Los retos del E-Car

Coches eléctricos

En diciembre de 2015, sin ir más lejos y en España, hubo un total de 325 matriculaciones de vehículos eléctricos enchufables, eléctricos y eléctricos de autonomía extendida. En total, para 2015, el total de vehículos eléctricos vendidos, contando los industriales, es de 2.839, con 1.957 de tipo eléctrico y 882 de tipo híbrido enchufable. La cuota de mercado respecto al total de coches es de un 0,214%.

Los datos publicados en el portal movilidadelectrica.com cobran más contexto si los comparamos con los datos de otros países. En Francia, en 2015, se llevan vendidos 17.841 vehículos enchufables. Noruega, un fenómeno con nombre propio en la adopción de la movilidad eléctrica, lleva 25.067 unidades vendidas. En Estados Unidos las ventas alcanzan las 82.395 unidades, con china muy cerca con sus 80.331 coches eléctricos.

En total, se han vendido en 2015 más de 330.000 coches eléctricos en todo el mundo. El total de coches PEV (Plug In Electric Vehicle) que incluyen a los BEV (Battery Electric Vehicle) y PHEV (Plug In Hybrid Electric Vehicle), así como REEV (Range Extended Electric Vehicle), es de más de un millón. A mediados de 2014 había aproximadamente medio millón, para superar los 700.000 en diciembre de 2014. Comparado con el total de vehículos que circulan en el mundo, que asciende a 1.200 millones, estamos ante un porcentaje de aproximadamente el 0,1%.

En estas cifras no se cuentan los híbridos no enchufables, aunque el segmento de los PEV está creciendo a mayor ritmo, alcanzando en apenas 4 años las mismas cifras de ventas que los híbridos tardaron en alcanzar casi 10 años. De todos modos, las cifras de coches híbridos no enchufables están varios órdenes de magnitud por encima, con más de 12.000 unidades matriculadas en España en 2014, frente a las 1.076 unidades de vehículos PEV matriculados ese mismo año. En 2010 las cifras fueron marginales, con 69 unidades. En 2011 se matricularon 377 coches PEV en nuestro país. En 2012, 484 unidades. En 2013, 811 unidades.

En España, las cifras de vehículos eléctricos que circulan por nuestras carreteras, sumando las matriculaciones de los años anteriores, es de unos 3.900 coches. Y eso contando las ventas para los servicios de renting y car sharing. Sin ir más lejos, en Madrid se han comprado 199 unidades del modelo Smart Fortwo ED para Car2go.

En cuanto a los fabricantes y sus cuotas de mercado, según datos recogidos por movilidadelectrica.com para el mes de diciembre, Nissan cuenta con un 21%, Renault un 20%, Mitsubishi un 14%, BMW está en un 11% junto con Smart, con otro 14%. Volkswagen está en un 4%, siguiendo Audi, KIA, Porsche y Piaggio.

En el mundo, según datos recopilados en Wikipedia, el Nissan Leaf es el modelo más vendido, con más de 180.000 unidades, seguido del Chevrolet Volt con unas 95.000 y el Tesla Model S con más de 78.000. Ya a más distancia están modelos como el Reanault Zoe, con casi 29.000 unidades o el BMW i3 con algo más de 27.000.

En cuanto a puntos de recarga, lo cierto es que según datos de IDAE, hay 761 puntos de carga públicos, con solo 4 de ellos siendo de carga rápida. Hay 615 para turismos, 136 para motos y 10 para minusválidos. En otros portales como electromaps.com se pueden encontrar referencias a otros tipos de puntos de recarga (http://www.electromaps.com/puntos-de-recarga/listado).

Esta cifra sería correcta, siempre y cuando funcionasen todos y estuvieran al día en cuanto a mantenimiento. Y sobre todo, si fueran cargadores de carga rápida. En el polo opuesto, está Tesla, con 536 estaciones de carga Supercharger en el mundo, con más de 3.000 puntos de carga individuales, capaces de dar energía para circular 270 Km en media hora.

