El coche eléctrico. Primera aproximación

  • Introducción

 

Se veía venir y lo sorprendente es que no haya aparecido antes. Me refiero a la guerra entre las eléctricas y las petroleras ante la introducción masiva que se ve llegar del coche eléctrico, sea este con baterías o con pila de combustible.

Por un lado, a las empresas eléctricas le viene muy en varios sentidos pero, sobre todo en uno: con la “llegada” del coche eléctrico pueden compensar la pérdida de ventas de electricidad que la modificación paulatina del sistema eléctrico les está generando ante la incorporación de las energías renovables distribuidas. Por el otro, el de las petroleras, es evidente que la entrada masiva del coche eléctrico disminuye sus ventas de manera muy fuerte. Hay un tercer sector en litigio, el de los fabricantes de vehículos motorizados; pero estos ya se vienen preparando y, en el fondo, solo representa un cambio en las fábricas de la mayor parte de los elementos del vehículo, sobre todo el motor. Pero supongo que se adaptarán, con mayor o menor dificultad pero lo conseguirán. De hecho todos los grandes fabricantes de automóviles ya venden coches eléctricos de baterías y de pila de combustible aunque de estos últimos en España todavía hay muy pocos; pero también llegarán.

Por el lado de las eléctricas ya están introduciendo campañas de promoción del coche eléctrico y apoyando la necesaria infraestructura de carga y refuerzo de las líneas eléctricas imprescindibles. Las petroleras, por el contrario, se están poniendo –como era de esperar- a la defensiva, difundiendo en los medios de comunicación –incluidas las redes sociales- la idea de que el coche eléctrico no representa ventajas de ningún tipo y que el sistema eléctrico no tiene capacidad para alimentar a todos los vehículos del parque español si se sustituyen todos los convencionales por eléctricos. Enseguida demostraremos que esto último no tiene fundamento; con los datos actuales del sistema eléctrico español.

Me parece que no me queda más remedio que intervenir dando mi versión del asunto, aunque todavía de manera muy somera e inicial. Como siempre, apoyándome en datos oficiales y/o experimentales.

Ahora se trata de un análisis sencillo y con sentido práctico.

  • Comparación energética y ambiental entre un coche eléctrico y uno convencional

 

¿Qué es mejor, más económico y mejor ambientalmente? ¿el coche convencional o el eléctrico? ¿Tantas ventajas tiene este último que justifica el cambio?

El asunto me recuerda la fábula de los galgos y los podencos. Ya saben el final, “los que por cuestiones de poco momento dejan lo que importa, llévense el ejemplo”. Lo que importa y es el problema principal es el que debe mandar y decidir en este asunto. Me refiero, claro está a la vida en el planeta Tierra que está ya en riesgo como consecuencia del cambio climático que está originado por el aumento continuo de la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera consecuencia a su vez de las combustiones en los más de mil millones de vehículos automóviles que ahora mismo circulan en el mundo. Cierto es que el coche eléctrico en su concepción actual no las reduce a cero como algunos dicen pero lo que es indudable es que las disminuyen considerablemente.

Por otro lado y mirando el sentido económico del asunto, el posible usuario se preguntará cuanto le cuesta uno y otro y a cuanto le salen los 100 km que, parece ser es la medida básica de recorrido de los automóviles.

Vamos ya con unos primeros datos, aunque sean de carácter general.

Consumo de energía

Coche de gasolina de referencia en el parque español, para el que suponemos –con el IDAE- un consumo de 6 l/100 km = 5,07 kg/100 km equivalentes en energía a 61,8 kWh/100 km.

Datos reales de un coche eléctrico concreto (de mi hijo), similar en tamaño al de gasolina antes citado, circulando dos años (2015 y 2016):

km recorridos, 17000 en 2015 y 11000 en el 2016.

Consumo de electricidad de la red, 2720 kWh (2015) y 1771 (2016); luego, consumo específico, 16 kWh/100 km y 16,1 kWh/100 km respectivamente. Me quedo con el dato de los 16 kWh/100 km que vamos a comparar con los del vehículo de gasolina.

Todo el mundo pensará que es mucho mejor el eléctrico pero realmente no es del todo así porque los 16 kWh de electricidad equivalen en combustible a aproximadamente 48 kWh que no están tan lejos de los 61,8 del vehículo convencional. Hay que ser conscientes que para generar una determinada cantidad de electricidad en cualquier central termoeléctrica se necesitan 3 unidades de combustible (16×3 = 48). Cierto es que el vehículo eléctrico tiene algo más de rendimiento termodinámico que el de combustión interna pero no mucho y eso no justificaría suficientementenel cambio. También es cierto que en el sistema eléctrico español actual solo algo más de la mitad de la electricidad se obtiene en centrales termoeléctricas (nucleares, de carbón y de gas natural); el resto se obtiene en centrales eólicas, fotovoltaicas, termosolares, de biomasa e hidráulicas que no son térmicas (excepto las termosolares) y que no producen gases de efecto invernadero.

