrid and electric buses. For the ever-expanding population of Latin America, which is now more than 590,000,000, the timing could not be more critical.

de frotas de ônibus com tecnologias de baixo carbo-no nas cidades da América Latina. Essas frotas po-derão incluir até 30.000 ônibus híbridos e elétricos nos próximos 10 anos, resultando na redução acu-mulada das emissões na ordem de 10 milhões de to-neladas de Dióxido de carbono equivalente (CO2e) no mesmo período.

O programa foi implantado pelos governos locais, fornecedores e operadores de ônibus em Bogotá, Rio de Janeiro, São Paulo e Santiago. As conclusões e as análises econômicas destes testes já estão acelerando processos de tomada decisão relacionados à incor-poração de tecnologias mais eficientes e de baixa emissão para ônibus.

Os resultados do Programa demonstram que as tec-nologias híbridas e elétricas produzem volumes me-nores de GEE e poluentes atmosféricos locais, além de serem mais econômicas do que os motores dos ônibus a diesel convencionais. Como esperado, os resultados diferem de acordo com os padrões e ciclos de condução de cada cidade, o grau de treinamento dos motoristas e a topografia, como ondulações do terreno e altitude, embora esta última variável, que está relacionada com a disponibilidade de oxigênio, não afete os ônibus elétricos.

Existem fortes evidências dos benefícios ambientais e sociais da adoção de ônibus híbridos e elétricos por meio da redução de poluentes locais, que têm um grande impacto sobre a saúde e outras externalida-des como a poluição sonora e o conforto. A adoção rápida e comprometida de novas tecnologias de ôni-bus pelas cidades do C40 poderiam criar condições adequadas de cenários com custos melhores, gerados por meio de incentivos aos fornecedores, investimen-tos em desenvolvimento tecnológico e o estabeleci-mento tanto de um mercado primário, que inclui a prestação de serviços, quanto de um mercado secun-dário de fornecedores importantes.

Os desafios permanecem, especialmente, no que diz respeito à qualidade da informação disponível sobre desempenho técnico e econômico dos ônibus híbri-dos e elétricos. É aí que o Programa realmente se destaca, fornecendo às cidades provas e argumentos para o aporte de investimentos em ônibus híbridos e elétricos. Para a população cada vez maior da Amé-rica Latina, que já superou os 590 milhões de pes-soas, o momento não poderia ser mais crítico.

“Given the successful implementation of the program of the Network of Cities (C40-CCI), funded by the Inter-American Development Bank (IDB), it has been demonstrated that hybrid and electric transportation is techni-cally and economically feasible. In that sense the Development Plan “Human Bogota” meets 21st century challenges by foreseeing the intake of environmentally sustainable vehicles by the fleets of public service operators. It is imperative that suppliers and operators meet the challenge of transforming environmental conditions. We cannot condemn our children to live in a city that for decades has been contaminated by obsolete technologies. The progressive govern-ment of Bogota stimulates the use of low-pollu-tion technologies that contribute to the reduc-tion of CO2 and reduce respiratory diseases.”

Mayor Gustavo Petro, Bogota

“Dado o sucesso da implantação do Progra-ma da Rede de Cidades (C40-CCI), financiado pelo Banco Interamericano de Desenvolvimento (IDB), foi demonstrado que o transporte híbri-do e elétrico é técnica e economicamente viável. Nesse sentido, o Plano de Desenvolvimento “Bo-gotá Humana” satisfaz os desafios do século 21, prevendo a entrada de veículos ambientalmente sustentáveis nas frotas dos operadores dos ser-viços públicos. É imperativo que os fornecedores e operadores enfrentem o desafio de transformar as condições ambientais. Não podemos conde-nar nossos filhos a viver em uma cidade que há décadas tem sido contaminada por tecnologias obsoletas. O governo progressista de Bogotá es-timula o uso de tecnologias pouco poluentes, que contribuem para a redução do CO2 e reduz as doenças respiratórias.”

Prefeito Gustavo Petro, Bogotá

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a. The Hybrid & Electric Bus Test Program

The Hybrid and Electric Bus Test Program (the “Program”) was conceived by C40-CCI, and has been actively supported by the IDB with a finan-cial contribution of US$1.49 million. C40-CCI, as the implementing agency, was responsible for gathering in-kind contributions from multiple stakeholders, and especially those involved in the testing of hybrid and electric buses for comparison purposes to that of conventional diesel vehicles.

This publication presents the main results of the Program and is intended to provide a basis and ra-tionale for decisions made by cities and bus opera-tors, by addressing the barriers to implementation and defining the conditions required for the new technology to operate to its full potential.

The Program measured the emissions from, and evaluated the technological and economic perfor-mance of, hybrid and electric buses in four cities - Bogota, Rio de Janeiro, Sao Paulo, and Santiago - considering specific driving conditions and duty cycles. The Program involved each of the partici-pating cities, several bus manufacturers, and vari-ous local transport operators from within those cities. It has generated comparative data on esti-mated emissions reductions, technological reli-ability, life-cycle costs, and other benefits and risks associated with the adoption of each technology.

The Program has delivered data and analyses of technical capacity, economic impact, market po-tential, and policy factors, which should equip cit-ies with the evidence and arguments to establish a case for investment in hybrid and electric buses. This report does not present details of the field-work and the studies carried out; these are avail-able on the C40 web page.

Tests were tailored to each city but were based on a common methodology, making it possible to compare results, and establishing a rich dataset for analysis. Tests conducted in multiple cities pro-vided the project team with data on a wide range of environments (altitudes, climates, topography, etc.). The Program’s test results are more compre-hensive than the results of a single case study, and therefore more applicable to many more cities.

a. O Programa para Testes de Ônibus Híbri-dos e Elétricos

O Programa para Testes de Ônibus Híbridos e Elétricos (o “Programa”) foi concebido pelo C40-CCI e vem sendo apoiado ativamente pelo BID com o financiamento de $1,49 milhões de dólares. O C40-CCI, como agência de implantação, foi responsável por recolher as informações, in loco, provenientes de diferentes partes interessadas, es-pecialmente as envolvidas com testes de ônibus hí-bridos e elétricos, com o propósito de comparação com as tecnologias a diesel convencionais.

Esta publicação apresenta os principais resultados do Programa e se destina a fornecer bases e jus-tificativas para decisões tomadas pelas cidades e operadores de ônibus, abordando as barreiras à implantação e definições das condições necessárias para que as novas tecnologias possam operar com todo seu potencial.

O Programa mediu as emissões, avaliou os desem-penhos tecnológicos e econômicos de ônibus híbri-dos e elétricos em quatro cidades da América Lati-na (Bogotá, Rio de Janeiro, São Paulo e Santiago), em condições específicas de condução e ciclo de trabalho para cada cidade.

O programa envolveu em cada uma das cida-des participantes, vários fabricantes de ônibus e operadores de transportes locais. Foram gerados dados comparativos sobre as reduções estimadas de emissões, confiabilidade tecnológica, custos de ciclo de vida e outros benefícios e riscos associados à adoção de cada tecnologia.

O Programa apresentou dados e análises de capa-cidade técnica, impacto econômico, potencial de mercado e fatores políticos, que devem munir as cidades com argumentos e provas para o estabe-lecimento de investimentos em ônibus híbridos e elétricos. Neste relatório não constam detalhes do trabalho de campo e dos estudos realizados. Tais informações podem ser acessadas no website da C40 (http://www.c40cities.org/).

Os testes foram adaptados para cada cidade, po-rém, baseados numa mesma metodologia, tor-nando possível a comparação entre resultados e permitindo obter um rico conjunto de dados para análise. Testes realizados em múltiplas cidades abasteceram à equipe do Projeto com dados sobre uma ampla gama de ambientes (altitudes, climas, topografia, etc.). Os resultados do Programa são mais abrangentes do que os resultados de um es-tudo de caso único e, portanto, melhor aplicável a outras cidades.Pa

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The Program results confirm the need for tech-nological adaptation to local conditions, and the importance of considering variables characteriz-ing individual cities. From a market perspective, a multiple-cities approach allowed for a more ac-curate assessment of regional demand, and creates the possibility of a regional strategy for negotiat-ing with bus manufacturers.

The four cities - Bogota, Rio de Janeiro, Sao Paulo, and Santiago - expressed direct interest in actively participating in the Program, and dedicated sig-nificant professional resources to it. These cit-ies were interested in utilizing the results of the technical performance tests, and the analysis of economic viability of hybrid and electric bus tech-nologies, for strategic planning in relation to their transport systems. They were keen to achieve a good understanding of costs as well as the under-lying regulatory, legal, and institutional barriers to scaling-up deployment of this particular low car-bon technology. City stakeholders and participat-ing private companies perceived reducing global and local emissions as strong motivations for both evaluating hybrid/electric technologies, and as a way of avoiding deployment of less efficient and more polluting modes of transport.

The results from the technical phase of the Pro-gram show that adoption of hybrid buses could reduce CO2 emissions by up to 35% (26% on average) compared to diesel buses. Average re-ductions in local emissions of between 60-80% were achieved, alongside a 30% reduction in fuel consumption. Electric buses have zero local emis-sions and offer up to 77% reduction in energy consumption, when comparing electricity use to diesel fuels.

While the economic analysis shows that the pur-chase costs of hybrid and electric buses are higher than those of traditional buses, lifecycle assess-ment shows that hybrid and electric buses may reduce overall costs to cities and/or operators in the long term. In particular, hybrids cost 50-60% more and electric buses cost 125 - 150% more than traditional buses at time of purchase. Under current conditions, both battery-based technolo-gies show comparable technological performance and similar maintenance costs to diesel buses. It is

Os resultados confirmaram a necessidade da adaptação tecnológica às condições locais e a im-portância de se considerar as variáveis individuais que caracterizam cada cidade. Partindo de uma perspectiva de mercado, a abordagem de múlti-plas cidades permite a avaliação mais precisa da demanda regional e abre a possibilidade de uma estratégia conjunta para a negociação com fabri-cantes de ônibus.

As quatro cidades - Bogotá, Rio de Janeiro, São Paulo e Santiago - expressaram interesse imediato em participar do Programa e dedicaram recursos profissionais significativos nesse intuito. Essas ci-dades demonstraram interesse na utilização dos resultados de desempenho técnico e das análises de viabilidade econômica, das tecnologias híbridas e elétricas para ônibus, no planejamento estratégico de seus sistemas de transporte.

Estavam ansiosas por conseguir entender os custos associados a essas tecnologias, assim como as regu-lamentações básicas, as barreiras legais e institu-cionais para ampliar a utilização, especificamente, dessas tecnologias de baixo carbono. Os interessa-dos das cidades e as empresas privadas participan-tes perceberam que a redução das emissões globais e locais são fortes motivadores para avaliação do uso de ambas as tecnologias, híbrida e elétrica, e como forma de evitar a implementação de meios de transporte menos eficientes e mais poluentes.

Os resultados da fase técnica do Programa mostra-ram que a adoção de ônibus híbridos pode reduzir as emissões de CO2 em até 35% (26% em média) se comparadas as dos ônibus a diesel convencio-nais. Uma redução média entre 60% e 80% das emissões locais é atingida, juntamente com a re-dução de 30% no consumo de combustível. Já os ônibus elétricos não apresentam emissões locais e reduzem o consumo de energia em até 77%, quan-do comparamos o uso de eletricidade com o diesel.

Enquanto as análises econômicas mostraram cus-tos de aquisição mais altos para os ônibus híbridos e elétricos, as avaliações dos ciclos de vida total mostraram que os ônibus híbridos e elétricos po-dem reduzir os custos globais da cidade e dos ope-radores em longo prazo. Em particular, os híbridos tem o custo de aquisição entre 50% e 60% maior e os elétricos entre 125% e 150% maior do que os convencionais a diesel.

Nas condições atuais, ambas as tecnologias com base em baterias mostraram desempenhos tec-nológicos comparáveis e custos de manutenção semelhantes aos dos ônibus a diesel. Espera-se que no futuro, essas condições melhorem para as tecnologias híbridas e elétricas. Caso este mercado

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“The results of the Hybrid & Electric Bus Test Program in Rio are very promising and we will continue working with C40-CCI to demon-strate that a business case for the introduction of these technologies can be created. The use of low carbon technologies for buses in the City of Rio de Janeiro is part of an overarching strategy to enhance the city mobility and its sustainabil-ity performance”.

Mayor Eduardo Paes, Rio de Janeiro

“Os resultados do Programa de Teste de Ônibus Híbrido e Elétrico no Rio foram muito promissores e vamos continuar trabalhando com a C40-CCI para demonstrar que um modelo de negócios para introduzir essas tecnologias pode ser criado. O uso de tecnologias de baixo carbono para ônibus na ci-dade do Rio de Janeiro faz parte de uma estratégia ampla para aperfeiçoar a mobilidade da cidade e seu desempenho em sustentabilidade.”

Prefeito Eduardo Paes, Rio de Janeiro

Part I: The Program and its PurposeParte I: O Programa e seu Propósito

hoped that conditions will improve for hybrid and electric technologies in the future. If a market be-came established, hybrid and electric buses could outperform traditional vehicles in the long run, through savings on energy, emissions reductions, lower maintenance costs, and increased durability.

The Program allowed transport authorities and bus operators to learn from international expe-rience with low carbon fleets performance in cities (operators visited installations in Gothen-burg, London, Mexico, Shanghai, Shenzhen, and Stockholm). Although there are differences in net performance amongst technologies - in some cases after several years and in most after a few months - overall performance is consistent with the results obtained by the Program. At present, many cities around the world are making radical decisions regarding fleet increases to respond to increasing passenger demand. Findings showing that hybrid buses are in operation and the tech-nology is performing as expected, with savings in fuel of over 30% compared to conventional die-sel buses, is strong evidence to encourage future investment by cities in Latin America, as well as more broadly(1).

