Jeff Eisenberg sobre el desafío del alquiler de grupos electrógenos Stage V

Los generadores diésel se han utilizado en obras de construcción y otras obras durante décadas, y es probable que esta situación continúe. Entre sus aplicaciones se incluye la carga de equipos eléctricos donde la red eléctrica aún no puede abastecerlos. Los requisitos europeos de emisiones diésel de la Etapa V plantean desafíos específicos para los generadores diésel. ¿A qué se debe esto y qué se necesita para mejorar la situación?

Los motores diésel de Etapa V son obligatorios en todos los equipos no de carretera nuevos desde enero de 2020 en la Unión Europea. Los motores de Etapa V son mucho más limpios que los del primer requisito de emisiones, la Etapa I, introducido en 1997, y en el caso de las emisiones de partículas, son un 97 % más limpios. Los motores diésel de entre 37 kW y 560 kW tienen los límites de emisiones más estrictos, y esta gama abarca muchos tamaños de generadores populares en el sector del alquiler.

Jeff Eisenberg

Los estándares Tier 4 de EE. UU. se planificaron originalmente para estar en armonía con Stage V, pero ahora son diferentes ya que los estándares europeos más estrictos requieren un DPF (filtro de partículas diésel), mientras que el Tier 4 no.

Cada vez hay más equipos eléctricos disponibles en obra, de todas las categorías, pero la infraestructura de carga será un reto, especialmente en una obra donde la red eléctrica aún no ha llegado o carece de capacidad. Una excavadora eléctrica de 20 toneladas es ecológica y muy silenciosa, pero tiene el equivalente a 10 baterías Tesla.

Está claro que durante muchos años las soluciones de carga en el sitio serán energía de la red, híbrida, solar, almacenamiento de baterías y, eventualmente, hidrógeno, pero con un componente diésel como parte de la solución híbrida.

Los generadores con motores de Etapa V cuestan alrededor de un 40 % más que sus predecesores de Etapa IIIa. El motor y su sistema de control son más complejos, y el DPF (si corresponde, dependiendo del tamaño del motor) se calienta y ocupa espacio, lo que implica que la carrocería debe ser más grande y los sistemas de flujo de aire pueden ser un desafío.

Muchas ciudades europeas están implementando Zonas de Bajas Emisiones, que limitan o gravan la entrada de vehículos más antiguos y contaminantes. Londres, París, Ámsterdam, Oslo, Estocolmo y Helsinki son algunas de las ciudades que inician una lista larga y en constante crecimiento. Sin embargo, la mayoría de estas ciudades no aplican los requisitos de diésel de la Etapa V para equipos de construcción y, por lo general, están pasando directamente a exigir equipos eléctricos. Este proceso está en curso, con una combinación de iniciativas voluntarias y oficiales, como informó la revista Construction Europe de KHL en febrero de 2022 .

Londres es la ciudad que más se ha centrado en los motores diésel de Etapa V para obras de construcción. Las normas del alcalde de Londres, aplicadas por las autoridades locales, son muy claras y detalladas para la maquinaria móvil no vial (NRMM) diésel. Todos los equipos diésel de 37 a 560 kW utilizados dentro de una zona definida deben registrarse en el sitio web de la Asamblea de Londres (gobierno). Si hay equipos de Etapa V disponibles, deben utilizarse; no se aplican exenciones de costes.

Eisenberg dice que los fabricantes de motores diésel Stage V y los instaladores OEM están trabajando duro en los problemas de confiabilidad.

Fuera de Londres, algunas infraestructuras, como las centrales eléctricas y el proyecto ferroviario de alta velocidad HS2, solo permitirán equipos de la Etapa V, priorizando las soluciones eléctricas e híbridas cuando estén disponibles. Esto es un requisito del cliente, no una normativa. Cada vez se presta más atención a las soluciones eléctricas e híbridas que a la Etapa V.

Las empresas de alquiler del Reino Unido que hablaron extraoficialmente con el autor estiman que el 1% de las solicitudes de generadores diésel en el Reino Unido especifican equipos de Etapa V, y aproximadamente el 1% de las flotas de la industria de alquiler del Reino Unido son de Etapa V (en la categoría de 37 a 560 kW). Las estimaciones de las empresas de alquiler europeas más grandes son similares, y muy pocas se muestran dispuestas a hablar oficialmente y posiblemente admitan que conservan sus generadores de Etapa IIIa cada vez más tiempo.

