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El largo camino hacia la electrificaci贸n del transporte

Publicado 16 Nov 2020
El largo camino hacia la electrificaci贸n del transporte

No hay marcha atr谩s. La sustituci贸n de las mec谩nicas t茅rmicas tradicionales por las bater铆as para alcanzar la movilidad sin emisiones es imparable. Pero camina a diferentes velocidades, porque los legisladores no exigen a todos por igual.

La electrificaci贸n del transporte lleva diferentes ritmos.

El proceso est谩 en marcha hace ya unos a帽os, aunque no nos terminamos de enterar. La movilidad ha ido introduciendo nuevos actores en nuestras vidas, pero ha sido de forma tan paulatina, que los hemos asimilado sin darnos cuenta. Y, sin embargo, est谩n ah铆, dando forma a la nueva movilidad sin emisiones.

No hay marcha atr谩s. La sustituci贸n de las mec谩nicas t茅rmicas tradicionales por las bater铆as para alcanzar la movilidad sin emisiones es imparable. Pero camina a diferentes velocidades, porque los legisladores no exigen a todos por igual.

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Mientras el autom贸vil avanza a buen ritmo y vislumbra ya la siguiente pantalla de la neutralidad del CO2 en todo su ciclo de vida, otros sectores como el a茅reo y el mar铆timo, apenas acaban de empezar. Solo la acci贸n coordinada de todos puede frenar el cambio clim谩tico, aunque no hay la misma urgencia por mejorar. As铆 est谩 la situaci贸n en la actualidad.

Solo basta pararse un momento a pensar. Empezando por las queridas bicis, ya sean las de uso urbano o las personales de recreo, la mayor铆a son ya el茅ctricas. Siguiendo con los patinetes, los esc煤teres o las motos de los servicios de movilidad compartida, todo funciona a pilas. Y continuando con los coches de carsharing, siempre enchufables, y casi al 100% solo de bater铆as.

La electrificaci贸n de los transportes es un paso imprescindible para la salud del planeta.  La Uni贸n Europea ha establecido una reducci贸n m铆nima del 40% en las emisiones de CO2 respecto a 1990 para avanzar hacia una econom铆a clim谩ticamente neutra y cumplir los compromisos del Acuerdo de Par铆s (2015).

Pero curiosamente son las administraciones las que dan menos ejemplo. As铆, mientras las ventas totales de turismos caen en Espa帽a un 37%, octubre incluido, las de modelos 100% el茅ctricos (EV) suben un 41,7% y las de h铆bridos enchufables (PHEV) otro 138% en igual periodo. Y por fin sus matriculaciones han dejado de ser testimoniales, con 11.718 y 13.770 unidades respectivamente, un 1,78 y un 2,06% del total, casi el 4% si se suman, frente a apenas el 1,3% del mismo periodo del a帽o pasado. En el otro lado de la balanza, los autobuses de transporte p煤blico con tecnolog铆a enchufable circulando en Espa帽a se podr铆an contar con los dedos de la mano. Y es que las Administraciones ponen deberes a los ciudadanos y las empresas con mucha m谩s facilidad de la que luego se autoexigen.

La electrificaci贸n del autom贸vil

La eficiencia es el nuevo El Dorado, porque ahorra dinero: en impuestos al comprador y en multas de la UE al fabricante que no cumpla los nuevos l铆mites de CO2: 95 euros de sanci贸n por cada gramo que supere los 95 g/km de media en las ventas de cada fabricante, pero multiplicados por las unidades matriculadas en Europa. Con un mill贸n de coches pagar谩 95 millones de euros por gramo de m谩s y muchos grupos rondan los 120 de media.

El camino para bajar las emisiones ataca todos los frentes y subir谩 los precios. Por una parte est谩 la evoluci贸n del propio autom贸vil, desde la aerodin谩mica hasta la reducci贸n de peso, a la rodadura, recuperaci贸n de energ铆a al frenar? Y tambi茅n el uso de inteligencia artificial (IA) en los programas de conducci贸n y la navegaci贸n predictiva para optimizar el consumo.

Flota de coches el茅ctricos.

Despu茅s sigue con la mejora de los motores t茅rmicos ?gasolina y di茅sel? cada vez m谩s vital para compensar el mayor consumo de los SUV, m谩s pesados y voluminosos. Por ejemplo, ganando eficiencia con soluciones cl谩sicas, como reducci贸n de la fricci贸n interna, optimizaci贸n de la inyecci贸n y combusti贸n, que pueden bajar de un 10% a un 30% el consumo.

