El Automóvil Eléctrico en el Sistema de Transporte. Actualización.

 Este artículo es una actualización y ampliación de los publicados en 2010, 2017 y 2020 sobre el automóvil eléctrico.

INTRODUCCIÓN

La ley considera como vehículos eléctricos los eléctricos puros (BEV) los híbridos enchufables (PHEV) y los de pila de combustible (FCEV).

El gobierno ha fijado en el Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) el objetivo de tener en circulación cinco millones[1] de vehículos eléctricos en 2030.

Basándome en datos de los fabricantes y resultados de las pruebas realizadas por revistas especializadas, he puesto al día algunas reflexiones.

Para fijar ideas y comparar características he elegido una berlina híbrida enchufable, otra eléctrica pura de la misma marca y modelo y la más representativa de las de pila de combustible. Las tres se comercializan en España. Hay muchas más y todas están en evolución. He completado la comparación con un automóvil de combustión interna (ICV) de la misma marca y modelo que las dos primeras

Según los fabricantes y las revistas especializadas la duración de baterías y pilas de combustible es comparable con la duración de un vehículo de combustión interna, unos 10-15 años.

 

Renault “Megane”

 

Figura 1. Modelo de vehículos BEV-PHEV-ICV.

Toyota “Mirai”.

 

Figura 2. Modelo FCEV.

 

1. ESQUEMAS DE FUNCIONAMIENTO.

FCEV

2. EVOLUCION DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO DESDE 2020

En estos tres años no ha habido innovaciones de ruptura. Innovaciones incrementales si las ha habido. En el BEV que he elegido, la capacidad de la batería ha pasado de 30 a 40 KWh y el consumo de energía por 100 km de 19 a 16 kWh. Mientras tanto han hecho su aparición los de pila de combustible aunque su presencia es todavía irrelevante. El automóvil híbrido puro no se considera ya eléctrico. Es verdad que el precio de los coches es difícil de saber pero –sobre catálogo y para modelos comparables- los precios apenas han variado desde 2017 (ver tabla). El precio del de pila de combustible representa un salto notable.

3. CARACTERÍSTICAS DE LOS AUTOMÓVILES CONSIDERADOS.

·         TODO ELÉCTRICO (BEV).

El automóvil eléctrico (Batery Electric Vehicle o BEV) se mueve mediante un motor eléctrico conectado a una batería. Es muy cómodo de conducir. Para cargar las baterías el automóvil debe conectarse a la red cada cierto número de kilómetros y ese es su punto débil. Dados un peso del vehículo y unas prestaciones la autonomía será función de la capacidad de la batería, su peso, el estilo de conducción y la necesidad de climatización[2]. Desde el BEV no se emiten gases contaminantes, lo que hace muy adecuado en las ciudades. Otra cosa es lo que contaminan en su ciclo de vida.

En bajadas y en todos los casos en que se utilice el freno motor, la batería se recarga. Si se utiliza el freno mecánico, no hay recarga. El tiempo de recarga desde la red eléctrica va desde una hora en cargadores rápidos de uso público–no aconsejable como procedimiento habitual porque puede reducir la duración de las baterías- a una noche desde una toma convencional.

·         HÍBRIDO PLUG-IN (PHEV).

En un vehículo híbrido enchufable (Plug-in Hybrid Electric Vehicle o PHEV) el generador y dos motores (eléctrico y de combustión interna) pueden servir para mover el vehículo. Lleva batería y depósito de gasolina. La batería tiene menor capacidad, tamaño y peso que la de un BEV. Normalmente funciona como automóvil eléctrico, con una autonomía de unos 50 km. A partir de los 50 km funciona como los ICV. El generador y los dos motores (eléctrico y de combustión interna) pueden servir para mover el vehículo, que tiene muy buenas prestaciones. Sus baterías pueden ser recargadas conectando el automóvil a una fuente externa de energía eléctrica, como el BEV. Al incorporar un motor de combustión interna no tiene la limitación de necesitar un tiempo más o menos largo para la recarga de la batería, después de agotarse ésta. Son la alternativa ideal para aquellos que se desplacen a diario por ciudad.

·         VEHÍCULO A PILA DE COMBUSTIBLE (FCEV) o “DE HIDRÓGENO”.

Los coches de hidrógeno funcionan con un motor eléctrico, por eso se los considera también vehículos eléctricos. Ese motor es alimentado por una pila de combustible y una batería.[3]. Una diferencia fundamental con el resto de vehículos eléctricos es que los coches de hidrógeno producen la electricidad por sí mismos. 

El hidrógeno que se usa como combustible para la pila, si no queremos emitir CO₂, debe ser producido por electrolisis del agua usando energía eléctrica renovable o energía nuclear. Es un proceso cuyo rendimiento es del orden del 80%. Hoy por hoy, se necesita un 30 % más de energía para mover el coche de pila de combustible que el de batería, a causa de su mayor peso y el  menor rendimiento de la pila en comparación con la batería.