Several cities are keen to adopt new low carbon technology, with electric buses proving the most attractive. Electric bus technology utilizing batter-ies or ultracapacitors is newer than hybrid tech-nology, and in some cases has been in operation just over two years. Operating costs are lower in all cases compared to conventional diesel buses, with maintenance costs close to 50% lower as compared to diesel buses (2). Shanghai and Shenzhen, for ex-ample, are both enlarging their electric fleets, and Shenzhen has made the decision to move to 100% electric bus fleets within a short timeframe.

The main challenge for implementation of new electric technology is the battery: there is a need for better performance and longer life span (cur-rently less than 3,000 cycles - less than five years). Iron phosphate and lithium ions provide a longer lifespan - around 5,000 cycles - while price trends, based on present market growth, seem unaffected. On the one hand, developers are striving for in-creased efficiency. On the other, trends indicate that the price of lithium-based batteries will fall

se estabeleça, os ônibus híbridos e elétricos poderão superar, em longo prazo, os veícu-los tradicionais, por meio da economia de energia, redução das emissões e dos custos de manutenção, assim como em maior durabilidade.

O Programa permitiu que autoridades em transportes e operadores de ônibus pudes-sem aprender, com experiências interna-cionais, sobre o desempenho das frotas de baixo carbono em outras cidades (opera-dores visitaram instalações em Gotembur-go, Londres, México, Xangai, Shenzhen e Estocolmo). Embora existam diferenças de desempenho inerentes às tecnologias, pôde-se observar que em alguns casos, de-pois de vários anos e na maioria depois de alguns meses, o desempenho geral mostra-se em conformidade com os resultados ob-tidos pelo Programa.

Atualmente, muitas cidades ao redor do mundo estão tomando decisões radicais no que diz respeito ao aumento da frota para responder à crescente demanda de passageiros. Achados mostrando que os ônibus híbridos estão em operação e que a tecnologia está funcionando como es-perado, com economia de combustível de mais de 30% em relação aos ônibus a die-sel convencionais, é uma forte evidência para que as cidades da América Latina, e do mundo, sejam incentivadas a fazer investimentos futuros(1).

Várias cidades estão ansiosas para ado-tar as novas tecnologias de baixo Car-bono, com o ônibus elétrico provando ser o mais atrativo. A tecnologia dos ônibus elétricos, que utilizam baterias ou ultra-capacitores, é mais recente do que a tec-nologia híbrida e em alguns casos estão em operação por pouco mais de dois anos somente. Os custos operacionais, em to-dos os casos, são menores em relação aos ônibus convencionais a diesel, com custos de manutenção chegando a ser 50% mais baixos(2). Xangai e Shenzhen, por exem-plo, estão ampliando suas frotas elétricas e Shenzhen tomou a decisão de passar 100% de sua frota para ônibus elétricos, dentro de um curto período.

O principal desafio para a implantação da nova tecnologia elétrica são as baterias: existe a necessidade de aumentar sua efi-ciência e vida útil (atualmente é de menos

1. Since initial investments are higher for hybrids compared to conventional buses and maintenance costs have proved 10% higher in practice, all these fleets are subsidized.1. Como os investimentos iniciais são mais elevados para os híbridos em relação aos ônibus convencionais e os custos de manutenção se mostraram 10% maior, na prática, todas essas frotas são subsidiadas.

2. Capital costs and infrastructure for electric fleets are generally government-subsidized.2. Os custos de capital e infraestrutura para frotas elétricas são, geralmente, subsidiados pelo governo.

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in the future, perhaps by 50% by the end of the decade. Mainstreaming of this technology would open a secondary market for used batteries be-fore recycling is required. However, especially in the case of batteries containing lithium and heavy metals, recycling requires very good environmen-tal practices.

In addition, the use of electrical motors (that have few moving pieces) increases the life of the buses, as opposed to the active wearing of the many com-ponents associated with the combustion system of diesel buses. Durability of hybrid or battery elec-tric buses compared to conventional diesel vehi-cles has yet to be proven, although the consensus is above 15 years.

b. Challenges and Opportunities for Regions and Cities

Globally, GHG emissions are increasing most rapidly in the transport sector. GHG emissions are the primary driver of climate change, and at the same time, transport demand is responsible for most of the increased global demand for oil. Further, a major portion of future increases in transport GHG emissions will come from devel-oping countries.

In Latin America, the transport sector is the larg-est contributor of CO2 emissions from energy consumption, accounting for 35% of such emis-sions compared with a 24% share worldwide. Road transport accounts for 90% of transport emissions in the region, half produced by passen-ger traffic and the remainder by freight transport. GHG emissions from the transport sector are ex-

de 3.000 ciclos, menos de cinco anos). As baterias que utilizam Fosfato de ferro ou íons de lítio ofe-recem uma vida útil mais longa, cerca de 5.000 ciclos, porém a tendência dos preços, baseada no crescimento do mercado atual, parece não ser afe-tada. Por outro lado, as tendências indicam que os preços de baterias a base de lítio cairão no futuro, talvez em 50% até o final da década. A integração destas tecnologias abriria um mercado secundá-rio para baterias usadas antes de ser necessária a reciclagem, lembrando que, especialmente no caso de baterias que contêm lítio e metais pesados, a reciclagem requer grandes cuidados e boas práti-cas ambientais.

Além disso, o uso de motores elétricos, que pos-suem poucas peças móveis, aumenta a vida útil dos ônibus, em oposição ao uso ativo dos muitos componentes associados ao sistema de combustão dos ônibus a diesel. A durabilidade dos ônibus hí-bridos ou elétricos à bateria em comparação com os veículos diesel convencionais ainda está sendo comprovada, embora exista um consenso de que seja superior a 15 anos.

b. Desafios e Oportunidades para Regiões e Cidades

Globalmente, as emissões de GEE estão aumen-tando mais rapidamente no setor dos transportes. Essas emissões são a principal causa das mu-danças climáticas e ao mesmo tempo, a demanda de transporte é a responsável pela maior parte do aumento da demanda por petróleo. Adicional-mente, a maior parte nos aumentos futuros das emissões de GEE provenientes do transporte virá de países em desenvolvimento.

Na América Latina, o setor dos transportes é o maior contribuinte nas emissões de CO2 prove-nientes do consumo de energia, responsável por 35% das emissões em comparação com os 24% da participação a nível mundial. O transporte rodo-

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pected to increase as a result of urbanization, rap-id motorization (vehicle ownership and use), and growth in both domestic and international trade in goods and services.

Latin America’s urban areas account for more than 70% of its population and are presenting in-creasing rates of motorization. This motorization trend is expected to be maintained, as it is strongly correlated with increased personal income and decline in the real value of vehicles. Overall, in-creases in car ownership, car use, and emissions in the region will continue to grow, based on popula-tion and Gross Domestic Product (GDP) levels.

In addition, the rate at which Latin American cit-ies are growing is too fast for the current levels of investment in infrastructure to keep pace, and there is a growing trend towards urban sprawl and decentralization from urban centres. This rapid urban development is resulting in less available public transport services, and increased personal vehicle use and kilometres travelled, and is further accelerating the growth in GHG emissions.

The above-mentioned realities call for fast ac-tion. The evidence suggests that comprehensive and integrated strategies would be most efficient and would work simultaneously to reduce trans-port emissions and fuel consumption through the adoption of more energy efficient technologies. Reducing the transportation carbon footprint through the adoption of an integrated strategy could bring other benefits for cities, including bet-ter air quality, less road congestion, reduced traffic noise, better road safety, and greater social inclu-sion as a result of more accessible, more efficient public transport.

Some Latin American cities have been actively promoting sustainable transport measures, main-ly through the implementation of Bus Rapid Tran-sit (BRT) systems, but also other initiatives incor-porating coordinated urban planning strategies for sustainable mobility and urban development. BRT refers to high-speed bus services that usu-ally operate from city suburbs to central business districts, often using designated bus lanes and el-evated metro-style pre-paid passenger access with sheltered bus stops. Bogota and Curitiba have

viário é responsável por 90% das emissões de uma região, sendo metade produzida por veículos de passageiros e o restante pelo transporte de mer-cadorias. É esperado que as emissões dos GEE do setor de transportes aumentem como resultado da urbanização, a rápida motorização da população (compra de veículos e utilização) e crescimento tanto no comércio nacional como no internacional de bens e serviços.

As áreas urbanas da América Latina concentram mais de 70% de sua população total e apresentam crescentes taxas de motorização. Esta tendência deve ser mantida, uma vez que está fortemente correlacionada com o aumento da renda pessoal e a queda no valor real dos veículos. No geral, o número de proprietários de veículos, seu uso e suas emissões vão continuar a crescer regionalmente, com base nos níveis populacionais e do Produto Interno Bruto (PIB).

Além disso, a velocidade de crescimento das cida-des latino-americanas é muito alta para os atuais níveis de investimentos em infraestrutura, além da tendência crescente da expansão urbana e sua des-centralização. O rápido desenvolvimento urbano resulta na diminuição da disponibilidade dos ser-viços de transportes públicos, no aumento do uso do carro e dos quilômetros percorridos, acelerando ainda mais as emissões de GEE.

Os fatos acima mencionados exigem ação rápida. As evidências sugerem que estratégias integradas e abrangentes são mais eficientes e trabalham si-multaneamente na redução de suas emissões e do consumo de combustível por meio da adoção de tecnologias mais eficientes energeticamente. A re-dução da pegada de carbono dos transportes, por meio da adoção de estratégias integradas, poderão trazer outros benefícios para as cidades, como por exemplo: melhor qualidade do ar, congestio-namentos menores, redução do ruído do tráfego, maior segurança rodoviária e maior inclusão social, como resultado de um transporte público mais acessível e eficiente.

Algumas cidades da América Latina vêm pro-movendo ativamente avaliações de transportes sustentáveis, principalmente por meio da imple-mentação de sistemas de corredores exclusivos para ônibus (BRT), e também outras iniciativas que incorporam estratégias coordenadas de pla-nejamento urbano visando a mobilidade e o des-envolvimento urbano sustentável. Os corredores BRTs referem-se a serviços de ônibus com alta velocidade, geralmente operando da periferia para os centros de negócios da cidade, normalmente utilizando corredores de ônibus e vias elevadas exclusivas, com o acesso dos passageiros sendo


International Energy Agency (IEA) figures show that transport worldwide is responsible for more than 60% of oil consumption, 13% of global GHG emissions, and 23% of global CO2 emis-sions from fuel combustion. Transport GHG emissions are expected to increase by some 57% worldwide by 2030, with 80% of this increase coming from developing countries. By 2030, the transport sector is expected to account for 75% of increased demand for oil. Transport energy use in developing countries will increase at a rate of about 3% per year, four times faster than the rate for developed countries (IEA, 2008).

Dados da Agência Internacional de Energia (IEA) mostram que o transporte mundial é res-ponsável por mais de 60% do consumo de petró-leo, 13% das emissões globais de GEE e 23% das emissões globais de CO2 provenientes da queima de combustível. As emissões de GEE dos transpor-tes devem aumentar em todo o mundo por volta de 57% até 2030, sendo 80% deste aumento pro-veniente de países em desenvolvimento. Em 2030, o setor dos transportes deverá responder por 75% do aumento da demanda por petróleo. O uso de energia nos transportes aumentará aproximada-mente 3% por ano nos países em desenvolvimen-to, quatro vezes mais rápido do que nos países desenvolvidos (IEA, 2008).

15

both implemented BRT systems, and develop-ment is underway in several C40 cities including Mexico, Rio de Janeiro, and Sao Paulo.

The window of opportunity for investment in hybrid and electric bus technology is now, when cities have plans for expansion and replacement of their bus fleets, when the technology is increas-ingly mature, and is proving to be economically competitive over the long run.

c. About Hybrid & Electric Bus Technologies Hybrid and electric bus technologies are recog-nized as low carbon technologies. Hybrid buses combine a conventional internal combustion engine with an electric propulsion system. These types of buses normally use a diesel-electric pow-er-train and are also described as hybrid diesel-electric buses. The electric power-train is intended to achieve better fuel economy than in a conven-tional vehicle. Modern hybrid diesel-electric buses make use of efficiency-improving technologies such as regenerative braking, which converts the vehicle’s kinetic energy into electric energy to charge the battery rather than being dissipated as heat energy, every time acceleration is reduced.

In general, hybrid electric vehicles can be clas-sified according to how the power is supplied to the drive-train: in parallel or in series. In parallel hybrids, both the internal combustion engine and the electric motor are connected to the mechani-cal transmission and can simultaneously transmit power to drive the wheels, usually through a con-ventional transmission. In series hybrids, only the electric motor drives the drive-train, and the in-ternal combustion engine works as a generator to power the electric motor or to recharge the batter-ies. Series hybrids usually have smaller combus-tion engines and larger battery packs compared to parallel hybrids. Parallel hybrids have smaller engines compared to the equivalent diesel bus.

Hybrid buses do not require any additional invest-ments in infrastructure. The hybrid system con-sumes less fuel and correspondingly reduces CO2, nitrogen oxides and particulate matter emissions.

pré-pago (como no metrô), com paradas definidas e abrigadas. As cidades de Bogotá e Curitiba já operam sistemas de BRT enquanto, outras cida-des participantes da C40 encontram-se em fase de desenvolvimento de seus sistemas, como o México, Rio de Janeiro e São Paulo.

Existe uma janela para investimentos em tecnolo-gias de ônibus híbridos e elétricos agora, quando as cidades estão planejando a expansão e subs-tituição de suas frotas de ônibus, as tecnologias estão cada vez mais maduras e provando serem economicamente competitivas em seu ciclo de vida completo.

c. Sobre as Tecnologias dos Ônibus Híbridos e Elétricos

As tecnologias dos ônibus híbridos e elétricos são conhecidas como tecnologias de baixo carbono. Os ônibus híbridos combinam um motor a com-bustão interna convencional e um sistema de propulsão elétrico, chamados de ônibus híbridos diesel-elétrico. A propulsão elétrica destina-se a conseguir uma maior economia de combustível se comparada a um veículo convencional. Os ônibus híbridos diesel-elétrico modernos utilizam novas tecnologias para melhorar sua eficiência, como a frenagem regenerativa, que converte a energia ci-nética do veículo em energia elétrica que carrega a bateria, ao invés de ser dissipada como energia térmica, como ocorre quando o freio é utilizado.