La tercera v铆a es la electrificaci贸n parcial o total. Desde las tres soluciones de hibridaci贸n: b谩sica o microh铆brida (MHEV), cl谩sica o h铆brida completa, tipo Toyota Prius (HEV) e h铆brida enchufable (PHEV). La 煤ltima es la tecnolog铆a de introducci贸n al enchufe e incluye un motor t茅rmico para viajar y otro el茅ctrico con unas bater铆as que permiten recorrer de 40 a 100 kil贸metros con electricidad seg煤n el modelo, suficientes para el d铆a a d铆a.

Por encima est谩n los el茅ctricos puros (EV), en pleno despliegue y con autonom铆as que empiezan a superar los 600 kil贸metros: Tesla, Ford Mustang Mach-E, etc. Y luego los el茅ctricos de hidr贸geno o pila de combustible (FCEV), caros e incipientes. En 2020 por primera vez y a pesar de la pandemia, los europeos compraron m谩s el茅ctricos e h铆bridos enchufables que los chinos: 500.000 unidades, por 486.000 en el primer semestre. Y en septiembre, las ventas de turismos con alg煤n tipo de electrificaci贸n alcanzaron el 25% del total en Europa, superando ya a las de di茅sel.

Seg煤n la Agencia Internacional de la Energ铆a (IEA), en 2030 m谩s del 50% de los coches vendidos en el mundo ser谩n el茅ctricos y en 2050 alcanzar谩n los 50 millones anuales.

Tecnolog铆as imprescindibles

La mejora de la densidad energ茅tica de las bater铆as ser谩 clave para reducir el peso y/o aumentar la autonom铆a. Los supercargadores de 450 kW y superiores resultar谩n imprescindibles a medio plazo para resolver los cuellos de botella, como la recarga en ruta de millones de coches el茅ctricos en operaciones salida de verano, Semana Santa, puentes y otros festivos.

La electrificaci贸n del transporte es vital para la descarbonizaci贸n de la sociedad y la reducci贸n de las emisiones de los gases de efecto invernadero. Pero pierde eficacia si las recargas no se hacen con energ铆as renovables. Afortunadamente tanto la e贸lica como la fotovoltaica son cada vez m谩s competitivas, en parte por la reducci贸n de costes, y tambi茅n por la penalizaci贸n de las procedentes de combustibles f贸siles como el carb贸n. Empezando por las bater铆as, la tecnolog铆a actual de ion litio tiene a煤n un margen de mejora del 30% en autonom铆a.

Hacia 2025 vendr谩n las de ion litio en estado s贸lido, que reducir谩n sobre todo los costes, aunque tambi茅n ampliar谩n el radio de acci贸n. Y en 2030 se esperan nuevas soluciones qu铆micas ahora en fase de ensayo, como el electrolito s贸lido de cer谩mica, que podr铆a llevar la densidad energ茅tica desde 600 watios/litro hasta 1.000 para superar los 700 kil贸metros de rango y llegar hasta 1.000 con pilas mayores.

Sin embargo, a pesar de estos avances, la electrificaci贸n masiva del autom贸vil se enfrenta a diferentes cuellos de botella cr铆ticos, algunos sin soluciones viables con las tecnolog铆as actuales. El primero afecta a las compa帽铆as el茅ctricas. Aunque la mayor铆a de los veh铆culos a pilas se carguen de noche, en muchos casos con energ铆a renovable que ahora se desperdicia, deber谩n multiplicar la capacidad de suministro en las ciudades.

Bastar谩 que los ciudadanos con plaza de garaje monten su poste: sus potencias de hasta 11 kW duplican y triplican las contratadas en la mayor铆a de los hogares. Y escalando el aumento de la demanda por edificios, manzanas y barrios, exigir谩n multiplicar la capacidad. Las compa帽铆as el茅ctricas y energ茅ticas como Iberdrola, Endesa, Repsol o Cepsa y otros actores est谩n ya desplegando sus redes de carga en las principales v铆as espa帽olas.

Pero la soluci贸n para resolver los cuellos de botella de las salidas masivas de cientos de miles de coches el茅ctricos en vacaciones pasa por los cargadores ultrarr谩pidos, que acercar谩n los tiempos a los repostajes. El m谩s potente en Espa帽a es el de Repsol en Ugaldebieta, con 450 kW: puede cargar un Porsche Taycan (100 kWh) en algo m谩s de 10 minutos.