El tiempo de recarga del hidrógeno es comparable con el de un automóvil convencional. El problema es que el número de estaciones de servicio de hidrógeno (hidrolineras) no llega a la decena en España.

4. EL COCHE ELÉCTRICO COMO INNOVACIÓN.

El concepto “todo eléctrico” no se puede considerar como tal. El automóvil eléctrico y el de combustión interna (ICV) aparecieron casi a la vez (1886…1888). El eléctrico ha adquirido mayor o menor difusión según la gente han dado más o menos importancia a la contaminación o ha habido más escasez o abundancia de gasolina. Camionetas eléctricas de “Correos y Telégrafos” con baterías de plomo circulaban en la posguerra española debido a la escasez de gasolina. Desde finales del siglo XIX han sido varios los intentos de introducir en el mercado coches eléctricos (1914, 1948, 1973, 2010). Los automóviles eléctricos híbridos enchufables sí pueden considerarse como una novedad. Recordemos que para que una novedad sea una innovación es necesario que añada valor para la empresa. El hecho de que para conseguir cuota de mercado sea necesario subvencionar al BEV es un mal síntoma.

5. EL COCHE ELECTRICO Y LAS NECESIDADES DEL USUARIO.

Para tener una introducción masiva y constituir una verdadera innovación, un producto tiene que satisfacer necesidades de un grupo –lo mayor posible- de usuarios. “Eléctrico” es una solución técnica, no una necesidad a satisfacer. Un usuario no tiene porque estar interesado en que un automóvil sea eléctrico. La mayoría de los usuarios estará interesada en la seguridad, la aceleración, la velocidad punta, el par motor, el consumo, la autonomía, la capacidad, la versatilidad, el nivel de acabados, los accesorios, el color, el precio y el coste de mantenimiento. Además, exigirá ciertos grados de digitalización, conectividad, calidad, calidad percibida, comodidad, fiabilidad y el cumplimiento de la normativa legal. Sólo le importará que un coche sea eléctrico si es mejor que un coche convencional en las prestaciones que para él sean prioritarias[4]. No obstante, un grupo sentirá la necesidad de proclamarse “ecológico” y lo escogerá exclusivamente por la propaganda “emisiones cero”. Otro grupo, amante de la tecnología y de las novedades y con disponibilidad económica, se decidirá por él para disfrutar de un vehículo “diferente”.

6.  RESPETO DEL MEDIO AMBIENTE.

Hoy por hoy (juntamente con los amantes de las nuevas tecnologías) parece la razón prioritaria para decidirse por la compra de un automóvil eléctrico. Como de alguna manera hemos de medir la contaminación y la preocupación actual es el cambio climático, la UE toma como elemento de medida de respeto del medio ambiente el CO₂ emitido por cada modelo.

Sobre estos vehículos circulan verdades, mentiras y –sobre todo- medias verdades que desorientan.

La propaganda “cero emisiones” del “todo eléctrico” es una media verdad (incidentalmente, eso vale también para trenes, tranvías, etc). El vehículo eléctrico puro no emitirá CO₂ –y otros gases- pero si lo harán las máquinas que mueven los generadores que alimentan la red comunitaria a la que se conectan las baterías para su carga, cuando aquellas quemen combustible fósil. En España, en 2022, más del 35% de la energía de la red comunitaria se obtuvo de combustibles fósiles cuya combustión emite CO_2.

 

    

Figura 3. Emisiones de CO₂ de los diferentes tipos de vehículos.

Además, al efectuar el análisis del ciclo de vida de ambos, se observa que, debido a las baterías, la fabricación de un coche eléctrico puro (desde la extracción de materias primas hasta la recuperación en fin de vida) produce un 70% más de emisiones de CO₂ que la de un ICV. Como consecuencia, la producción de emisiones de CO2 de un coche eléctrico a lo largo de su ciclo de vida, que se estima en 200.000 km,  es del 85% al 65% de uno convencional.  Con estos números, cuando todos los coches sean eléctricos podremos reducir la huella de carbono en un 2-4%  del total[1]. 

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[1] Según el  Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana, el transporte fue responsable de cerca de una cuarta parte de las emisiones de CO2 en la UE en 2019, de las cuales el 71,7%% proviene del transporte por carretera. Los coches son el principal contaminante, con un 60,6% del total de las emisiones del transporte en carretera de Europa

El impacto medioambiental no se reduce a las emisiones de CO₂. Teniendo en cuenta el ciclo de vita de estos vehículos, se agrupa en tres temas:

• Cambio climático.
• Impacto en la salud humana
• Impacto en el ecosistema

En la figura 4 puede verse que, según la fuente de energía que alimente las centrales eléctricas, un BVE puede ser incluso peor para el medio ambiente que un automóvil convencional (ICV). Nótese la importancia en el impacto medioambiental de la fase de extracción de materias primas y en la fabricación, debido a las baterías.

