El transporte representa casi un tercio del consumo de energía total del mundo. Se estima que el uso de energía en el transporte crecerá un 38% de 2010 a 2030, ligeramente más rápido que el uso total de energía, según un escenario de la Agencia Internacional de Energía (AIE). La moderación de este crecimiento es claramente de importancia crítica para asegurar la seguridad energética en el futuro y reducir los niveles del cambio climático (la AIE piensa que el crecimiento hasta 2035 podría reducirse al 17%).
El diseño de las ciudades en rápido crecimiento del mundo para proporcionar infraestructura de bajo carbono y para fomentar el uso de modos de transporte de bajo impacto, como caminar o andar en bicicleta, son críticos a medida que la urbanización se acelera. También existen importantes oportunidades para mejorar la eficiencia energética en todos los sectores del transporte, siendo los principales el transporte por carretera, que representa el 73% de la energía de transporte (52% vehículos ligeros, 17% camiones, 4% autobuses), aviación (10%), marino (10%) y ferrocarriles (7%). Se espera que las emisiones de carbono se reduzcan en el futuro cambiando a vehículos híbridos y eléctricos. Pero estos interruptores sólo serán eficaces si el suministro de electricidad está suficientemente descarbonizado y las emisiones se minimizan durante todo el ciclo de vida.
Investigación en Oxford
Oxford se ocupa de todas estas áreas, desde el diseño de mejores infraestructuras, mediante el fomento de movimientos de transporte de bajo impacto, la mejora de la eficiencia de los motores, el diseño de materiales más ligeros para automóviles y aeronaves y el desarrollo de nuevos motores eléctricos.
Transporte en las ciudades
La investigación de ciudades en Oxford ha involucrado el análisis de escenarios utilizando nuevas técnicas de ‘backcasting’ para establecer futuras alternativas y diseñar paquetes de políticas que logren reducciones significativas en el consumo de energía y las emisiones de carbono. Un modelo de simulación ha sido desarrollado para probar intervenciones alternativas, y esto ha sido complementado por un modelo de evaluación – las aplicaciones incluyen Londres, Oxfordshire, Delhi, Auckland y Jinan. Las medidas económicas se están desarrollando mediante una asociación con el Banco Asiático de Desarrollo y la AIE para explorar el potencial de créditos de seguridad de combustible que permitiría una pequeña prima sobre el combustible en los países más ricos para invertir en infraestructura limpia en las ciudades asiáticas.
Como parte de la investigación del Instituto de Carbono y Reducción de la Energía en el Transporte (ICERT) de la Escuela Oxford Martin, se ha desarrollado un modelo que combina un módulo técnico que analiza diferentes tecnologías y combustibles, con un módulo de mercado y un módulo de difusión para determinar el aprovechamiento de las nuevas tecnologías. El modelo puede explorar diferentes futuros tecnológicos a lo largo de una serie de periodos de tiempo, mirando diferentes estructuras de incentivos, estrategias de precios y cómo los diferentes segmentos de mercado podrían adoptar tecnologías híbridas, eléctricas y de otro tipo. Esta investigación se desarrollará aún más a través de nuevos proyectos importantes sobre complejidad y sobre innovación y demanda de energía.
Tecnologías de transporte con menor contenido de carbono
Trenes de accionamiento
La investigación sobre los trenes de potencia para vehículos eléctricos y hidrógenos condujo al Morgan LifeCar (el primer coche deportivo de hidrógeno). Investigaciones adicionales han llevado al desarrollo de una herramienta avanzada de software, OVEM (Oxford Vehicles Model), que se está utilizando para explorar las sinergias entre los componentes de las nuevas configuraciones del tren de potencia.
Motores de combustión interna
Los físicos e ingenieros, en colaboración con Jaguar Land Rover, BP y Shell, han desarrollado nuevas técnicas para medir la temperatura dentro de las cámaras de combustión que se están utilizando para mejorar el diseño de la próxima generación de motores y combustibles, incluyendo los biocombustibles. También se están desarrollando nuevas aleaciones ligeras de alta temperatura para pistones y aplicaciones relacionadas.
Componentes para el vehículo eléctrico
Los ingenieros de Oxford continúan desarrollando motores de bajo peso y de alta eficiencia utilizando nuevos materiales y técnicas de transferencia de calor. Un éxito temprano está siendo llevado adelante por una compañía spin-out (Yasa Motors). El trabajo en curso incluye la investigación en nuevas máquinas eléctricas que no contienen imanes permanentes y el desarrollo de nuevos condensadores de potencia nanocompuestos de polímero ligero para los aviones eléctricos.
Un programa de investigación riguroso sobre la comprensión de las vías de degradación de las baterías y los motores eléctricos, permitirá componentes más ligeros y de mayor duración, al empujar el límite de rendimiento sin comprometer la esperanza de vida.
Prácticas de control y conducción
Los ingenieros están trabajando con Ferrari en los sistemas de control necesarios para satisfacer la mejora en la eficiencia de combustible de alrededor de un tercio requerida en 2014 (a través de la recuperación de energía mejorada y la carga turbo avanzada) sin comprometer el rendimiento.