Em geral, os veículos híbridos elétricos podem ser classificados de acordo com a forma como a ener-gia é fornecida à unidade de tração: em paralelo ou em série. Em híbridos paralelos, tanto o mo-tor a combustão interna quanto o motor elétrico estão ligados à transmissão mecânica e podem transmitir, simultaneamente, energia para mover as rodas, o que geralmente ocorre por meio de uma transmissão convencional. Nos híbridos em série, apenas o motor elétrico impulsiona o veícu-lo, o motor a combustão interna funciona somente como um gerador para alimentar o motor elétrico ou para recarregar as baterias. Híbridos em série costumam ter motores a combustão menores e o pacote de baterias maior do que os híbridos em paralelo. Já os híbridos paralelos possuem motores menores em comparação aos motores dos veículos convencionais equivalentes.

Os ônibus híbridos não exigem maiores investi-mentos em infraestrutura, apresentam um con-sumo de combustível menor e consequentemente reduzem as emissões de CO2, óxidos de nitrogênio e material particulado.


“Improving public transport system is an ab-solute priority for Sao Paulo. Over the coming years, we intend to create more than 150 km bus lanes (BRT) and significantly improve op-erational speed and quality of the buses that run in the city. The results of tests with hybrid and electrical buses undertaken by C40/SPTRANS in Sao Paulo, with IDB financing, demonstrated the economic and environmental benefits of using clean vehicles. Our municipal legislation already requires the use of 100% of clean vehicles by 2018 and we have just incorporated these goals into our government plan. We will work hard to im-prove public transport in the city. “

Mayor Fernando Haddad, Sao Paulo

“Melhorar o transporte público é prioridade abso-luta para São Paulo. Nos próximos anos, preten-demos criar mais 150 km de corredores de ônibus (BRT) e melhorar significativamente a velocidade operacional e a qualidade dos ônibus que rodam na cidade. Os resultados dos testes com ônibus hí-bridos e elétricos realizados pela C40/SPTRANS em São Paulo, com financiamento do BID, de-monstraram os benefícios econômicos e ambien-tais do uso de veículos limpos. Nossa legislação municipal já requer o uso de 100% de veículos limpos até 2018 e acabamos por incorporar esses objetivos em nosso plano de metas. Vamos tra-balhar muito para melhorar significativamente o transporte público na cidade”.

Prefeito Fernando Haddad, São Paulo

16

Electric buses are powered by electricity and pro-pelled by electric motors that respond to control systems to regulate power to the motors. These buses can either run by permanently connecting to wires (catenaries) or temporarily collecting electricity from an overhead charging structure or complex wireless systems, or run on batteries that need to be plugged into an electricity source and recharged over several hours and/or several times a day for either seconds (ultracapacitors, low autonomy) or minutes (batteries, from 30 to 300 km of autonomy). Battery-based vehicles run on chemical energy stored in rechargeable battery packs and do not have an internal com-bustion engine. These battery electric vehicles (BEV) or electric buses are dependent on the bat-tery being plugged in at a charging station. Best motor efficiency is obtained with a wheel hub motor, conferring additional savings by eliminat-ing the need for a transmission differential, and related mechanical parts. This reduces both the overall weight of the bus and energy losses due to friction.

Tail pipe emissions generated by an electric bus are zero, and emissions from the electric network can be close to zero if generation comes from low-carbon sources such as hydroelectricity, so-lar, or wind.

Depending on the technology chosen, a fleet of electric buses requires installation of long cate-nary infrastructure on the roads, charging sta-tions in bus terminals, a combination between quick-charging and slow-overnight charging schemes, or multiple recharging per day installed at bus stops; in any of these cases changes must be made to the operator’s garages.

Os ônibus elétricos são alimentados por eletrici-dade e impulsionados por motores elétricos que respondem a sistemas controladores da energia enviada aos motores. Esses ônibus podem funcio-nar com formas diferentes de fontes de energia: conectados permanentemente à eletricidade, por meio de fios elétricos (Trólebus); temporariamente coletando energia elétrica a partir de uma estrutu-ra aérea de carga; complexos sistemas sem fio; ou ainda utilizando baterias que precisam ser conec-tadas a uma fonte de eletricidade fixa e recarre-gadas. Essas recargas podem ser de várias horas ininterruptas ou em pequenos períodos durante o dia, alguns segundos (ultracapacitores, com baixa autonomia) ou minutos (baterias, com autonomia entre 30 e 300 km).

Os veículos a bateria são movidos pela energia química armazenada nos conjuntos de baterias recarregáveis e não possuem motor de combustão interna. Estes Veículos Elétricos à Bateria (VEB) ou ônibus elétricos são dependentes de uma es-tação de recarga para que a bateria possa ser plu-gada. A melhor eficiência do motor é obtida com o uso do motor elétrico incorporado ao cubo da roda, conferindo uma economia adicional ao eli-minar a necessidade da transmissão diferencial e das respectivas peças mecânicas. Isto reduz tanto o peso total do ônibus quanto as perdas resultantes do atrito.

Ônibus elétricos não possuem emissões de esca-pamento e as emissões provenientes de sua cadeia produtiva podem chegar próximas a zero, se a ge-ração de eletricidade para carregá-los utilizar fon-tes de baixo carbono, como hidroelétricas, solares e eólicas.

Dependendo da tecnologia escolhida, uma frota de ônibus elétricos pode requerer instalações de sistemas de cabos elétricos ao longo das ruas (tró-lebus), estações de carregamento nos terminais de ônibus, uma combinação entre sistemas de carga rápida e lenta (durante a noite) ou múltiplas re-cargas por dia diretamente nos pontos de ônibus. Em qualquer destes casos, algumas alterações de-vem ser realizadas às garagens dos operadores.

17Part I: The Program and its Purpose

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The Program results show better performance of hybrid and electric buses compared to conven-tional diesel buses in relation to exhaust emissions and energy efficiency.

In Latin America the adoption of new low car-bon technologies is subject to various policy scenarios regarding regulation and tax systems. For example, current subsidies for diesel tip the balance towards investing in conventional diesel technology, and import barriers in the form of duties favour continuation of established local production of diesel buses. Long-term evalua-tions of operating and maintenance costs strong-ly affect economic life-cycle analysis, as well as market scenarios analysis, showing that second-ary markets at the end of the bus or battery life can have important impacts.

The economic analysis shows that over the life cycle of the technology (over a 10 year period) a hybrid or electric bus has a higher initial purchase cost, but a competitive operating cost, plus very low maintenance costs, particularly in the case of electric buses. Potentially the greatest advantages of these technologies are their environmental, health, and social benefits. Additionally, adopting electric vehicles at a large scale aids in the develop-ment of low carbon bus markets while increasing operational stability, as energy price uncertainty is reduced due to the more predictable nature of electricity cost over any liquid fuel.

a. Technical Results

The Program involved 16 buses undergoing 30 hours of testing under real-world driving condi-tions for emissions and energy consumption, run-ning along bus routes defined by each participat-ing city’s local authority and transport operators. Pioneering bus manufacturers, such as Volvo, Eletra, Youngman, Hankuk, and BYD, made buses available to the C40-CCI team for testing. Bus testing included different hybrid (diesel/elec-

Os resultados do programa mostraram melhor des-empenho dos ônibus híbridos e elétricos quando comparados aos ônibus a diesel convencionais em relação às emissões provenientes do escapamento e a eficiência energética.

Na América Latina, a adoção de novas tecnologias de baixo carbono está sujeita aos diversos cenários políticos relacionados à regulamentação e sistemas fiscais. Por exemplo, os subsídios atuais dados ao diesel, que direcionam os investimentos para tecno-logias a diesel convencional e as barreiras à impor-tação de novas tecnologias, na forma de impostos que favorecem a continuidade da produção local dos ônibus a diesel.

Avaliações de maior prazo nos custos de operação e manutenção afetam intensamente as análises do ciclo de vida econômico, assim como, avaliações de diferentes cenários de mercados mostram que os mercados secundários, ao final do ciclo de vida dos ônibus e das baterias, podem desempenhar um im-pacto significativo.

Análises econômicas mostraram que ao longo do ciclo de vida da tecnologia (mais de 10 anos) um ônibus híbrido ou elétrico apresenta o custo inicial de compra maior, mas um custo operacional com-petitivo e baixíssimos custos de manutenção no caso dos ônibus elétricos.

Potencialmente, as maiores vantagens destas tecno-logias são os benefícios sociais, ao meio ambiente e a saúde. Adicionalmente, a adoção de veículos elétricos em larga escala, ajuda no desenvolvimen-to de mercados para os ônibus de baixo carbono e aumenta a estabilidade operacional, diminuindo a incerteza dos preços, já que os custos da energia elétrica são mais previsíveis do que os de qualquer combustível líquido.

a) Resultados Técnicos

O Programa envolveu 17 ônibus que foram sub-metidos a 30 horas de testes de emissões e consu-mo energético, em condições reais de condução, percorrendo rotas de ônibus pré-definidas pelas autoridades locais e pelos operadores de transporte de cada cidade participante. Os ônibus utilizados nos testes foram disponibilizados, para a equipe do C40-CCI, por indústrias pioneiras na fabri-cação de ônibus, como Volvo, Eletra, Youngman, Hankuk, e BYD.

19Part II: The Case for Action: Why Hybrid or Electric Buses?

Parte II: Ação - Por que Ônibus Híbridos ou Elétricos?

tric) and full battery electric vehicles(3) compared against a diesel bus (reference case). Following detailed planning, testing was undertaken in each city. Both Brazilian cities tested two hybrid tech-nologies, a serial and a parallel bus. Bogota tested two examples of parallel hybrid technologies. One parallel hybrid bus was tested in Santiago. Electric buses were tested in Bogota and Santiago, and a trolley bus was evaluated in Sao Paulo.

Three main components were measured to assess bus performance: direct exhaust emissions, fuel and energy consumption and the role of drivers, routes, topography, and altitude.

The Program received the support of local bus operators or representatives in each city, includ-ing Express del Futuro in Bogota, Real Auto Ôni-bus, Viação Saens Peña and Fetranspor in Rio, Subus Chile in Santiago, and Transpass and Am-biental in Sao Paulo, and each provided drivers. Bus routes were identified and agreed upon with local authorities, taking into account criteria such as specific local policies, normal operating con-ditions for public transport services, topography and maximum coverage of the main urban area. Tests were carried out under normal traffic con-ditions at maximum loading capacity using simu-lated weights.

Os testes incluíram diferentes tipos de ônibus hí-bridos (diesel/elétrico) e de totalmente elétricos com baterias(3), sempre comparados a um ônibus convencional a diesel (referência). Os testes foram realizados em cada uma das cidades seguindo um planejamento detalhado. Em ambas as cidades brasileiras foram testadas duas tecnologias híbri-das para ônibus, uma serial e outra paralela. Em Bogotá foram testadas dois exemplos de tecnologia híbrida paralela. Somente um ônibus híbrido foi testado em Santiago. Dois ônibus elétricos à bateria diferentes foram testados em Bogotá e em Santiago, e um Trolley em São Paulo.

Três componentes principais foram medidos para avaliar o desempenho dos ônibus: emissões diretas do escapamento; o consumo de energia e de com-bustível; e o papel dos motoristas, das rotas, da to-pografia e da altitude no desempenho dos ônibus.

O Programa teve suporte de operadores de ônibus locais e órgãos do governo de cada cidade, In-cluindo Express del Futuro, em Bogotá; Real Auto Ônibus, Viação Saens Peña e Fetranspor, no Rio de Janeiro; Subus Chile, em Santiago; Transpass e Ambiental em São Paulo. Todas ofereceram apoio operacional, técnico e de motoristas para realização dos testes. As rotas de ônibus foram identificadas e definidas em comum acordo com as autoridades locais, utilizando os seguintes critérios como base: políticas locais específicas, as condições normais de operação dos serviços de transporte público, tipo de

3. One bus manufacturer made its parallel-hybrid technology available in all four cities, other manufacturers made vehicles available to individual cities.

3. Um dos fabricantes de ônibus disponibilizou sua tecnologia híbrida paralela para todas as quatro cidades, os outros fabricantes disponibilizaram os veículos para cada cidade individualmente.

20

THC COPM1,5NOXCO2

60%

70%

80%

90%

100%Rio de Jaineiro

Emis

sion

redu

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n pa

ralle

l-hyb

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Sao Paulo

Average

Bogota

Santiago

50%

40%

30%

20%

10%

0%

26%

62%

72% 73%

80%

i. Direct Exhaust Emissions

Results varied by city, but in all cases, emissions performance was better for parallel hybrid buses than traditional diesel buses (full electric buses are not included in this analysis because this technol-ogy has zero direct exhaust pipe emissions).

Figure 1 compares CO2 and criteria pollutant re-duction emissions for parallel-hybrid technolo-gies and the respective reference diesel bus. On average, parallel-hybrid bus technologies regis-tered 26% lower CO2 emissions than the stand-ard diesel technology, under comparable weights, routes, and traffic conditions (all results have been normalized using a common driving cycle). For criteria pollutants, when comparing the parallel-hybrid versus diesel-only technologies, average reductions were 62% for nitrogen oxides, 72% for fine particulate matter, 73% for unburnt hydrocar-bons, and 80% for carbon monoxide.

Emission reductions for gases and fine particulate matter were always greater than 50% for all paral-lel and improved-serial hybrid technologies, with increased performance of over 70% reduction in all criteria pollutants analysed. The results for

topografia e a máxima representatividade da mal-ha urbana. Os testes foram realizados em condições normais de operação com capacidade máxima de carga simulada.

i) Emissões Diretas do Escapamento

Os resultados variaram de cidade para cidade, mas em todos os casos, o desempenho nas emissões dos ônibus híbridos em paralelo foi melhor do que o dos ônibus convencionais a diesel (os ônibus elé-tricos não foram incluídos nestas análises porque esta tecnologia não possui emissões de poluentes diretas do escapamento).