Figura 4. Impacto en el medio ambiente de vehículos ICEV y BEV. Fuente: EEA.

7      ¿CUÁNTO CUESTAN? 

Tanto el precio del coche como el de la energía no responden sólo al mercado sino a razones comerciales y políticas (subvenciones, impuestos) y es muy difícil conocerlos con fiabilidad.

A día de hoy, el precio de compra mínimo de un automóvil eléctrico es del orden del 140% del precio del automóvil convencional semejante. En el caso del FCEV, un 270%.

Hoy día el consumo se mide con el protocolo Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure (WLTP). Por autovía y autopista el consumo del todo eléctrico apenas varía con el consumo en ciudad mientras que el de los híbridos enchufables se acerca al consumo de un automóvil convencional. Con seguridad el de más bajo coste de mantenimiento es el ”todo eléctrico”, al menos mientras no se agotan o averían las baterías.

 

8.     DATOS COMPARATIVOS (2022)

9.     CONCLUSIONES.

q  Los eléctricos y los híbridos enchufables son automóviles cuyo público objetivo está formado principalmente por ecologistas y amantes de las novedades. Son ideales para la circulación por ciudad. Con los datos de que disponemos y si nada cambia, la reducción de la producción de CO2, cuando todos los coches sean eléctricos será entre el 2% y el 4% del total del CO2 producido por todos conceptos.

q  El “todo eléctrico” será útil para usuarios con exigencia de autonomía del orden de 300 km, que tengan la seguridad de disponer de puntos de recarga  y que tengan solución de recambio para viajes más largos (transporte público, otro automóvil convencional de propiedad o un vehículo alquilado o compartido). Por si mismos no emiten CO₂. Muy apropiados para las ciudades. En conjunto, no se sabe cuánto CO₂ produce un BEV. Incluso puede superar el producido por un ICV. En el mejor de los casos, produciría un 35% menos CO₂ que un VCI. Su autonomía es indeterminada.

q  El híbrido enchufable (plug-in) es menos ambicioso desde el punto de vista ecológico. En ciudad es semejante al “todo eléctrico” pero con una autonomía del orden de 50 km. Superando este límite, consume como un automóvil convencional. No necesita depender de las estaciones de recarga.

10.  RESUMEN COMPARATIVO.

11.  PUNTOS QUE REQUIEREN ATENCIÓN

·         Se ha detectado que los propietarios de un automóvil eléctrico tienden a usarlo más que el convencional y a usar menos el transporte público y otros medios alternativos.

·         La cantidad de CO₂ que emite el vehículo eléctrico varía de un país al otro, según el mix de su sistema eléctrico. Superado un cierto número de vehículos  en circulación, el sistema eléctrico será insuficiente y si no tenemos más solución que la quema de combustibles fósiles para alimentar las máquinas en las centrales de producción de energía, la contaminación general – y quizás el precio por kWh- aumentará. También las redes de distribución podrían quedar saturadas. Hay que tener muy en cuenta las interacciones entre los sistemas de transporte y los sistemas de energía.

·         Los BEVs y PHEVs tienen que verse como componentes de un sistema abierto del transporte que tenga en cuenta sus ciclos de vida, la economía circular y el cambio climático, las fuentes de energía, la producción y el transporte de la misma, los vehículos ICV, los automóviles compartidos, el transporte público, los medios alternativos, etc. Para largas distancias el automóvil eléctrico ni sirve ni –probablemente- servirá. El transporte público tiene que hacer ese papel apoyándose sobre todo en el ferrocarril. Estamos lejos.

·         La reducción de emisiones de GEI por el ciclo de vida de los automóviles puede conseguirse también compartiendo un vehículo o un trayecto entre varios usuarios. De esta forma se podrá reducir el número de vehículos y la producción total de CO2.

•       La finalidad de las regulaciones es que el uso del automóvil privado –eléctrico o no- vaya siendo marginal en Europa. Véase la “Ley de la Movilidad Sostenible”. Título II. Capítulo 2. Sección 2ª. Artículo 28. “Jerarquía del sistema de medios de movilidad en el ámbito urbano”.

 

 

 

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[1] El 20% del total

[2] La climatización puede disminuir la autonomía hasta un 40%

[3] Entendemos por “baterías” las fuentes recargables y por “pilas” las de flujo contínuo. 

[4] Dados los miles de marcas, modelos y variantes es posible que un cliente se conforme con el modelo que el concesionario tiene en exposición,