Asociados a los puntos de carga está el precio de la energía. Según estudios de portales como motorpasion.com, existen redes de recarga como IBIL en las que el coste de la energía para recorrer 100 Km asciende a más de 8 € para la carga rápida y 7 € para la lenta, equivalente al coste para la gasolina. Si se carga en casa, el precio para 100 Km con un modo de conducción normal, sería de menos de 3€.

Otro aspecto que mide la salud del mercado es el de las ayudas que se conceden para la compra de este tipo de vehículos, están recogidas en el BOE (http://www.boe.es/boe/dias/2015/04/18/pdfs/BOE-A-2015-4215.pdf) aunque a modo de resumen se puede decir que alcanzan un máximo de 6.500 € sumando los 5.500 € para la ayuda en la compra del coche más 1.000 € para la ayuda en la instalación de un punto de carga. Y eso si el vehículo tiene más de 90 Km de autonomía y cuesta menos de 40.000 €.

Los desafíos del vehículo eléctrico

Hasta aquí un breve panorama de la movilidad eléctrica enchufable. La gran diferencia frente a los coches híbridos no enchufables radica en que el origen de la energía en estos últimos es el propio motor de combustión, de modo que no son una carga para la red eléctrica. Los coches enchufables, por el contrario, introducen una fuente de demanda adicional en la red (grid). Y es aquí donde es necesario pararse a pensar dónde están los límites y los retos de la movilidad eléctrica.

Puede parecer muy fácil pensar en un futuro sostenible para la movilidad basada en coches eléctricos. La idea es genial, pero en la práctica se tropieza con un obstáculo importante: la capacidad de la red eléctrica para proporcionar la energía necesaria para abastecer a los vehículos. Pongamos un ejemplo: un Nissan Leaf tiene una batería de 24KWh. Si estimamos un tiempo de carga de 4 horas, tendríamos (simplificando) que estar pidiendo a la red 6 KW de potencia para llenar la batería con 24 KWh de energía.

Ahora bien, imaginemos que tenemos 200.000 Nissan Leaf circulando por España que se pusieran a cargar al tiempo. Estarían pidiendo a la red eléctrica 1.200 MW. Si tenemos en cuenta que ahora mismo la demanda total para España es de 31.406 MW, estamos hablando de un incremento del 3,8%. Teniendo en cuenta que no todos los coches se cargan a la vez, parece una cifra asumible. Pero si todos los coches fuesen eléctricos, tendríamos 27 millones de potenciales coches en lista de espera para cargar. 135 veces más, con una demanda de energía en potencia de 162.000 MW. Casi 5 veces más que la demanda actual. Si además incluyéramos la variable de carga rápida, en la que se demandan potencias de hasta 40 KW, tendríamos que multiplicar por seis la potencia que se pide al grid. Sí, se trata de una potencia que solo se alcanza si todos los coches se cargasen al mismo tiempo. Pero en cualquier caso hablamos de cifras estadísticamente significativas. 

Así que, de momento, un escenario en el que todos los vehículos pudieran ser eléctricos se antoja complicado por la parte de la carga de la red eléctrica.

En otro orden de cosas, está el reto de conseguir que la energía con la que se cargan las baterías sea limpia. De poco vale hacer que los coches sean eléctricos si el origen de la electricidad está en centrales térmicas o nucleares. Las emisiones de CO2 sólo estarán deslocalizadas. Y el beneficio será para las ciudades, que tendrán menos efectos locales derivados de los gases contaminantes. Pero a escala global la situación no mejorará. Y estamos hablando de mucha energía. 

Para poner en contexto la situación, en la actualidad muchas casas tienen potencias contratadas del orden de los 3 KW con corrientes de hasta 16 A. Cargar un coche eléctrico supone tener que cambiar la potencia contratada para que no salte el automático en un porcentaje significativo de casas. 