A Figura 1 compara a redução das emissões de CO2

e dos poluentes critério (poluentes considerados importantes para o monitoramento da qualidade do ar) para os ônibus híbridos paralelos com seus respectivos ônibus diesel convencionais de referên-cia. Em média, os ônibus com tecnologias híbridas em paralelo registraram redução de 26% nas emis-sões de CO2 quando comparados aos de tecnologia diesel convencional, lembrando que os testes foram realizados com pesos , rotas e condições de trânsito comparáveis (todos os resultados foram normaliza-dos usando um ciclo de condução comum). Para os poluentes critério, as reduções médias foram de 62% para os Óxidos de nitrogênio, 72% para o material particulado, 73% para os hidrocarbonetos não quei-mados e 80% para o monóxido de carbono.

Figure 1 Emissions reductions for carbon dioxide and criteria pollutants Figura 1 Redução nas emissões de CO2 e poluentes critério

21

PM1.5 are particularly interesting, showing an al-most constant 70% reduction for all cities(4). These improvements would have an important impact on local air quality as low carbon fleets become dominant, resulting in major health benefits (the combined population of the four cities is around 50 million). Therefore, introducing economic valuations based on health impact analysis, and assuming fleet turnovers in favour of hybrid tech-nologies, should be considered as part of an as-sessment framework.

ii. Energy Efficiency

The Program tested fuel consumption for diesel-only and hybrid diesel-electric buses, as well as electric energy consumption for full electric buses and a trolley bus. The analysis includes comparisons of fuel consumption by bus (FC) and by passenger (FC/pax), using a corresponding reference diesel bus in each city. Electric energy consumption is converted into equivalent litres of diesel fuel.

Four reference diesel, seven hybrid, and three full electric vehicles were tested in the four cities participating in the Program. Reference diesel buses are denominated RDB; hybrid buses are denominated PHB and SHB for par-allel and serial technologies, respectively; full-electric vehicles are FEB, whose equivalent fuel consumption is estimated by converting kWh and litres into kcal of energy (to avoid distortions to or fluctuations in local energy market prices(5)). As already explained, the hybrid buses were provided by three differ-ent manufacturers, one serial (SHB) and two parallel (PHB) configurations, and in relation to the full-electric vehicles (FEB), Sao Paulo provided a conventional in-use trolley bus; in Bogota and Santiago brand new full-electric buses were tested in the form of a single bus from a different manufacturer in each city. A representative diesel bus (RDB) was identified at each location.

Para todas as tecnologias híbridas em paralelo e em série aprimoradas, observaram-se reduções nas emissões de gases e material particulado fino sempre superiores a 50% e com mais de 70% de redução em todos os poluentes critério analisados. Os resultados encontrados para PM1.5 foram parti-cularmente interessantes, mostrando uma redução quase constante de 70% em todas as cidades estuda-das(4). Os avanços terão um importante impacto na qualidade do ar local conforme as frotas de baixo carbono forem se tonando dominantes, resultando em grandes benefícios para a saúde da população (a soma das populações nas quatro cidades estudadas está em torno de 50 milhões de pessoas). As ava-liações econômicas baseadas nos impactos à saúde e em simulações de mudança da frota em favor de tecnologias híbridas devem ser incorporadas ao es-copo das análises.

ii) Eficiência Energética

Foram testados os consumos de combustível de ôni-bus a diesel convencionais e híbridos, bem como o consumo de energia elétrica de ônibus elétricos pu-ros e Trólebus. As análises incluem comparações de consumo de combustível por ônibus (FC) e por pas-sageiro (FC/pax), usando um ônibus diesel como referência em cada uma das cidades. O consumo de energia elétrica foi convertido em litros equivalentes de diesel.

Sete ônibus referência a diesel, sete híbridos (um deles em duas cidades) e três elétricos puros foram testados nas cidades que participaram do Programa. Os ônibus foram denominados de acordo com suas tecnologias: o de referência a diesel, RDB; os híbri-dos, PHB e SHB para as tecnologias paralela e serial, respectivamente; e os elétricos puros foram denomi-nados de FEB, cujo consumo de combustível equiva-lente foi estimado pela conversão de kWh e litros em kcal de energia (para evitar distorções ou flutuações nos preços do mercado local de energia) (5).

Os ônibus híbridos foram fornecidos por três dife-rentes fabricantes nas seguintes configurações, um em série (SHB) e dois em paralelo (PHB). Em re-lação aos veículos elétricos puros (FEB), São Paulo forneceu um Trolley convencional e já em uso, em Bogotá e Santiago foram testados dois ônibus elé-tricos puros novos de fabricantes diferentes. Um ônibus a diesel de referência (RDB) foi utilizado em cada local.

Part II: The Case for Action: Why Hybrid or Electric Buses?Parte II: Ação - Por que Ônibus Híbridos ou Elétricos?

4. Values for Bogota are averages of results from two parallel hybrid brands.4. Valores para Bogotá são médias de resultados de dois híbridos paralelos de marcas diferentes.

5. Note that these acronyms do not necessarily refer to the same vehicles among cities.5. Essas siglas não necessariamente se referem aos mesmos veículos entre as cidades.

22

Rio de Jaineiro Sao Paulo Bogota Santiago

1.2

1.4

1.6

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

SHB Serial Hybrid Bus

PHB Parallel Hybrid Bus

FEB Full Electric Bus

RDB Reference Diesel Bus

A Figura 2 mostra que os resultados variam de cidade para cidade, mas em todos os casos a efi-ciência energética dos ônibus híbridos em paralelo e dos elétricos puros foram maiores do que as dos ônibus a diesel. As tecnologias híbridas em paralelo mostraram-se 31% mais eficientes do que a tecno-logia diesel convencional, aumentando para 38% se excluirmos os valores do Rio de Janeiro;

As tecnologias elétricas mostraram diferenças en-tre as cidades e os tipos de veículo. Nas duas cida-des que os ônibus elétricos puros foram testados, a melhora na eficiência de consumo de combustível equivalente chegou a 77% em média (81% para Bogotá; 73% para Santiago). O consumo de com-bustível equivalente para o Trólebus, testado em São Paulo, foi 56% menor se comparado ao ônibus a diesel convencional.

Acompanhando os resultados das emissões prove-nientes do escapamento, o consumo de combustível para o ônibus híbrido em série, no Rio de Janeiro, foi menos eficiente em comparação ao ônibus a diesel convencional (+51%), mas foi aprimorado, e mos-trou melhor eficiência do que o diesel convencional já na campanha de São Paulo (-22%). Essa melho-ra pode ser atribuída ao processo de aprendizagem desencadeado pelo Programa, o que poderia ser contínuo e produzir resultados ainda melhores no futuro. Neste caso específico, a fabricante de ônibus que ofereceu esta tecnologia aprendeu e aperfeiçoou seu ônibus e conseguiu melhorar o desempenho após sua experiência no Rio de Janeiro.

Figure 2 shows that results vary by city, but in

all cases energy efficiency from parallel-hybrid

and full-electric buses was higher than the tra-

ditional diesel bus. Average fuel consumption

was 31% less for the parallel-hybrid technologies

compared to the diesel bus. This increases to 38%

if the value for Rio de Janeiro is excluded.

Electric technologies showed differences be-

tween cities and vehicle types. An average 77%

more efficient equivalent fuel consumption was

achieved in the two cities testing electric buses

(81% for Bogota; 73% for Santiago). Equivalent

fuel consumption for the in-use trolley bus tested

in Sao Paulo was 56% lower than the diesel bus.

Similar to the results for exhaust emissions, the

fuel consumption results for the serial hybrid bus

were poor compared to diesel in Rio de Janeiro

(+51%) but improved and were better than diesel

in Sao Paulo (-22%). This might have been due

to a learning process triggered by the Program,

which could be on-going and may produce even

better results in the future. In fact, the bus manu-

facturer providing this technology learned and

tuned buses to improve performance following

the experience in Rio.

Figure 2 Fuel and energy consumption results Figura 2 Resultados de consumo de combustível e energia

23Part II: The Case for Action: Why Hybrid or Electric Buses?

Parte II: Ação - Por que Ônibus Híbridos ou Elétricos?

Rio de Jaineiro Sao Paulo Bogota Santiago

1.2

1.4

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

Os valores apresentados acima mudam quando cal-culados com base no consumo por passageiro, devi-do à capacidade de passageiros ser reduzida nos ti-pos de ônibus elétricos testados, quando comparados à capacidade dos ônibus a diesel. Os ônibus a diesel tem capacidade maior de passageiros devido ao seu peso relativamente menor.

Os ônibus híbridos testados apresentaram re-dução na capacidade de passageiros entre 10% e 20% quando comparados aos diesel convencio-nais, enquanto os ônibus elétricos puros apresen-taram redução entre 40% e 50%, para cumprir as exigências legais de peso máximo, principalmente devido à carga extra de baterias. A Figura 3 mos-tra o consumo de combustível e de energia equi-valente por passageiro.

A tecnologia dos híbridos em série manteve seus benefícios, com redução média de 29% em compa-ração aos ônibus a diesel. Os ônibus elétricos per-dem algumas de suas vantagens sobre os ônibus a diesel, passando de 77% de redução média a 61%, considerando a capacidade de carga. Operadores locais mostraram-se preocupados com a menor ca-pacidade de passageiros oferecida pelas novas e mais limpas tecnologias, não só por causa da redução na economia de energia, mas também por motivos logísticos operacionais. Este é um problema que os fabricantes dos ônibus de tecnologias de baixo car-bono estão enfrentando.

The values reported above change when calcu-

lated based on consumption per passenger due to

the smaller passenger capacity of the type of elec-

tric buses tested compared to diesel-only vehicles.

Diesel buses have a larger passenger capacity

given their comparatively lighter weight. Hybrid

buses that were utilized in the tests have a 10%-

20% smaller capacity than diesel buses, and elec-

tric buses accommodate 40%-50% fewer passen-

gers to comply with weight regulations, mainly

due to the extra load of the battery packs. Figure

3 shows fuel and equivalent energy consumption

per passenger.

The serial hybrid technologies maintain their

benefits, with 29% average reduction compared

with the diesel buses. Electric buses lose some

of their advantage over the reference diesel bus,

going from 77% average reduction to 61% taking

account of load carrying capacity. Local opera-

tors were concerned about the smaller passenger

capacity of the new and cleaner technologies, not

only because of the reduced benefit in energy sav-

ings but also on operational logistical grounds.

This is a problem that low carbon technology bus

manufacturers are tackling.





Figure 3 Fuel and energy consumption results per passenger. Figura 3 Resultados do consumo de combustível e energia equivalente por passageiro

24

iii) O Papel dos Motoristas, Rotas, Topografia e Altitude

Participaram do Programa, diferentes operadores e motoristas com diversos níveis de experiência - inexperientes, experientes, treinados e não trei-nados. Os resultados mostraram diferenças signi-ficativas nos padrões de condução. As diferentes maneiras de conduzir em São Paulo resultaram em uma variação de +/-10% na média geral, sobre o consumo de combustível para o ônibus híbrido em paralelo. Essa diferença pode ser explicada pela disparidade entre os níveis de formação dos mo-toristas, da familiaridade e conhecimento da nova tecnologia de propulsão e do sistema de frenagem regenerativa. Isso mostra a necessidade de elaborar programas para formação de condutores nos muni-cípios que adotarem as novas tecnologias.

As autoridades mostraram preocupação com a topografia, devido às dúvidas sobre o desempenho dos ônibus híbridos e elétricos em cidades com subi-das íngremes. Os resultados indicaram que os ôni-bus híbridos e elétricos têm o mesmo desempenho dos ônibus a diesel em ambientes montanhosos. Os testes de eficiência energética e emissões mostraram resultados semelhantes entre as tecnologias.

Testar ônibus em grandes altitudes, onde a dispo-nibilidade de oxigênio para a combustão é menor, foi um dos objetivos do Programa. A maioria dos ônibus híbridos já em uso está operando em baixas altitudes, mas o Programa demonstrou aos forne-cedores que é possível melhorar o desempenho dos ônibus em áreas montanhosas como Bogotá (a 2.600 m acima do nível do mar), ajustando os mo-tores por meio dos computadores de bordo.

b) Análises Econômicas

Os ônibus híbridos e elétricos apresentam custos ini-ciais mais elevados, se comparados às alternativas a diesel convencional, caso as baterias estejam inclu-sas no custo total. No entanto, a análise de um ciclo de vida de dez anos, mostrou que eles devem ser competitivos em longo prazo, sendo que os sistemas financeiros e regulatórios deverão desempenhar um papel importante nestas avaliações. Isso ocorre de-vido aos ônibus híbridos e elétricos apresentarem menor custo de combustível e energia, que é acumu-

iii. Role of Drivers, Routes, Topography,

and Altitude

The Bus Test Program included different opera-tors, and a mix of drivers - inexperienced, expe-rienced, trained, untrained. The results showed important differences in driving patterns. Differ-ent driving behaviours in Sao Paulo resulted in a +/-10% variation in overall average fuel consump-tion for the parallel hybrid bus. The driver’s level of training and familiarity with and knowledge of new propulsion and regenerative braking systems may explain these differences. There are opportu-nities for designing driver training programs that could be implemented by cities adopting the new technologies.

Topography was a concern for participating city authorities because of uncertainties about hybrid bus performance in cities with steep inclines. The results show that hybrid and electric buses per-form as well as diesel buses in hilly environments. Efficiency and emissions tests showed similar re-sults between technologies.

Testing buses at higher altitudes, where oxygen is less available for combustion, was one of the Pro-gram’s main goals. Most hybrid buses in use are operating at low altitudes, but the Program dem-onstrates to suppliers that simply tuning the en-gines through on-board computers help buses to perform better in mountainous areas like Bogota (at 2,600m above sea level).

b. Economic Analysis

Hybrid and electric buses involve higher initial costs compared to diesel alternatives if batteries are included in the overall cost. However, a 10-year life cycle analysis shows that they should be competitive in the long run, and that financial and regulatory systems will play an important part in their evaluation. Because hybrid and electric buses

25

lado ao longo do tempo, reduzindo a necessidade de subsídios aos combustíveis e que não é igualado aos impostos na energia elétrica.