Industria

El nuevo Volkswagen ID.3 se anuncia ya como primer modelo con neutralidad de CO2 en todo su ciclo de vida, desde la extracci贸n de las materias primas necesarias para la fabricaci贸n de sus componentes hasta el proceso de producci贸n, distribuci贸n al punto de venta, energ铆a consumida durante su uso en todo el ciclo de vida y la del reciclaje final. Todo lo que no se pueda hacer con energ铆as renovables, se certificar谩 para compensarlo con proyectos ambientales, como plantaci贸n de bosques. El resultado es que el ID.3 permitir谩 mejorar la huella de carbono en un mill贸n de toneladas de CO2 al a帽o. El grupo Volkswagen ha reducido un 40% la generaci贸n de CO2 en sus plantas de producci贸n desde 2010 y espera conseguir la neutralidad ambiental en 2030.

Pero la planta de Audi en Bruselas ya lo ha conseguido y la de Zwickau donde se hace la gama el茅ctrica ID, tambi茅n y ya cubre todas sus necesidades con energ铆as renovables, desde hidroel茅ctrica a e贸lica y fotovoltaica. Otros grupos como Mercedes, BMW o Renault han anunciado alcanzar la neutralidad en CO2 entre 2040 y 2050. Por lo que se refiere a la producci贸n, las cadenas de montaje, entre ellas la mayor铆a de las espa帽olas, operan ya indistintamente para producir coches t茅rmicos o electrificados seg煤n la demanda.

En las compa帽铆as energ茅ticas, la soluci贸n de transici贸n mientras se complete la electrificaci贸n del parque automovil铆stico, puede pasar por los biocombustibles. Repsol, por ejemplo, produce ya 350.000 toneladas al a帽o con aceites vegetales tipo HVO, que se puede mezclar directamente con el di茅sel para mejorar su huella de carbono. Y acaba de anunciar una planta en la refiner铆a de Cartagena que estar谩 operativa en 2023 y producir谩 otras 250.000 toneladas al a帽o de biocombustibles avanzados (hidrobiodi茅sel, biojet, bionafta y biopropano), aptos para aviones, camiones o coches, que reducir谩n 900.000 toneladas de CO2 al a帽o. Se abastecer谩 de productos vinculados a la econom铆a circular, como aceites y materias primas del reciclaje. Pero es muy flexible y puede procesar cualquier grasa reutilizada, desde aceites de cocina usados hasta subproductos de la industria agroalimentaria.

Por tierra

En las distancias cortas de reparto urbano de paqueter铆a la mayor铆a de los fabricantes tienen ya furgonetas electrificadas sin ruido ni emisiones, y con planes de incentivos permitir谩n renovar con cierta rapidez las flotas t茅rmicas actuales, porque empiezan a ser rentables. Adem谩s, los proveedores est谩n desarrollando tambi茅n sus soluciones. Bosch, por ejemplo, tiene el m贸dulo eCityTruck para electrificar furgonetas de reparto de hasta 7,5 toneladas. Integra el motor, la electr贸nica y la transmisi贸n en una sola unidad y ofrece 200 kil贸metros de autonom铆a.

En el transporte por carretera la situaci贸n cambia dr谩sticamente y la electrificaci贸n sigue casi en pa帽ales, con dependencia casi total del di茅sel en el transporte de mercanc铆a de largo recorrido. Al menos Bosch y Weichai Power, un fabricante chino de motores, han logrado subir al 50% la eficiencia de un motor de gas贸leo (el m谩ximo anterior era del 46% en camiones). Y se est谩n desarrollando tambi茅n diferentes hibridaciones para reducir consumos y emisiones, que en estos veh铆culos pesados superan habitualmente los 50 litros a los 100 kil贸metros.

El cami贸n el茅ctrico de Nikola.

Pero la electrificaci贸n de los grandes camiones de largo recorrido resulta complicada, al menos con las bater铆as actuales, porque para tener autonom铆as competitivas hay que equipar pilas muy grandes y pesadas que restan volumen de carga, y exigen mucho tiempo de recarga. Por eso los fabricantes se est谩n centrando en camiones de tama帽o medio y corta distancia, como los Volvo y FL y FE, Renault D ZE, Mercedes eActros o MAN TGM E, todos con bater铆as de 180 a 300 kWh, tres a cinco veces mayores que las de un buen coche el茅ctrico, y de 200 a 300 kil贸metros de autonom铆a.