¿A qué se debe la baja demanda de la Etapa V hasta la fecha? Hay tres causas principales. En primer lugar, la mayoría de las empresas de alquiler se abastecieron de los últimos generadores de la Etapa IIIa antes de finales de 2020, principalmente por la reducción de costes. En segundo lugar, existen problemas de fiabilidad en condiciones de carga ligera (más adelante), y en tercer lugar, la incertidumbre sobre el valor de los equipos usados.

La zona gris de la «maquinaria estacionaria»

Al leer las 78 páginas (en cada idioma) del Reglamento (UE) 2016/1628 del Parlamento Europeo y del Consejo, se observan varias exenciones para equipos que no requieren un motor diésel de Fase V. Entre ellas se incluyen las bombas contra incendios, los vehículos recreativos y de competición, las embarcaciones marítimas y muchas otras, incluido el artículo 2, apartado 2, letra d), que establece «maquinaria estacionaria», sin más definiciones.

La energía de la red eléctrica, la energía híbrida, la energía solar, el almacenamiento de baterías y, eventualmente, el hidrógeno serán el futuro de las soluciones de carga, pero con un componente diésel como parte de la solución híbrida, dice Eisenberg.

La tentación es incorporar generadores con motores diésel IIIa fabricados para aplicaciones de emergencia (destinados a proporcionar energía de respaldo en caso de fallo de la red) a la flota de alquiler. Debido a la falta de detalle del Reglamento, su aplicación es, en el mejor de los casos, irregular, excepto en Londres, donde las normas son muy detalladas.

En toda Europa, algunas empresas de alquiler, especialmente las más pequeñas, están adquiriendo generadores de emergencia y los están incorporando a su flota de alquiler. Es probable que esto continúe hasta que la normativa sea más específica y se aplique.

Las empresas de alquiler responsables y con buena gobernanza (generalmente las más grandes) probablemente no se verían tentadas a comprar generadores de reserva con especificaciones de "zona gris" para sus flotas de alquiler, pero compiten con las empresas de alquiler más pequeñas que sí lo hacen. Sin embargo, los cálculos de "reemplazo o reconstrucción" de las empresas de alquiler para los generadores anteriores a 2020 han cambiado significativamente debido al aumento del costo (aproximadamente del 40%) de los equipos de Etapa V.

Problemas de carga ligera o 'apilamiento húmedo'

Los generadores diésel presentan desafíos particulares al trabajar con cargas inferiores al 30% o 50% de su capacidad nominal. La falta de calor del motor provoca una combustión incompleta del combustible, lo que suele provocar la aparición de humo negro en el escape. Los vehículos, excavadoras y otros motores diésel experimentan esto con menor frecuencia que los generadores, ya que, en condiciones normales, funcionan con diversas cargas y se calientan lo suficiente como para mantener una combustión limpia del combustible. Un vehículo acelerando, una excavadora excavando y levantando cargas, y una plataforma elevadora autopropulsada conduciendo o levantando cargas generan suficiente calor para un funcionamiento correcto.

Un generador suele funcionar con cargas bajas y constantes durante periodos prolongados, incluso 24 horas sin interrupción. Cuando se utilizan generadores para alimentar motores eléctricos, bombas de agua o grúas eléctricas, suelen especificarse y dimensionarse según la carga máxima para el arranque del motor eléctrico. Un generador de 350 kW puede ser necesario para arrancar un motor eléctrico de 100 kW, que funcionará a 100 kW durante días o semanas. Imagine un coche circulando a 5 km/h en el tráfico durante 24 horas durante meses.

Incluso los motores diésel de Etapa III se vieron afectados por la carga ligera, por lo que se recomienda la conexión de una carga artificial, como un calentador, para aplicaciones de carga ligera durante al menos 2 horas al 75 % de carga cada 100 horas. Tenga en cuenta que esto representa más de una vez a la semana para una aplicación de generador de 24 horas.

Este intervalo de carga podría extenderse para motores diésel sin filtro de partículas diésel (DPF), pero los generadores posteriores a la Etapa V presentan problemas especialmente con cargas ligeras. Esto se traduce en un mantenimiento in situ más frecuente del equipo, que, en lugar de simplemente cambiar el aceite, podría incluir también algunas horas de carga. Este coste deberá ser asumido finalmente por los clientes.