A ausência de um mercado secundário ativo para os ônibus híbridos e elétricos reduz sua atratividade para algumas cidades (não sendo o caso de Bogo-tá), aumentando os riscos envolvidos na adoção de tecnologias de transporte mais limpas que o diesel. Admitindo ciclos de vida operacionais mais longos, para estes tipos de ônibus em comparação com os diesel convencionais, essa tendência poderia ser revertida e envolveria poucas alterações nas regu-lamentações ou nos contratos com as operadoras.

Esta estratégia econômica é apoiada também pelo modelo financeiro do BID, que mostra que o finan-ciamento preferencial para ônibus híbridos e elétri-cos os tornam competitivos em relação aos veículos a diesel, conseguindo economias significativas e ta-xas de retorno competitivas.

i) Custos do Ciclo de Vida

Os custos do ciclo de vida consideraram os gastos iniciais, o consumo de energia e os custos de manu-tenção ao longo da vida útil da tecnologia, neste caso um período de dez anos. Esta análise foi utilizada para comparar as três tecnologias: diesel convencio-nal, híbrido-elétrico e elétrico puro e é o principal resultado do cálculo de retorno do investimento ou o tempo necessário para recuperar o capital inicial investido ou para equiparar o investimento.

A análise foi realizada utilizando valores atuais de combustíveis e energia, com estimativas razoáveis dos custos de manutenção para ônibus híbrido e elétrico em comparação ao sistema a diesel conven-cional. Para os ingressos de energia (eletricidade vs. Diesel) os números são claros para cada cidade. Os custos de manutenção de um ônibus híbrido são superiores aos de um ônibus a diesel convencional, devido à existência de componentes adicionais a serem mantidos.

No caso dos ônibus híbridos, se o custo de manu-tenção for 20% maior do que o custo de manutenção de um ônibus a diesel, como é o caso de Bogotá, o custo total presente é um pouco maior do que o va-lor do a diesel em 10 anos, mas para as outras três

incur lower fuel/energy costs, savings accrue over time so the need for fuel subsidies is reduced and is not counterbalanced by electricity taxes. The absence of an active secondary market for hybrid and electric buses reduces their attractiveness for some cities (although not in the case of Bogota) and increases the risks involved in moving away from diesel. Allowing for much longer operating life-cycles for these kinds of buses compared to conventional buses could reverse this trend, and would involve minimal changes to regulations or contracts with operators.

This economic evaluation is supported also by IDB’s own analysis, which shows that concessional financing for hybrid buses makes them competi-tive with diesel vehicles, achieving significant sav-ings and competitive rates of return(6).

i. Life-Cycle Costing

Life-cycle costing considers initial costs, energy consumption, and maintenance costs over the life of the technology – in this case a 10-year period. It is a main output of the calculation of the pay-back period of the investment, or the time needed to recover the initial capital or equity investment. Life-cycle cost analysis was used to compare the three technologies: pure diesel, hybrid-electric, and pure electric.

The analysis was based on actual fuel and energy costs and reasonable estimates of the maintenance costs of hybrid and electric buses compared with conventional diesel systems. On energy inputs (electricity vs. diesel fuel) the figures are clear for each city. Maintenance costs are higher for hybrid than for conventional diesel buses, given that there is an additional component to be main-tained. In the case of hybrid buses, if the mainte-nance cost is 20% higher than the maintenance cost for a diesel bus, as is the case of Bogota, the total present cost is slightly higher than the diesel

6. Clean Technology Funds could be administered by Bancoldex, the second tier Colombian bank responsible for fostering supporting international investment in the country. In Brazil the strategy relies in BNDES and its concessional rates for specific credit lines.

6. Os Fundos para Tecnologia Limpa podem ser administrados pelo Bancoldex, o banco colombiano responsável por promover investimentos internacionais no país. No Brasil, a estratégia se baseia no BNDES e suas taxas de concessão para linhas de crédito específicas.


26

value in 10 years, but for the other three cities, is

slightly lower. If maintenance costs are below 20%,

the total present cost favours hybrid buses in the

long run. This is consistent with findings for other

cities around the world.

Experience with electric buses worldwide is

scarce, except for trolley buses, a proven technol-

ogy with cheaper maintenance costs than diesel

buses - without considering investment in cate-

naries and their maintenance. There are very few

fleets of autonomous electric vehicles in opera-

tion, which are mostly found in China and Korea.

Some operators claim that maintenance costs for

electric buses are well below the costs of diesel

buses, although they do not quote precise figures.

An operator in Shenzhen, for example, claims

that the cost of maintaining electric buses is 25%

lower than that of diesel buses. There is evidence

that the electric motors require less frequent lubri-

cant changes (between 25,000 and 100,000 km),

and brake parts life is longer since the motor slows

down the bus while regenerating energy when ac-

celeration is reduced.

In economic analysis terms, a 20% lower main-

tenance cost results in almost 15% lower life-

cycle cost in 10 years for the electric bus. The

economics improve in all cases as maintenance

costs are reduced.

Economic analysis deals with uncertainty in life-

cycle performance by considering various sce-

narios and assumptions (see Figures 4 to 7). In the

case of Bogota, the life-cycle costs for hybrid and

electric buses could be lower than those of diesel

buses. Life-cycle costs should reduce over time as

a result of learning and because all sources forecast

that, in the long run, the cost of lithium-based bat-

teries will fall. Preferential financing could speed

adoption of the technology and the scale and

scope of learning.

cidades, é ligeiramente mais baixo. Se os custos de manutenção forem inferiores a 20%, o custo total a valores presentes favorecerá os ônibus híbridos no longo prazo. Isto é consistente com os resultados de outras cidades ao redor do mundo.

As experiências com ônibus elétricos no mundo ainda são escassas, exceto para os Trolley, uma tec-nologia já comprovada com custos de manutenção menores que dos ônibus a diesel convencional, sem considerar o investimento em cabos elétricos e sua manutenção. Existem poucas frotas de ônibus elé-tricos puros em operação no mundo, a maioria pode ser encontrada na China e na Coréia.

Alguns operadores afirmaram que os custos de ma-nutenção de ônibus elétricos puros são bem meno-res do que os custos dos ônibus a diesel, apesar de não apresentarem números precisos. Um operador em Shenzhen, por exemplo, afirma que os custos de manutenção dos ônibus elétricos são 25% menor do que os de um ônibus a diesel. Existem evidências de que os motores elétricos exijam trocas menos frequentes de lubrificantes (entre 25.000 e 100.000 km) e como o motor elétrico auxilia na frenagem do ônibus enquanto regenera energia, a vida útil dos freios também é maior.

Em termos econômicos, a redução de 20% nos cus-tos de manutenção resulta na diminuição de quase 15% dos custos do ciclo de vida em dez anos, para ônibus elétricos. A economia melhora em todos os casos conforme os custos de manutenção dimi-nuem.

A análise econômica trabalha com as incertezas de um ciclo de vida, considerando diversos cenários e hipóteses (ver Figuras 4 a 7). No caso de Bogotá, os custos do ciclo de vida dos os ônibus híbridos e elétricos são menores do que os dos ônibus a diesel. Os custos do ciclo de vida de ônibus híbridos e elé-tricos podem reduzir ao longo do tempo, resultado da aprendizagem e das previsões de mercado que mostram uma queda nos preços das baterias a base de lítio. Financiamentos preferenciais poderiam acelerar a adoção das novas tecnologias, aumen-tando em escala tanto o mercado quanto o escopo de aprendizagem.

27

30

ElectricHybrid Low CaseHybrid High CaseDiesel

10 Years Total872

10% Interest10 Year Term

Baseline

Zero

U$180,000

FINANCING

MAINTENANCECOSTS

SALVAGE VALUE

CAPITAL COSTS


+20% Higherthan Diesel

10% of BatteryValue

U$290,000


-10% Lowerthan Diesel

30% of BatteryValue

U$290,000



30% of BatteryValue

U$450,000

880 806 744

Fuel/Energy

Capital Investmentand Salvage Value

Manteinance

Financing

4330

213 256 192

313 313

200 200

406

170

4081 71 93

62

171

98

321


Figure 4 Lifecycle costs for Bogota ( ‘000 USD, 10-Year Net Present Value)

Figura 4 Custos do ciclo de vida para Bogotá (em milhares de dólares, Valor Presente Líquido para 10 anos)

28

In the case of Sao Paulo, the life-cycle costs of hy-

brid and electric buses are lower than the costs

for conventional diesel buses due to preferen-

tial financing options. It is assumed that elec-

tric buses will achieve approximately 30% lower

life-cycle costs than diesel. Thus, even with 20%

higher maintenance costs, hybrids are a more at-

tractive option.

Em São Paulo, os custos do ciclo de vida comple-to dos ônibus híbridos e elétricos são mais baixos que os dos ônibus a diesel convencionais, devido às opções de financiamento preferenciais. Assume-se que os custos do ciclo de vida dos ônibus elétricos chegarão a ser 30% menores do que os do diesel convencional. Assim, mesmo com os custos de ma-nutenção 20% mais elevados, os híbridos seriam uma opção mais atraente.


10 Years Total1,367

FINANCING

MAINTENANCECOSTS

SALVAGE VALUE

CAPITAL COSTS


Baseline

20% of Bus Value(BRL 98,600)

U$148,000



10% of BatteryValue

U$246,500



30% of BatteryValue

U$246,500



30% of BatteryValue

U$367,500

1,321 1,242 1,018

Fuel/Energy


Manteinance

Financing

100 2929

61

57 43 48

217 260 195

10885472 472

503 503 717

613

280

158

Figure 5 Lifecycle costs for Sao Paulo (‘000 BRL, 10-Year Net Present Value)

Figura 5 Custos do ciclo de vida para São Paulo (em milhares de dólares, Valor Presente Líquido para 10 anos)

29

In the case of Rio de Janeiro, if electric buses

achieve energy savings and lower maintenance

costs - around 20% - compared to diesel, and as-

suming part local production and preferential

rates for imported components, then electric bus-

es would achieve significant savings in life-cycle

costs compared to diesel.

No Rio de Janeiro, se tecnologias mais eficientes forem adotadas para os ônibus elétricos, em com-paração ao equivalente em óleo diesel, se baixarem os custos de manutenção em torno de 20% com-parados ao do ônibus a diesel, se assumir parte da produção local e adotarem taxas especiais para os componentes importados, então, os ônibus elétricos conseguiriam reduções significativas nos custos do ciclo de vida.


10 Years Total1,246 1,194 1,115 1,054


Baseline

30% of Bus Value(BRL 123,280)

U$164,500

FINANCING

MAINTENANCECOSTS

SALVAGE VALUE

CAPITAL COSTS



10% of BatteryValue

U$246,500



30% of BatteryValue

U$246,500



30% of BatteryValue

U$367,500

Fuel/Energy


Manteinance

Financing

11329

29217 260 195

340 340

507 507

441

313

16157 44 48

54

127108

717


Figure 6 Lifecycle costs for Rio de Janeiro ( ‘000 USD, 10-Year Net Present Value)

Figura 6 Custos do ciclo de vida para o Rio de Janeiro (em milhares de dólares, Valor Presente Líquido para 10 anos)

30

In all cases, the analysis includes a battery salvage value, lower for lithium-based storage systems than for those based on a matrix of iron phos-phate. The disparity stems from the different lifes-pan of each type of battery related to secondary use that would generate value in the market.

To summarize, over a 10-year life-cycle, investing in hybrid and electric buses could be advantageous compared to investment in diesel vehicles. In ad-dition, a business model in which the batteries and the motor were priced as separate components of the vehicle, and paid for through leasing contracts, would equate the costs of new tech buses with a conventional bus. This would increase the attrac-tiveness of hybrid or electric buses compared to traditional diesel vehicles.

ii. Financing and Investment Scenarios

The Program found that economic and regula-tory barriers are limiting the adoption of hy-brid and electric buses across Latin America. The primary barrier to adoption of low carbon emissions technologies is the significantly higher upfront purchase cost compared to conventional diesel buses if the vehicles are bought as a single component, at a single cost. Hybrid buses can cost up to 50-60% more than equivalent diesel buses. Electric buses cost 125-150% more than equivalent diesel vehicles, and import and other taxes can further increase the price premiums for hybrid and electric buses.

Another barrier to the adoption of these technolo-gies is scepticism from operators, who are not yet convinced about the savings from improved fuel efficiency and lower maintenance costs. Opera-tors perceive the change to new technologies to be risky. Operators who have the opportunity to see low carbon technologies in use around the world and talk to their counterparts in these cities are more enthusiastic. In most cases, the support of government is required to make investment in these new technologies attractive. One option under consideration is implementing a package of financial incentives, which the IDB is prepared to assist with.

Em todos os casos, a análise incluiu um valor resi-dual para as baterias, menor para os sistemas de ar-mazenamento à base de lítio do que para aqueles a base de Fosfato de ferro. Esta divergência decorre do tempo de vida de cada tipo de bateria, relacionada com a utilização secundária que poderá gerar um valor no mercado.

Em suma, ao longo de um ciclo de vida de 10 anos, investir em ônibus híbridos e elétricos pode ser van-tajoso comparado ao investimento em veículos a diesel. Além disso, um modelo de negócio em que as baterias e o motor sejam valorados como com-ponentes separados do veículo e pagos por meio de contratos de leasing, igualariam os custos das novas tecnologias com as de um ônibus a diesel convencio-nal. Isso aumentaria a atratividade dos ônibus hí-bridos e elétricos comparados aos tradicionais.

ii) Cenário para Investimentos e Financiamentos

Segundo os estudos do Programa, as barreiras econômicas e regulatórias são os principais limi-tantes à adoção de ônibus híbridos e elétricos na América Latina. Um dos principais entraves para a utilização das tecnologias de baixo carbono é o custo inicial significativamente maior dos ônibus híbridos e elétricos, quando comprados a um ônibus diesel convencional, caso os veículos sejam valorados como um componente único, a um custo único. Os ônibus híbridos podem custar de 50% a 60% mais do que os ônibus a diesel equivalentes. Os elétricos podem custar de 125% a 150% mais do que um veículo a diesel equivalente. Os impostos e outras taxas podem aumentar ainda mais os preços dos ônibus híbridos e elétricos.