Sin embargo, hay fabricantes como Nikola o Tesla, con bater铆as mayores. El Nikola TRE, por ejemplo, tiene pilas de 720 kWh y llega a 400 kil贸metros de rango. Y el popular Tesla Semi llega a los 1.000 kWh y 800 kil贸metros de autonom铆a, pero con recargas inviables en la actualidad, aunque la marca californiana anuncia una futura red de megacargadores que podr铆an recuperar 650 kil贸metros de autonom铆a en 30 minutos. El Semi se anunci贸 para 2019, luego se retras贸 a 2020, y en abril de este a帽o se pas贸 a 2021.

La alternativa del hidr贸geno y la pila de combustible parece mucho m谩s viable, aunque le falta a煤n desarrollo. Toyota y la empresa Hino trabajan en un cami贸n el茅ctrico de pila con 600 kil贸metros de autonom铆a que empezar谩 las pruebas en Jap贸n en primavera de 2022. Los ferrocarriles est谩n ya electrificados, pero ahora optimizan su eficiencia. Como el Talgo AVRIL (Alta Velocidad Rueda Independiente Ligero): 700 pasajeros, 363 km/h y 100 toneladas menos por tren que los actuales. La compa帽铆a espa帽ola tambi茅n trabaja en un tren de hidr贸geno (pila de combustible) que podr谩 circular indistintamente en v铆as electrificadas o sin electrificar.

Por mar

La electrificaci贸n de los medios de transporte acu谩ticos va muy retrasada y est谩 empezando por los barcos de recreo, con motores fuera borda el茅ctricos para ocio y pesca. Adem谩s, se venden kits de electrificaci贸n, para transformar los fuerabordas convencionales en el茅ctricos, en algunos casos aprovechando la segunda vida de bater铆as de coche usadas, pero solo llegan a 30 kil贸metros de autonom铆a a velocidad m谩xima. En 2020 se ha presentado tambi茅n el Hynova 40, primer yate de recreo a pila de combustible. Tiene 60 kW (80,5 CV) y utiliza la tecnolog铆a del Toyota Mirai. Otra alternativa es el taxi el茅ctrico franc茅s SeaBubble, que empezar谩 a fabricarse en 2021 y llegar谩 en primavera para dar servicio en ciudades como Venecia, Dubai, Par铆s o Z煤rich. Tiene siete plazas y alcanza 40 km/h.

estaca asimismo el proyecto Ortze, un pesquero de tecnolog铆a h铆brida desarrollado en el Pa铆s Vasco. Puede navegar con un motor di茅sel, de forma h铆brida ayudado por otro el茅ctrico para minimizar la contaminaci贸n, o en modo 100% el茅ctrico (hasta 55 kil贸metros de rango), cuando est谩 cerca de la costa. Por 煤ltimo, en 2022 se botar谩 el primer petrolero de impulsi贸n 100% el茅ctrica. Es de Asahi Tankers, mide 62 metros de largo, tiene 300 kW en su motor principal, bater铆as de 3.500 kWh y capacidad para 1.300 toneladas m茅tricas de crudo.

Por aire

Aunque hay compa帽铆as poderosas como Airbus, Uber, Boeing trabajando en el desarrollo de aerotaxis el茅ctricos de bolsillo, en su mayor铆a de despegue y aterrizaje vertical, la que parece m谩s avanzada es Lillium, una start up con sede en M煤nich que ha recibido inversiones de la Agencia Espacial Europea.

El prototipo de la imagen, con capacidad para cinco pasajeros, ya vuela en pruebas y se espera que obtenga la certificaci贸n para poder vuelos comerciales en 2025. Tiene motores el茅ctricos en las alas, alcanza 300 km/h y tiene un rango de 300 kil贸metros de autonom铆a. En una ciudad como Nueva York podr铆a cubrir el trayecto al aeropuerto por la mitad de precio que con un helic贸ptero.

Lo m谩s significativo es que desde 2016 los proyectos de desarrollo de aviones propulsados por energ铆a el茅ctrica se han incrementado un 54%. En la actualidad hay m谩s de 215 desarrollos en marcha: aviones de largo recorrido, regionales, avionetas y, los m谩s numerosos, taxis urbanos de despegue vertical (VTOL).

En 2020, la avioneta de entrenamiento eslovena Pipistrel Velis Electro ha sido el primer avi贸n totalmente el茅ctrico certificado por la Agencia de Seguridad A茅rea de la Uni贸n Europea. Alcanza 170 km/h y tiene 50 kil贸metros de autonom铆a de vuelo. Easy Jet y el fabricante aeron谩utico Wright Electric tambi茅n desarrollan un avi贸n el茅ctrico para 186 pasajeros con motor de 1,5 megavatios y las primeras pruebas se realizar谩n en 2023 para entrar en servicio en 2030.

Fuente : Motor El Pa铆s

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