Otro aspecto que hay que evaluar es el del tiempo de carga. Si se establece una red de cargadores que no sean rápidos, cada coche puede estar varias horas enchufado. Imagina que en las gasolineras tuvieras que esperar cuatro horas a que acabase de repostar el cliente anterior. Pues eso pasa en los cargadores que no son rápidos.

 

grafico2Tesla está desplegando una red de cargadores súper rápidos en todo el mundo. ¿Están las redes de distribución preparadas para asumir la demanda extra? ¿Cuántos vehículos soportará el grid?



Tesla tiene una red con 3.053 cargadores rápidos en el mundo que en media hora dan autonomía para casi 200 Km. Pero en España a día de hoy, según IDAE, solo hay 4 cargadores rápidos.

La organización de los puntos de recarga precisa de topologías complejas a poco que el número de vehículos se incremente, y es un tema que en España no parece que se vaya a abordar a corto plazo.

El Smart Grid que no llega

Para afrontar con garantías la adopción masiva del coche eléctrico es preciso atacar varios frentes. El Smart Grid es esencial. Con una red eléctrica inteligente, se podría gestionar la conexión o desconexión dinámica de los coches cargándose para que no colapsasen la infraestructura de distribución. O incluso elegir qué tipo de energía se usa para la carga (renovable o no, por ejemplo). Pero tal y como está, si se conectasen muchos coches, podría haber apagones y caídas del servicio.


Oportunidades que no se aprovechan

Otro punto que sería interesante tener en consideración es de la implantación verticalizada del vehículo eléctrico en diferentes entornos. Ya se hace a nivel industrial o en compañías de transporte público. Pero hay demografías que se beneficiarían del coche eléctrico de manera inmediata sin necesidad de hacer cambios en la infraestructura existente.


abb carga coche

Por ejemplo, en zonas rurales, el coche se usa de un modo predecible en general. Se hacen trayectos cortos, de no más de 50 Km al día, con ida y vuelta a casa, que suele ser de tipo unifamiliar. El coche se pasa muchas horas estacionado, de modo que se pueden usar métodos de carga muy lentos, con una demanda de energía dentro de los márgenes del consumo doméstico. No habría que tener excesivos puntos de carga fuera de los hogares, y además se podría usar la batería del coche como SAI para el hogar en caso de cortes en el suministro. 

No se puede dejar de lado la facilidad de conducción de estos coches, especialmente para personas mayores, que de este modo podrían usar estos coches con más asiduidad.
En las ciudades, la situación se complica. Los parkings no tienen estructuras de carga y si hay muchos vehículos estacionados cargando al mismo tiempo, la red eléctrica de las instalaciones tendría que dimensionarse de un modo espectacular, especialmente si se quieren ofrecer cargas rápidas.

Un poco de filosofía

Detrás de la migración de un escenario de coches con motores de combustión a otro basado en electromotricidad está el tipo de energía que se emplea en cada caso.
Los combustibles fósiles son energía solar embotellada. Tras un proceso geológico, físico y químico de millones de años, los elementos orgánicos se han transformado en petróleo. Esos elementos orgánicos crecieron gracias a la luz del sol incidente durante su proceso biológico de años o décadas. Y tras estos millones de años, se originaron reservas de este tipo de combustible que solo ahora se están explotando.

Pero al fin y al cabo, el petróleo es energía solar embotellada y concentrada. Es energía ‘rápida’ capaz de generar energía en grandes cantidades, suficientes para entregar la potencia necesaria para mover coches, aviones, trenes y cualquier otro tipo de máquina actual. La densidad de energía es alta en los combustibles fósiles y pueden hacer el milagro de la civilización. Hacer que vuele un avión, o que se mueva un coche. Si tuviéramos que hacer eso con energías renovables directamente, nos encontramos que no es fácil. El Solar Impulse, el avión solar, es extremadamente ligero y tiene una envergadura tal que puede albergar las células solares necesarias para mantener un vuelo continuado, pero no pienses que puedes aplicar energía solar para mover un Airbus A340.