Outra barreira na adoção dessas tecnologias é o ce-ticismo dos operadores, que não estão convencidos sobre as economias geradas pela maior eficiência no uso do combustível e dos menores custos de manu-tenção. Os operadores creem que a mudança para as novas tecnologias seja arriscada. Aqueles que tiveram a oportunidade de ver essas tecnologias em uso ao redor do mundo e tiveram contato com profissionais que as utilizam, se mostraram mais entusiasmados. Dessa forma, o apoio do Governo faz-se necessário para tornar atrativos os investi-mentos nas novas tecnologias. Uma opção que está sendo considerada é a implementação de um pacote de incentivos financeiros, que o BID está preparado para auxiliar.

31Part II: The Case for Action: Why Hybrid/Electric Buses

32

There are also specific national barriers. In Bra-zil high import taxes (35%+) protect local pro-duction and since the batteries are nearly always manufactured internationally and constitute some 50% of the value of an electric bus, manufacturers cannot meet the necessary local content require-ments in bus production or assembly to avoid the costs of these taxes. Local policies provide gener-ous financing for diesel buses through BNDES, which would have a major negative impact on economic evaluations if operators try to move to other energy sources. The requirement of an aver-age age of five years for bus fleets makes it difficult for hybrids or electrics to even achieve break-even cost-benefit analysis.

In all countries, certification is a barrier, mainly because these hybrid and electric buses weigh more than current regulation allows. Local hybrid manufacturers have made adjustments to their design in order to comply with Brazilian specifica-tions. Current electric models require adjustments to meet the criteria in current regulation in Bra-zil and Colombia. These adjustments cannot be made to the carrying capacity of the buses since this would have a major effect on the number of buses required to meet passenger demand. There-fore, the weight challenge needs to be faced jointly by cities and suppliers in the near future.

TransMilenio, Bogota’s BRT authority, requires additional data/testing to evaluate the econom-ics of contracts for transport concessions. Hybrid and electric buses must significantly outperform the average diesel bus before operators will con-sider a major switch to new technologies. In Bo-gota, hybrids are likely to be cost-competitive with diesel buses over time; financing would speed up the transition and the Clean Technology Fund set forth by the IDB for Colombia can play an impor-tant role in providing concessional finance for low carbon technologies.

In Bogota nearly 30% of the bus fleet will be re-newed by 2015-2016 under the new integrated public transport plan (SITP), including old Trans-Milenio contracts. By 2025, Bogota’s urban bus fleet will include around 12,000 new buses. Today,

Existem também as barreiras específicas de cada país. No Brasil, os impostos para importação são ele-vados (mais de 35%) visando proteger a produção local. Uma vez que as baterias são quase sempre fabricadas internacionalmente e constituem cerca de 50% do valor de um ônibus elétrico, impossibilita aos fabricantes satisfazerem as demandas locais de produção ou de montagem desses ônibus.

Políticas locais preveem financiamentos generosos para ônibus a diesel por meio do BNDES, que apre-senta grande impacto sobre avaliações econômicas de ônibus movidos a outras fontes de energia. A exigência atual de um ciclo de vida de cinco anos para análise de financiamento de frotas de ônibus faz com que seja difícil para os híbridos ou elétricos até mesmo alcançar o ponto de equilíbrio.

Em todos os países, a homologação é um desafio, principalmente porque ônibus com novas tecnolo-gias são mais pesados do que, normalmente, as re-gulamentações permitem. Os fabricantes brasileiros estão adaptando o design dos ônibus híbridos para cumprir as especificações nacionais. Os modelos atuais dos ônibus elétricos requerem ajustes para atender aos critérios da regulamentação vigente no Brasil e Colômbia. Esses ajustes não podem ser realizados comprometendo sua capacidade de car-ga, uma vez que esta teria um grande impacto no número de veículos necessários para atender a de-manda de passageiros. Portanto, o desafio do peso precisa ser enfrentado em conjunto por cidades e fornecedores em um futuro próximo.

TransMilenio, responsável pelas BRTs de Bogotá, solicitou dados adicionais dos testes para avaliar economicamente os contratos de concessão do trans-portes. Os ônibus híbridos e elétricos devem supe-rar o desempenho dos a diesel em termos de custo, antes que os operadores decidam pela troca para as tecnologias novas. Em Bogotá, os híbridos tendem a ser competitivos, em custo, com os ônibus a diesel ao longo do tempo. Financiamentos acelerariam a transição e o Fundo de Tecnologia Limpa, estabele-cido pelo BID para a Colômbia, pode desempenhar um papel importante no fornecimento de financia-mento para as tecnologias de baixo carbono.

Cerca de 30% da frota de ônibus de Bogotá será renovada entre 2015 e 2016 sob o novo sistema integrado de transporte público (SITP), incluindo os contratos antigos da TransMilenio. Cerca de 12.000 novos ônibus serão incluídos na frota de

33

electric and hybrid buses tested are likely to be suitable for the BRT feeder lines and for SITP urban routes provided there is a solution for the additional weight of the vehicles. In the future, electric and hybrid buses may also be a good op-tion for the BRT trunk lines when articulated or bi-articulated models become available. In this context, IDB is moving forward with a techni-cal cooperation with the Global Environmental Facility (GEF) to support the development and testing of an electric articulated vehicle model.

Strict environmental and fuel performance standards to increase energy efficiency and re-duce polluting emissions, coupled with financ-ing incentives, could significantly increase up-take in Bogota. In Rio de Janeiro and Sao Paulo, policy and favourable financing could increase uptake and conversion to hybrid and electric buses. Sao Paulo’s regulation banning the use of diesel fuel by 2020 should force adoption of low carbon technologies. Possible local production of electric buses could also accelerate adoption in Brazil.

A broad approach, addressing technology, mar-ket and regulatory risks is needed to overcome resistance to change. Potential solutions for deal-ing with the technological risks should involve providing information on technological perfor-mance and encouraging manufacturers to pro-vide performance guarantees (e.g. maintenance contracts). Market and financing risks could be reduced through provision of preferential financ-ing, concessional financing and public financing, and tight administration to ensure operators re-cover their investments in new bus technologies. City leaders should set and communicate a clear long-term vision favouring cleaner technologies, and establish a regulatory framework to support this vision. Increasing the market for hybrid and electric buses could help operators and manufac-turers offset the initial barriers (e.g. higher initial investment, absence of a secondary market), and this could be achieved by consolidating the de-mand from several cities.

ônibus urbanos de Bogotá até 2025. Atualmente, os ônibus elétricos e híbridos testados tendem a ser utilizados nas linhas de alimentação das BRTs e para as rotas urbanas do SITP desde que haja uma solução para o excesso de peso desses veículos. No futuro, quando os modelos de ônibus híbridos e elé-tricos articulados ou bi-articulados estiverem dis-poníveis, poderão ser uma opção interessante para as linhas tronco das BRTs.

Neste contexto, o BID está indo adiante em uma cooperação técnica com o Fundo Global para o Meio Ambiente (GEF) para ajudar o desenvolvimento e testes de ônibus elétricos articulados.

Rígidos padrões de desempenho ambiental e de combustível para aumentar a eficiência energética e reduzir as emissões de poluentes, juntamente com incentivos de financiamento, poderiam aumentar significativamente a absorção dessas tecnologias em Bogotá. No Rio de Janeiro e São Paulo, a política e financiamento favoráveis poderiam aumentar a adoção e conversão para frotas híbridas e elétricas. Uma regulamentação de São Paulo que proíbe o uso de óleo diesel a partir de 2020 deve forçar a adoção de tecnologias de baixo carbono. Também, a pro-dução local de ônibus elétricos possivelmente poderá acelerar a adoção no Brasil.

Uma abordagem ampla das tecnologias, dos riscos de mercado e das regulamentações é necessária para superar as resistências às mudanças. Possíveis so-luções para lidar com os riscos tecnológicos devem envolver informações sobre seu desempenho, in-centivando os fabricantes a fornecer garantias (por exemplo, os contratos de manutenção).

Riscos financeiros e de mercado poderão ser reduzi-dos com uso de financiamentos preferenciais, por concessão e públicos, otimizando a administração e garantindo que os operadores recuperem seus inves-timentos nas novas tecnologias.

Os governantes devem ter uma visão de longo prazo, definindo e informando claramente o favorecimen-to das tecnologias mais limpas e estabelecendo um quadro regulatório para apoiar esta visão. Aumen-tar o mercado de ônibus híbridos e elétricos pode ajudar às operadoras e fabricantes a superarem as barreiras iniciais (por exemplo, o investimento ini-cial maior e a ausência de um mercado secundário), e isso pode surgir com a consolidação da demanda de mais cidades.


34

Another possible mechanism to foster uptake of low carbon technologies is to utilize individual financing for the separate components of the ve-hicle structure, batteries, and main electric parts. In this scenario, the costs of the vehicle structure would be the same as those of a conventional die-sel bus and the supplier would bear the techno-logical risks though a leasing model.

In Bogota the process of adoption of electric buses could be accelerated by new rules for certification of the technology and definition of the conditions of use (i.e. roads, routes). Bogota’s city government could push for strict fuel efficiency standards for new concessions (and renewals) which would force the transition to hybrid and electric fleets. Based on health benefits, the city could also offer higher payments to operators that adopt hybrid and electric technologies within the contracted remuneration formulas.

Rio de Janeiro and Sao Paulo could encourage the adoption of low carbon technologies by im-posing fuel efficiency standards for new conces-sions. In Sao Paulo this could apply to four new inter-municipal BRTs and five new BRTs for the city. Preferential loans could be made available for hybrid and electric buses at lower rates of interest than loans for diesel buses. Rio de Janeiro is im-plementing three new BRTs for the city. Rio could also take advantage of the opportunity presented by the 2016 Olympics and the accompanying res-olutions, to establish a new low carbon transport fleet. The Football World Cup in 2014 is another great opportunity for Brazilian cities to move ahead in low carbon techs.

c. Global Perspective

The C40 Climate Leadership Group is a network of the world’s megacities taking action to reduce greenhouse gas emissions (GHG). With a unique set of assets, the C40 works with participating cit-ies to address climate risks and impacts locally and globally. This includes reducing traffic congestion, pollution, and fossil fuel consumption.

Outro mecanismo para promover as tecnologias de baixo carbono seria o financiamento dos componen-tes estruturais do veículo separadamente, como as baterias e os principais componentes elétricos. Neste cenário, os custos estruturais do veículo seriam os mesmos que em um ônibus a diesel convencional, passando ao fornecedor os riscos tecnológicos por meio de um modelo de arrendamento (leasing).

Em Bogotá o processo de adoção dos ônibus elétricos poderia ser acelerado com novas regras para a cer-tificação da tecnologia e definição das condições de uso (estradas, rotas). O governo da cidade de Bogotá poderia forçar padrões de eficiência de combustível mais restritos para as novas concessões e renovações, que forçariam a transição para frotas de híbridos e elétricos. Com base nos benefícios para a saúde, a ci-dade também pode oferecer pagamentos mais eleva-dos para os operadores que adotarem as tecnologias híbridas e elétricas, dentro das fórmulas de remune-ração acordadas.

Rio de Janeiro e São Paulo poderiam encorajar a adoção de tecnologias de baixo carbono impondo padrões mais restritos de eficiência de combustível para novas concessões. Em São Paulo, isto poderia ser aplicado aos quatro novos corredores BRTs in-termunicipais e aos cinco novos corredores BRTs da cidade. Empréstimos preferenciais poderiam ser disponibilizados para operadores que optassem pe-los ônibus híbridos e elétricos a taxas de juros mais baixas do que empréstimos para os que adotarem os ônibus a diesel.

O Rio de Janeiro está implementando três novos corredores BRTs na cidade e poderia aproveitar a oportunidade apresentada pelos Jogos Olímpicos de 2016 e suas resoluções, para formar uma nova frota de transporte de baixo carbono. A Copa do Mundo em 2014 é outra grande oportunidade para as cida-des brasileiras avançarem no uso de tecnologias de baixo carbono.

c) Perspectiva Global

O Grupo de Cidades Líderes pela Mudança Climáti-ca (Rede C40) é uma rede de megacidades do mun-do que age para reduzir suas emissões de GEE. Com um conjunto de ativos único, a C40 trabalha com as cidades participantes para tratar dos riscos climáti-cos e impactos tanto localmente quanto globalmente. Isto inclui reduzir os congestionamentos, a poluição e o consumo de combustíveis fósseis.

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The C40 cities of Chicago, Curitiba, London, Mexico, New York, San Francisco, Seattle, Shang-hai, Tokyo, and Toronto, have pioneered the use of hybrid buses and are helping manufacturers to understand what cities need, and how to improve their technologies. The first hybrid buses operat-ing in C40 cities - although much cleaner than standard diesel buses - were not economically viable based on a simple economic evaluation. However, C40 cities have invested resources and time in helping manufacturers to achieve econo-mies of scale and to develop the market for hybrid and electric buses. As a result, the technologies have matured and are gaining momentum across the world.

In November 2012, key participants in the C40-CCI Hybrid & Electrical Bus Test Program in Latin America, including city government offi-cials and 12 local bus operators, joined in a unique fact-finding trip covering a number of C40 cities around the world, to investigate best practice in transport policy, and study the performance and economics of different bus technologies, including hybrid, electric, and biofuel powered buses.

Amid growing confidence in new technologies, the group met operators, transit authorities, and bus suppliers in Gothenburg, London, Mexico City, Shanghai, Shenzhen, and Stockholm. Vis-its showed that technology of battery-powered buses could be implemented immediately. Market growth, innovative business models, and public incentives should counteract the higher price of this low carbon option, which will produce sav-ings in health care costs due to reduced pollution and CO2 emissions.

Authorities in Bogota, Curitiba, Rio de Janeiro, and Sao Paulo, are keen to adopt low carbon tech-nologies. IDB and C40-CCI are working closely with city officials in each municipality to enable these Latin American cities to realize the many benefits of low carbon sustainable transport. Other cities will be watching how those pioneer metropolises overcome barriers and create appro-priate policy and financial frameworks to acceler-ate the shift.