Grupos electrógenos Aggreko en el Abierto de Golf de St Andrews, Reino Unido. La empresa ha invertido fuertemente en generadores de Etapa V y Tier 4 Final.

Los clientes conservadores tienden a sobreespecificar sus necesidades de generador (por ejemplo, un generador de 200 kVA por si acaso necesitamos más potencia) y, a menudo, no miden sus necesidades con precisión. El equipo de ventas de la empresa de alquiler desea aumentar sus ingresos, por lo que se ve tentado a alquilar también un generador más grande. Y si el generador más grande consume más combustible, la empresa de alquiler podría considerarlo una fuente de ingresos rentable si piensa a corto plazo en lugar de en la sostenibilidad.

Mejorando

Unos años después de la introducción de la Etapa V en 2020, los fabricantes de motores diésel están perfeccionando sus sistemas de control computarizado diésel, con mejores ciclos de regeneración y telemetría, y la evidencia anecdótica es que los problemas de confiabilidad son menos frecuentes.

Los clientes y las empresas de alquiler están mejorando su capacidad para proporcionar generadores del tamaño adecuado. Algunos fabricantes hablan de preinstalar bancos de carga en el generador para que pueda realizar esta tarea de forma autónoma y eficaz.

Quizás lo más importante es que los sistemas híbridos con baterías de gran tamaño permiten que el motor diésel funcione a tiempo parcial, con una carga óptima, y este sector representa un fuerte crecimiento. Con un precio de entre 1000 y 1200 € por kWh, las baterías pueden costar mucho más que un generador de tamaño similar, por lo que no son aptas para todas las aplicaciones. Es probable que los costes de las baterías disminuyan con el tiempo.

Etapa V y valores utilizados

Los equipos usados en el mercado de generadores siguen un camino diferente al de muchos otros activos. Los distribuidores de equipos usados de las economías en desarrollo recurren directamente a empresas de alquiler de generadores usados, que suelen tener una mayor penetración en los mercados en desarrollo que, por ejemplo, las plataformas elevadoras y las plataformas de tijera.

Los países en desarrollo prefieren motores diésel robustos y sencillos con menos controles electrónicos. En muchos mercados en desarrollo, el combustible diésel tiene un contenido de azufre superior al que tolera un DPF, lo que significa que se pueden evitar los motores Stage V, a menos que se eliminen los controles de emisiones, lo cual, en sí mismo, perjudica al planeta. Los datos sobre el valor de los motores diésel Stage V usados, tanto en subastas como a través de concesionarios en países en desarrollo, son escasos debido a su corta edad y a su adopción relativamente lenta, lo que genera mayor incertidumbre para las empresas de alquiler.

Así pues, para la empresa de alquiler más cínica, el generador de Etapa V cuesta un 40 % más (comprar y alquilar), que el cliente está obligado a usar por normativa (piense en el centro de Londres), pero que a veces prefiere evitar. Además, la Etapa V puede presentar problemas de fiabilidad (carga ligera) en comparación con la Etapa IIIa, que sigue siendo una opción tentadora si se le indica al fabricante que se usará en aplicaciones de reserva. Por último, los equipos de Etapa V tienen valores de uso inciertos.

Toda la evidencia muestra que los mercados de equipos más preocupados por la sostenibilidad están superando los requisitos de la Etapa V y tienen como objetivo implementar equipos totalmente eléctricos en el sitio.

Los fabricantes de motores diésel de Etapa V y sus instaladores OEM están trabajando arduamente en los problemas de confiabilidad (principalmente iniciales). Continúa la capacitación de los clientes, incluyendo a los contratistas y las propias empresas de alquiler, especialmente sobre el dimensionamiento adecuado de los generadores y la adopción de sistemas híbridos/de batería. La red eléctrica tardará en crecer para satisfacer la demanda eléctrica, por lo que veremos generadores diésel en funcionamiento durante muchos años.

El autor:
Jeff Eisenberg trabaja en el sector del alquiler desde que empezó en Genie en la década de 1990, financiando la expansión de empresas de alquiler. Ha asesorado, fundado, dirigido, adquirido y vendido empresas de alquiler en varios continentes. Actualmente es director no ejecutivo de Smart Platform Rental, con sede en el Reino Unido, y asesora a clientes de todo el mundo en fusiones y adquisiciones y energía sostenible. Tel.: +44 7900 916933, correo electrónico: [email protected]