FE

En la Fórmula-e, el rendimiento de los coches está limitado por la capacidad de la batería para transferir potencia al sistema de tracción. 


Lo mismo pasa con los móviles. No puedes usar paneles solares porque la potencia que entregan por unidad de tiempo es inferior a la que necesitan los circuitos electrónicos para funcionar. Las baterías son una forma de concentrar energía con una densidad suficiente como para que funcionen las máquinas a las que alimenta.

De momento, nuestra civilización vive a un ritmo acelerado gracias a los combustibles fósiles y a las centrales nucleares, pero es complicado hacer que industrias como la automoción o la aviación migren de un día para otro hacia la movilidad eléctrica. Es más, es posible que se acabe por plantear un escenario en el que haya que ‘bajar el ritmo’ y adoptar una forma de vida ‘slow’.
El tema no es baladí. Si se quiere afrontar un futuro sostenible para la movilidad, hay que tener en cuenta que la movilidad eléctrica depende de una fuente de energía muy diferente a la del petróleo. Una energía ‘lenta’ en vez de energía concentrada y ‘embotellada’.

Alternativas como el hidrógeno se barajan como una más para el petróleo, pero el problema sigue siendo el mismo: se necesita un proceso electrolítico para obtener el hidrógeno a partir del agua. Y el consumo energético no es desdeñable.

¿Qué nos espera?

La verdad es que la movilidad eléctrica está avanzando. Pero con un millón de coches en el mundo, sigue sin ser una cifra significativa comparada con los 1.200 millones de coches que hay propulsados por motores de combustión.

Lo que sería deseable es que las empresas y los gobiernos elaborasen una hoja de ruta para la movilidad eléctrica en la que se diesen datos concretos sobre las magnitudes de las que hablamos en aspectos como la carga de la red eléctrica, y dieran datos realistas sobre la capacidad de integración de los coches eléctricos en el ‘smart grid’ del futuro.

De momento, hay muchos cabos sueltos que se trasladan al usuario en forma de un cierto grado de dejadez por parte del estado. Empresas como Tesla están ocupando un mercado lucrativo, con pocas unidades vendidas y márgenes altos, pero el reto es el de hacer que la movilidad eléctrica llegue a todas las audiencias.

En España, antes que por las ciudades, creo que sería interesante apostar por las zonas rurales y poblaciones pequeñas. La demografía en esas áreas es propicia para una adopción sostenible y realista del vehículo eléctrico. Al fin y al cabo, es solo un punto de vista.

España fabrica cinco modelos de vehículos eléctricos, pero básicamente se exportan todas las unidades. Es un tanto contradictorio si atendemos a los planes de allá el año 2011, cuando el coche eléctrico era parte de las propuestas políticas de algunos partidos. Lo que es real, es la necesidad de adoptar políticas de movilidad que reduzcan las emisiones de gases contaminantes y con efecto invernadero. Casos como el de Volkswagen dejan ver que las emisiones de los motores de combustión son más dañinas de lo que podríamos creer en un principio.



Enlaces:

ANFAC: http://www.anfac.com/
Car2go: https://madrid.car2go.com
Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Plug-in_electric_vehicle
Electromaps: http://www.electromaps.com/puntos-de-recarga/listado?TipoV=C&TipoE=5
IDAE Movele: http://www.movele.es/
Libro Plug In Electric Vehicles in Smart Grids: Integhration Techniques https://play.google.com/store/books/details?id=VYWhBQAAQBAJ&rdid=book-VYWhBQAAQBAJ&rdot=1&source=gbs_vpt_read&pcampaignid=books_booksearch_viewport

Cálculo de lo que cuesta cargar un coche: http://www.motorpasion.com/coches-hibridos-alternativos/ibil-las-tarifas-de-recarga-de-vehiculos-electricos-de-su-tarjeta-ibil-card-son-un-desproposito

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