As cidades do C40, como Nova York, Seattle, Xan-gai, Chicago, São Francisco, México, Curitiba, Tó-quio, Toronto e Londres, foram as pioneiras no uso de ônibus híbridos, estão ajudando os fabricantes a compreenderem o que as cidades necessitam e como melhorarem suas tecnologias.

Os primeiros ônibus híbridos que circularam nas cidades do C40, embora muito mais limpos do que os ônibus a diesel convencionais, não eram financei-ramente viáveis na visão puramente econômica. No entanto, estas cidades têm investido tempo e recursos para ajudar os fabricantes a atingir escalas econo-micamente viáveis e desenvolver um mercado de ônibus híbridos e elétricos. Como resultado, essas tecnologias amadureceram e estão ganhando força em todo o mundo.

Em novembro de 2012, os principais participantes do Programa de Testes de ônibus híbridos e elé-tricos da C40-CCI na América Latina, incluindo funcionários do governo e 12 operadores de ôni-bus, uniram-se para uma viagem de averiguação por algumas das cidades ao redor do mundo, que participam do C40, para conhecerem melhores práticas na política de transportes, estudar o des-empenho e a economia de diferentes tecnologias utilizadas em ônibus, incluindo híbridas, elétricas e os biocombustíveis.

Em meio à crescente confiança nas novas tecnolo-gias, o grupo conheceu operadores, autoridades de trânsito, e fornecedores de ônibus em Gotemburgo, Londres, Cidade do México, Xangai, Shenzhen, e Estocolmo. As visitas realizadas mostraram que a tecnologia dos ônibus movidos à bateria pode ser implantada imediatamente. O crescimento do mer-cado, modelos de negócios inovadores e incentivos públicos devem contrapor o preço elevado desta opção de baixo carbono, o que produzirá economia nos custos de saúde devido à redução da poluição e das emissões de CO2.

As autoridades de Bogotá, Curitiba, Rio de Janeiro e São Paulo estão ansiosas em adotar as novas tec-nologias de baixo carbono. O BID e a C40-CCI es-tão trabalhando diretamente com os governantes de cada município para que estas cidades latino-ameri-canas percebam os diversos benefícios do transporte sustentável de baixo carbono e sirvam de exemplo para outras cidades que estarão observando como essas metrópoles pioneiras superaram as barreiras, criaram políticas adequadas e mecanismos financei-ros para acelerar a mudança.


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36

a. Setting a Benchmark for Technology Companies

Electricity-powered transportation is rapidly be-coming a viable solution for significant pollution abatement and GHG emissions reductions. The results of the Program allow high confidence in the fact that new 12 metre buses (85 passenger ca-pacity) powered by fossil fuels perform better than the following average emissions factors in grams/kilometre, i.e. produce fewer emissions than: 1000 for CO2; 0.1for total hydrocarbons; 3.0 for CO; 7.0 for NOx, and 0.1 for PM1.5. 100% electric buses should not produce on-road emissions.

The Program confidently suggests a benchmark for fuel consumption of a maximum of 10 gallons (37.8 litres) per 100 km in the case of buses still using diesel fuel, and in the case of electric buses, energy consumption of less than 1.2 kWh per km or 4.1 gallons (15.3 litres) of diesel fuel equivalent per 100 km. The next recommended step for the cities is to adopt these figures as minimum energy performance standards for all new buses entering conventional transport fleets.

b. Employing New Tools for City-level Decision-making

Public decision-making in Latin America is of-ten driven by the goal of identifying solutions to poverty, public transportation, and public health. However there are two additional challenges that are increasingly impacting decision-making:

i) The majority of those people who rely on public transportation are the same population who experiences the greatest health conse-quences from pollution; and

ii) Low-income populations are often the most exposed to the effects of climate change, an-other problem that must be tackled in the im-mediate future.

a) Definir um Modelo de Referência para Empresas de Tecnologia

O transporte movido à eletricidade está rapidamen-te se tornando uma solução viável para a redução significativa da poluição e das emissões de GEE. Os resultados do Programa permitem, com alta con-fiabilidade, dizer que os novos ônibus de 12 metros (capacidade de 85 passageiros) movidos a combus-tíveis fósseis apresentaram médias menores dos se-guintes fatores de emissão em gramas/km, ou seja, emitem menos do que: 1000 para o CO2; 0,1 para os hidrocarbonetos totais; 3,0 para o CO; 7,0 para NOx e 0,1 para PM1.5. Ônibus elétricos puros não emitem poluentes quando estão em operação.

O Programa sugere uma referência para o consumo de combustível de no máximo 10 galões (37,8 li-tros) por 100 km no caso dos ônibus que continuem utilizando o diesel e no caso dos ônibus elétricos, o consumo de energia inferior a 1,2 kwh por km ou 4,1 galões (15,3 litros) de diesel equivalente de com-bustível por 100 km.

O próximo passo recomendado para as cidades é adotar estes números como padrões de desempenho energético mínimos para todos os novos ônibus que ingressarem nas frotas de transporte convencionais.

b) Empregando Novas Ferramentas para Tomada de Decisões em Âmbito Municipal

As decisões do poder público na América Latina muitas vezes são impulsionadas pelo objetivo de identificar soluções para a pobreza, transportes e saúde pública. No entanto, existem dois desafios adicionais que estão impactando cada vez mais as tomadas de decisão:

i) A maioria das pessoas que dependem do trans-porte público faz parte da mesma população que so-fre as maiores consequências na saúde decorrentes da poluição e;

ii) As populações de baixa renda são, frequente-mente, as mais expostas aos efeitos das mudanças climáticas, outro problema que deve ser enfrentado em um futuro próximo.

37

It is precisely in this context that low carbon technology should be seen as an important op-portunity. As cleaner transportation technologies reduce the carbon impact from public transpor-tation, they thereby reduce some of the expendi-ture on health. Consequently, if the impacts on health and the associated costs of care are taken into account, the discussion on clean technologies becomes more compelling. These benefits have already been proven by several studies, including this Program(7).

To incorporate all of these complexities into their decision-making, cities are working with new tools to support the combined evaluation of en-vironmental and health solutions. It is no longer viable to employ old technologies for bus trans-port, or to continue to extend urban highways for private cars, and then increase the capacity of healthcare systems to cope with avoidable diseases associated with those transport technologies. For this reason several C40 cities are developing poli-cies and plans to tackle the problem of pollution in

Part III: Key Outcomes, Findings, and RecommendationsParte III: Principais Resultados, Achados e Recomendações

É precisamente neste contexto que a tecnologia de baixo carbono deve ser vista como uma importante oportunidade. As tecnologias mais limpas de trans-porte reduzem o impacto do carbono proveniente dos transportes públicos, reduzindo assim parte das despesas com a saúde. Se os impactos sobre a saúde e os custos para os sistemas de saúde pública asso-ciados forem levados em conta, a discussão sobre tecnologias limpas se torna ainda mais atraente. Esses benefícios foram comprovados por diversos estudos(7), incluindo este Programa.

Para incorporar todas essas complexidades em suas decisões, as cidades estão trabalhando com novas ferramentas para apoiar a avaliação conjunta das soluções ambientais e da saúde. Não é viável con-tinuar empregando antigas tecnologias no trans-porte ou continuar a ampliar ruas e avenidas para fomentar o uso dos veículos privados e assim, au-mentando a conta dos sistemas de saúde que lidam com as doenças evitáveis, associadas às tecnologias antigas de transporte. Por esta razão, várias cidades participantes do C40 estão desenvolvendo políticas e planos para combater os problemas da poluição de

7. See, e.g. the review of international research in Alcaldía Mayor de Bogota - Secre-taría Distrital de Ambiente, 2010. Plan Decenal de Descontaminación.

7.Veja por exemplo, a revisão da pesquisa internacional em Alcaldía Mayor de Bogotá - Secretaría Distrital de Ambiente, 2010. Plano Decenal de Descontaminación.

38

an integrated way, including working to make their

transportation systems cleaner and more efficient.

The IDB and C40 are helping cities to integrate

criteria for decision-making in order to facilitate

a move to an Avoid-Shift-Improve approach. This

approach recognizes that reducing/avoiding mo-

torized travel requires better integration of land

use and transport planning policies coupled with

Travel Demand Management (TDM) measures.

Where travel is unavoidable, it will be important

to enable a shift from private vehicles to public

transport and non-motorized transport modes.

Finally, the efficiency of transport must improve

via stricter energy/fuel standards and the intro-

duction of new technologies. It is in this area that

the results of the Program should enable cities to

plan transport systems centred around BRTs – the

new paradigm for transportation which will re-

duce the numbers of buses required and increase

capacity in relation to passenger numbers and

trips, reduce fuel consumption, and reduce or

eliminate tail pipe and GHG emissions. The result

will be major reductions in health costs and cli-

mate change risks.

The Program has shown the potential value of

employing electric and hybrid powered buses in

cities in Latin America. The evidence provided by

the Program can be used with confidence to sup-

port decision-making, demonstrate true costs of

deployment, and promote efforts to make these

new technologies affordable for operators and

transit authorities. Although it may be necessary

to offer incentives to operators in order for these

technologies to be cost effective in the short term,

the IDB and the C40 are confident that increased

demand will reduce costs and therefore, the need

for subsidies from the public sector.

forma integrada, o que inclui trabalhar para tornar seus sistemas de transporte mais eficientes e limpos.

O BID e a C40 estão ajudando as cidades a in-tegrar seus critérios de tomada de decisão, a fim de facilitar a mudança para uma abordagem “Evitar-Mudar-Melhorar”. Esta visão reconhece que para reduzir ou evitar viagens motorizadas é necessário melhorar a integração das políticas de uso da terra e o planejamento do transporte, jun-tamente com medidas de Gestão da Demanda de Viagens (GVD). Quando a viagem for inevitável, é importante permitir a troca do uso do veículo privado pelo transporte público e meios de trans-porte não-motorizados.

Enfim, a eficiência do transporte deve melhorar por meio do uso de padrões mais rigorosos de energia/combustíveis e da introdução de novas tecnologias. É nesta área que os resultados do Pro-grama deverão permitir que as cidades planejem seus sistemas de transporte centrados em BRTs, o novo paradigma para os transportes que irão reduzir a quantidade de ônibus necessários, au-mentar a capacidade do transporte de passageiros e de viagens, diminuir o consumo de combustível e reduzir ou eliminar tanto as emissões dos poluen-tes provenientes dos escapamentos, quanto as dos GEE. Como resultado haverá redução significativa dos custos para o setor da saúde e dos riscos trazi-dos pelas mudanças climáticas.

O Programa mostrou o valor potencial do uso de ônibus movidos à eletricidade e híbridos nas cida-des da América Latina. As evidências fornecidas pelo Programa podem ser usadas com confiança para apoiar decisões, demonstrar custos reais de im-plantação e promover esforços com o intuito de que as novas tecnologias sejam acessíveis, tanto para operadores, quanto para gestores de trânsito. Embo-ra, talvez haja a necessidade de oferecer incentivos para os operadores para que essas tecnologias sejam rentáveis em curto prazo, tanto o BID quanto o C40 estão confiantes que o aumento da demanda re-duzirá os custos e consequentemente a necessidade de subsídios do setor público.

39

c. Key Findings and Recommendations

The Program has demonstrated the significant ef-fects of hybrid and electric buses as compared to conventional diesel vehicles:

i) Emissions fade-out of criteria pollutants including PM1.5, which shows reductions of 75% on average;

ii) Reductions in CO2 emissions of 26% on average;

iii) More efficient fuel consumption based on reductions of between 31% and 40% depend-ing on the city´s altitude in the case of hybrid-electric buses, and up to 77% in the case of full electric battery powered buses (equiva-lent fuel consumption).

Table 1 shows 10 years estimated reductions in CO2 and PM1.5, and fuel savings as fleets migrate progressively towards hybrid and electric buses in some C40 Latin American cities.

c) Principais Resultados e Recomendações

O estudo mostrou efeitos benéficos significativos no uso dos ônibus híbridos e elétricos em comparação aos ônibus a diesel convencionais:

i) Atenuação das emissões dos poluentes critério, in-cluindo PM1.5, que apresentou redução de 75% em média;

ii) Redução de 26%, em média, das emissões de CO2;

iii) Maior eficiência no consumo de combustível, com reduções entre 31% e 40%, dependendo da al-titude da cidade no caso dos ônibus híbridos e até 77% no caso dos ônibus elétricos puros (a bateria), utilizando consumo de combustível equivalente.

A Tabela 1 mostra a redução estimada, para um pe-ríodo de 10 anos, de CO2 e PM1.5 e a economia de combustível conforme a migração progressiva das frotas de ônibus para tecnologias híbridas e elétricas em algumas das cidades latino-americanas partici-pantes do C40 .

Bogota

Buenos Aires

Rio de Janeiro

Sao Paulo

Total

3,3

0,9

1,9

3,8

10

280

150

220

1,000

1,650

300

70

150

320

840

1,100

300

600

1,200

3,200

1,200

300

500

1,100

3,100

CO2:(Million tons)

PM1,5(Tons)

FuelEquivalent(Million gal)

FuelEquivalent

(Million liters)

USDSavings in fuel

(Million)

Part III: Key Outcomes, Findings, and RecommendationsParte III: Principais Resultados, Achados e Recomendações

Source: C40 calculation from Program’s data.

Table 1Emissions reductions and fuel savings over 10 years under a realistic scenario of 30,000 diesel buses replaced by hybrid and electric vehicles

Tabela 1Redução das emissões e economia de combustível em 10 anos, sob um cenário realista de 30.000 ônibus a diesel substituídos por veículos híbridos e elétricos

40

As cities migrate towards low carbon fleets in public transport, Latin America will become a significant contributor to actions mitigating CO2

emissions and black carbon. Citizens throughout the region will reap the benefits of improved air quality and financial savings by conserving fuel.

