Optimal localization of charging stations for EVs : a preliminary study for the Transmilenio's trunk lines in Bogotà

The climate of our planet is going through some mayor changes. Most of the climate scientists agree upon anthropological activities being the main cause of this, due to the CO2 and other Greenhouse Gases (GHG) emissions. According to recent studies, among the other activities, transportation accounts for up to 20-25% of the global CO2 emissions and road transportation is the main contributor. Road transportation also contributes to air pollution and in particular to the local pollution in big cities, due to the emissions of particulate matter (PM10 and PM2.5) and polluting gases such as NOX, CO, SO2 among others. Those problems and the continuous increase in emission limits given by regulators all over the world, are demanding for a change in the current transportation paradigm, leading to a completely electrified solution both for the private and public vehicles. This is particularly true for those cities that relay thoroughly on bus system as main public form of transport. Even though the Colombian capital, Bogotá, is a big city with about 10 million people, it does not have a subway or other electric type of massive transport systems, but it has developed a big and articulated bus system. With the aim of shifting part of this system, namely the trunk lines of the Transmilenio company, to an electric one, this work analyses the problematic of the charging needs. To calculate the energy consumptions, it is performed a computational simulation on a sample of the routes. Then, the work proposes three different solutions to address the charging problem, and it presents a preliminary economic evaluation to choose the better solution in economic and technical terms.

Il clima del nostro pianeta sta attraversando alcuni importanti cambiamenti. La maggior parte degli scienziati del clima concorda sul fatto che le attività antropologiche siano la causa principale di ciò, a causa delle emissioni di CO2 e di altri gas serra (GHG). Secondo studi recenti, tra le altre attività, i trasporti rappresentano fino al 20-25% delle emissioni globali di CO2 e il trasporto su strada è il principale contributore. Il trasporto su strada contribuisce anche all'inquinamento atmosferico e in particolare all'inquinamento locale nelle grandi città, a causa delle emissioni di particolato (PM10 e PM2,5) e di gas inquinanti come NOX, CO, SO2 tra gli altri. Questi problemi, e il continuo aumento dei limiti di emissione dati dalle autorità di regolamentazione di tutto il mondo, richiedono un cambiamento nell'attuale modo di trasportare beni e persone, portando a una soluzione completamente elettrificata sia per i veicoli privati che pubblici. Ciò è particolarmente vero per quelle città che dipendono fortemente da un sistema di autobus come principale mezzo di trasporto pubblico. Anche se la capitale colombiana, Bogotá, è una grande città con circa 10 milioni di cittadini, non ha una metropolitana o altro tipo di sistemi di trasporto massivi elettrici, ma ha sviluppato un grande e articolato sistema fatto di autobus. Con l'obiettivo di cambiare parte di questo sistema, ovvero le linee troncali dell'azienda Transmilenio, in uno completamente elettrico, questa tesi analizza la problematica delle esigenze di ricarica. Per il calcolo dei consumi energetici viene eseguita una simulazione digitale su un campione dei percorsi. Successivamente il lavoro propone tre diverse soluzioni per affrontare il problema della ricarica e presenta una valutazione economica preliminare per scegliere la soluzione migliore in termini tecnici e economici.