The Program also found that:

i) Driving patterns, driver competence, and steepness of the terrain affect the performance of low carbon buses;

ii) Ten-year life-cycle analysis of hybrid and electric buses results in lower total present cost compared to conventional diesel buses, in sev-eral scenarios.

Results reveal that these technologies can com-pete with conventional buses, particularly when coupled with initial incentives, financing arrange-ments, and creative business models for the elec-tric vehicle’s components.

Com as cidades migrando para frotas de baixo car-bono no transporte público, a América Latina se tornará um contribuinte significativo das ações de mitigação das emissões de CO2 e de Black Carbon. Os cidadãos de toda a região vão colher os benefí-cios da melhora na qualidade do ar e da economia financeira pela conservação de combustível.

O Programa também mostrou que:

i. Padrões de condução, competência do moto-rista e a declividade do terreno afetam o desem-penho dos ônibus de baixo carbono;

ii. Os resultados da análise de um ciclo de vida de 10 anos apontou que os ônibus híbridos e elétricos apresentam custo presente total menor quando comparados ao ônibus a diesel conven-cional, em diversos cenários;

Os resultados revelaram que as novas tecnologias de ônibus podem competir com as convencionais, par-ticularmente quando associadas a incentivos ini-ciais, mecanismos de financiamentos e modelos de negócios criativos para seus componentes elétricos.

41Part III: Key Outcomes, Findings, and Recommendations

Parte III: Principais Resultados, Achados e Recomendações

Key Recommendations:

Bus manufacturers are encouraged to pay at-

tention to current regulations and to adapt their

products to the Latin American market directives,

especially regarding vehicle architecture weights,

which can affect economic evaluations of bus op-

erations. Suppliers should be invited to participate

in the development of financial solutions to facili-

tate the acquisition of these new vehicles by city

bus operators.

Cities and national governments should be en-

couraged to introduce and maintain certain in-

centives, such as low or zero VAT, import duty,

and local taxes, in order to facilitate the initial up-

take of low carbon vehicles.

Given the positive effect of the new technologies

on population health and health sector costs, gov-

ernments should, for example, consider contrib-

uting to the initial capital costs through direct sub-

sidies or by allowing marginal increases to fares.

Such are the models adopted in cities where low-

carbon technology bus fleets have been deployed.

Additionally, diesel prices should be corrected to

reflect the real price of the fuel and pollution taxes

should be imposed on this energy source.

Cities in Latin America are renewing their bus

fleets, creating a market of not less than 30,000

buses within the next 10 years. Old vehicles should

be scrapped and replaced by low carbon technolo-

gies. Governments should develop, implement,

and enforce strict fuel performance regulations

for buses to encourage the building of clean public

transportation. The data provided by the Program

are strong and persuasive. Results support firm

benchmarks that cities can apply with confidence

when setting regulation.

Principais Recomendações:

Os fabricantes de ônibus devem ser encorajados a seguir as regulamentações e a adaptar seus produtos às diretrizes do mercado latino-ameri-cano, especialmente no que se refere ao peso dos veículos, que pode afetar as avaliações econômi-cas pelos operadores. Os fornecedores devem ser convidados a participar do desenvolvimento das soluções financeiras que facilitarão as aquisições dos novos veículos por parte dos operadores de ônibus da cidade.

As cidades e o governo federal devem ser motiva-dos a introduzir e manter os incentivos adequados, como baixar ou zerar os impostos de importação e locais, a fim de facilitar a arrancada inicial para implementação de ônibus de baixo carbono.

Dado os efeitos positivos das novas tecnologias so-bre a saúde da população e os custos do setor, os governos poderiam, por exemplo, considerar con-tribuir para os custos iniciais de capital por meio de subsídios diretos ou permitindo aumento mar-ginal das tarifas, tais como os modelos adotados em cidades onde as tecnologias de baixo carbono têm sido implementadas nas frotas de ônibus. Adi-cionalmente, o preço do diesel deve ser corrigido para refletir o valor real do combustível e impostos sobre a poluição devem ser atribuídos a esta fonte de energia.

As cidades da América Latina estão renovando suas frotas de ônibus, criando um mercado não menor que 30.000 ônibus dentro dos próximos 10 anos. Veículos antigos devem ser destruídos e substituídos por tecnologias de baixo carbono. Os governos devem desenvolver, implementar e fazer cumprir rigorosos regulamentos de desempenho de combustível para ônibus, incentivando a con-solidação de um sistema de transporte público limpo. Os dados fornecidos pelo Programa são fortes e persuasivos, propondo referências sólidas que podem ser utilizadas com confiança nas defi-nições normativas.

In summary, Latin American cities have a great

opportunity to drive the markets for low carbon

transport technologies, and particularly hybrid

and electric buses. The economic effort required

would far outweigh the large environmental and

health benefits that will accrue. Both the IDB and

C40 have a deep commitment to helping lead cit-

ies to move their transport sectors to the frontier

in low carbon sustainable mobility.

Authorship & Acknowledgements

This document was prepared extracting the main

data and findings of the studies carried out by

ISSRC and Dalberg, contractors of the C40-CCI

Hybrid Electric Bus Test Program, which was

made possible by financial support from the IDB.

The following people worked on the production

of the publication: Manuel Olivera, C40-CCI

Regional Director and HEBTP Manager; Mau-

ricio Osses and James Lents from ISSRC; Sergio

Deambrosi and Carlos Mojica from IDB; Adal-

berto Maluf, C40-CCI CD in Sao Paulo; Cristina

Mendonça, C40-CCI CD in Rio; Amanda Eichel,

C40 Director of Initiatives and Regions; Brooke

Russell, C40 Communications; Mike Marinello,

C40 Communications Director; Sarah Potts, C40

Deputy Director of Initiatives and Regions; and

Emily Morris, C40 Communications. Also in-

volved in the preparation of this document: Sis-

temas Sustentables, Cecilia Ibarra, Marco Mar-

tins, Danilo Sasaki, Cynthia Little, Mariana Paes, Tamara Osses and Javier Henriquez.

Por fim, as cidades latino-americanas têm uma grande oportunidade de liderar os mercados das tecnologias de transporte de baixo carbono, parti-cularmente ônibus híbridos e elétricos. Os esforços econômicos necessários serão compensados pelos intangíveis benefícios ambientais e à saúde que virão. Tanto o BID quanto o C40-CCI têm o pro-fundo compromisso de ajudar as cidades a guiar seus setores de transporte para a vanguarda da mobilidade sustentável de baixo carbono.

Autoria e Agradecimentos

Este documento foi elaborado extraindo os prin-cipais dados e conclusões dos estudos realizados pela ISSRC e Dalberg, contratados pelo C40-CCI Programa de Testes de Ônibus híbridos e elétricos, o qual foi possível graças ao apoio financeiro do BID. As seguintes pessoas trabalharam na pro-dução deste documento: Manuel Olivera, Diretor regional da C40-CCI e Administrador do HE-BTP; Mauricio Osses e James Lents pela ISSRC, Sergio Deambrosi e Carlos Mojica do BID; Adal-berto Maluf, C40-CCI CD em São Paulo; Cristi-na Mendonça, C40-CCI CD no Rio de Janeiro; Amanda Eichel, C40 Diretora de iniciativas e regiões; Brooke Russell, C40 Comunicações; Mike Marinello, C40 Diretor de comunicações; Sarah Potts, C40 Vice-diretora de iniciativas e regiões; e Emily Morris, C40 Comunicações. Também estão envolvidas na preparação deste documento: Siste-mas Sustentables, Cecilia Ibarra, Marco Martins e Danilo Sasaki. E agradecimentos pelo suporte de Cynthia Little, Mariana Paes, Tamara Osses e Ja-vier Henríquez.

44

Special acknowledgements to the following institutions:

Agradecimentos especiais para as seguintes instituições:

Bogota:

• Alcaldía Mayor de Bogotá• TransMilenio S.A.• Secretaría de Movilidad• Secretaría de Ambiente• Ministerio de Transporte• Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible• Express del Futuro S.A.

Rio de Janeiro:

• Secretaria Municipal de Transporte da Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro• Secretaria Municipal de Meio Ambiente da Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro• Gabinete do Prefeito, Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro• Federação das Empresas de Transportes de Passageiros do Estado do Rio de Janeiro• Rio Ônibus - Empresas de Ônibus da Cidade do Rio de Janeiro• Instituto Nacional de Eficiência Energética• Programa Nacional da Racionalização do Uso dos Derivados de Petróleo e do Gás Natural• Centro de Pesquisas Leopoldo Américo Miguez de Mello• Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social, BNDS• Secretaria de Estado de Transporte• Secretaria de Estado do Ambiente, Subsecretaria de Economia Verde

Sao Paulo

• Prefeitura da Cidade do Sao Pãulo• Secretaria Municipal de Transportes• Secretaria do Verde e Meio Ambiente do Sao Pãulo• São Paulo Transportes• Transpass• Ambiental e Elektro Eletricidade e Serviços S.A.

Santiago de Chile

• Transantiago• Subus Chile S.A.• Ministerio de Transportes y Telecomunicaciones• Centro de Innovación del Litio, Universidad de Chile

45

Special gratitude to the following companies that accepted the challenge of providing test buses to the program, and to their always supportive staff and professional teams:

Agradecimento especial às seguintes empresas que aceitaram o desafio de fornecer ônibus de teste para o Programa, e para a suas equipes de profissionais, sempre solidários:

• Volvo do Brasil Veículos Ltda.• BYD y PracoDidacol S.A., su concesionario en Colombia• YoungMan y Rattan Holding S.A., su concesionario en Colombia• Eletra Industrial Ltda. (Brazil)• Hankuk Fiber (Korea)

Special acknowledgments to the following people who made this program happen:

Agradecimentos especiais às seguintes pessoas que fizeram este programa acontecer:

• Felipe Targa, Ex Viceministro de Transporte, Colombia• Deysi Rodríguez, Especialista Ambiental, TransMilenio S.A.• Steve Crolius, Director del Programa de Transporte de CCI• Andrew Kessel, Director Financiero de la WJCF• Antiguos directivos de CCI: Linn Schenk, Kristin Wadhwa, Corrie Martin• Fabio Lorençon, Senior Sales Engineer, Volvo• Eduardo Behrentz, Professor, University of Los Andes• IDB Staff: Juan Pablo Bonilla, Teodoro Clemente Noel, Maria Paola Bustos, Andrea Giraldo, Paula Castillo, Francisco Arango, Laura Mondragón

And finally to the C40 staff, whose support was essential:

Finalmente, agradecimentos aos funcionários da C40, cujo apoio foi essencial:

• Jay Carson, Director Ejecutivo• Amanda Eichel, Directora de Iniciativas y Regiones• Johanna Partin, Directora Regional para Norte América y,• David Cusack, Director Administrativo

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Abbreviations

BEV Battery electric vehicles

BNDES Brazilian Development Bank

BRT Bus Rapid Transit

CO2 Carbon dioxide (always understood in this publication as equivalent -e)

CCI Clinton Climate Initiative, a program of the William J. Clinton Foundation

IDB Inter-American Development Bank


FC Fuel consumption

FC/Pax Fuel consumption by passenger

GEF Global Environment Facility

GHG Green House Gases

GDP Gross Domestic Product

HEBTP Hybrid Electric Bus Test Program

IEA International Energy Agency

ISSRC International Sustainable Systems Research Center

NPV Net present value



PM Particulate matter


SITP (Sistema Integrado de Transporte) Integrated Public Transport System

TDM Travel Demand Management

VAT Value Aggregated Tax

Siglas

VEB: Veículo Elétrico a Bateria

BNDES: Banco Nacional do Desenvolvimento

BRT: Ônibus de Transito Rápido

CO2: Dióxido de carbono (Sempre entendido nesta publicação como equivalente -e)

CCI: Clinton Climate Initiative, Iniciativa Climática Clinton, um programa da fundação William J. Clinton

BID: Banco Interamericano de Desenvolvimento

FEB: Ônibus Elétrico Puro

FC: Consumo de Combustível

FC/Pax: Consumo de Combustível por Passageiro

GEF: Fundo Global para o Meio Ambiente

GEE: Gases de Efeito Estufa

PIB: Produto Interno Bruto

HEBTP: Programa para Testes de Ônibus Híbridos e Elétricos (Siglas em Inglês)

IEA: Agência Internacional de Energia (Siglas em Inglês)

ISSRC: International Sustainable Systems Research Center

RDB: Ônibus a Diesel de Referência (Siglas em Inglês)

PHB: Ônibus Híbrido em Paralelo (Siglas em Inglês)

SHB: Ônibus Híbrido em Série (Siglas em Inglês)

PM: Material Particulado (Siglas em Inglês)

SITP: Sistema Integrado de Transporte

GVD: Gestão da Demanda de Viagens

47

tapa 3

47

www.issrc.orgwww.indivisual.cl

About C40The C40 Cities Climate Leadership Group (C40) is a network of large and engaged cities from around the world committed to implementing meaningful and sustainable climate-related actions locally that will help address climate change globally. C40 was established in 2005 and expanded via a partnership in 2006 with President William J. Clinton’s Climate Initiative (CCI). The current chair of the C40 is New York City Mayor Michael R. Bloomberg. To learn more about the work of C40 and our Cities, please visit www.c40.org, follow us on Twitter @c40cities and like us on Facebook at http://www.facebook.com/C40Cities.

Sobre o C40 O Grupo C40 de Grandes Cidades para Liderança Climática (C40) é uma rede de grandes cidades ao redor do mundo comprometidas na implementação de ações, em nível local, significativas e sustentáveis relacionadas ao clima que ajudarão a enfrentar as mudanças climáticas no mundo. O C40 foi criado em 2005 e ampliado através de uma parceria em 2006 com a Iniciativa Climática do Presidente William J. Clinton (CCI). O atual presidente do C40 é o prefeito de Nova York Michael R. Bloomberg. Para saber mais sobre o trabalho do C40 e as cidades participantes, por favor visite www.c40.org, siga-nos no Twitter @c40cities, e curta nossa página no Facebook em http://www.facebook.com/C40Cities.

Low carbon technologies can transform Latin America's bus fleets

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