Contaminación

Emisiones de CO2 del vehículo de gasolina 14,4 kgCO2/100 km;

Emisiones de CO2 de la electricidad de la red (datos del año 2016; fuente REE), 3,89 kgCO2/100 km. Aquí sí que la diferencia es clara y rotunda, el coche eléctrico (3,89 kgCO2/100 km) es responsable de emisiones en casi la cuarta parte que el correspondiente de gasolina. No digamos que el de gasóleo. Por supuesto, si el vehículo eléctrico se hubiera cargado en una instalación fotovoltaica las emisiones hubieran sido nulas.

Por otro lado hay que considerar las emisiones de óxidos de nitrógeno (precursor del ozono troposférico impulsor de varias enfermedades) concentrados en las ciudades mientras que la electricidad incluso la de la red genera menos óxidos de nitrógeno y en lugares dispersos y –en el sistema actual- lejos de las ciudades.

En definitiva el coche eléctrico es muy interesante para mejorar las condiciones ambientales, tanto en las ciudades como de manera general, que es el punto clave sobre el que estamos argumentando.

Coste

Gasolina, (1,249 €/l) = 7,494 €/100 km.

Electricidad, incluido todo el consumo del coche eléctrico, tomada de la red, 317,35 € (2015) y 244,97 € (2016); es decir, 1,872 €/100 km y 2,23 €/100 km. Tomo como referencia un valor medio de los dos años, es decir, 2 €/100 km

En cuanto al coste por 100 km, por tanto, también está muy claro, con el vehículo eléctrico cuesta casi la cuarta parte que el de gasolina para recorrer los 100 km de referencia.

Pero conviene aclarar algo en cuanto al coste de la electricidad. El dato que he dado es cargando el vehículo por la noche, o sea acogiéndonos al tramo P2 de la factura de la electricidad. Si no hubiéramos tenido esa precaución nos hubiera costado algo más; en concreto, 2,46 €/100 km. Claro que si hubiéramos cargado las baterías con una instalación fotovoltaica no nos hubiera costado nada.

Comparación para el recorrido en un año

Si tomamos como recorrido medio de un automóvil español los 12000 km/año que dice el IDAE los datos del apartado anterior solo hay que multiplicarlos por 120. Daremos el resultado para concretar un poco las ideas.

El turismo medio que he considerado consumiría al año 7416 kWh en forma de carburante de origen fósil. El vehículo eléctrico equivalente consumiría 1920 kWh/año.

En cuanto a contaminación, el coche de gasolina hubiera emitido en el propio vehículo 1728 kgCO2 y el eléctrico hubiera sido responsable si se alimenta de la red general actual, de 466,8 kgCO2 y cero si se carga con una instalación fotovoltaica (o eólica, hidráulica, termosolar o de biomasa).

El coste anual del carburante del coche de gasolina le hubiera costado al usuario 899 euros para recorrer esos 12000 km, frente a los 240 con el coche eléctrico; y si hubiera cargado desde una instalación fotovoltaica le hubiera costado 0 €. Parece conveniente aclarar que lo que cuesta cero euros en una instalación fotovoltaica es el combustible (la radiación solar) pero es obvio que esa instalación ha tenido un coste; las otras, tanto convencionales como de energías renovables, también.

¡Ah!, se me olvidaba, la autonomía del coche eléctrico que siempre se pone como una “pega” del coche eléctrico. En el que hemos utilizado como referencia es de 400 km que considero más que suficiente para los desplazamientos más habituales al día de hoy. Pero es que el coche eléctrico alimentado por una pila de combustible de hidrógeno tiene una autonomía superior a los 700 km, aunque es cierto que, al día de hoy es más caro que el de baterías.

En cuanto a la comparación económica hay que considerar más factores que el mero coste del combustible y de la electricidad. Es cierto pero para aclararlo todo con suficiente detalle se requiere un estudio más pormenorizado que este. Hay mucho que matizar: Subvenciones, comprar baterías o alquilarlas, pagar por las emisiones o no, etc.

De igual manera para establecer con mayor precisión el aspecto ambiental de la comparación habría que hacer un estudio de ciclo de vida en ambos casos. No cabe duda, en ese sentido, que las baterías –hoy por hoy- son un hándicap importante en contra del vehículo eléctrico; pero al margen de que hay que hacer el estudio con mayor detalle también hay que pensar que el vehículo eléctrico puede ser alimentado con electricidad producida en una pila de combustible en vez de con baterías. Incluso en ese caso, los aspectos ambientales no son nulos.

 

  • Datos globales. Capacidad de España de generar la electricidad de los coches eléctricos

 

Al margen de que se puede hacer un análisis todo lo detallado que se quiera con la aproximación inicial que hago aquí queda evidente que se podrían sustituir –de la noche a la mañana- todos los turismos convencionales por los correspondientes eléctricos sin hacer ningún cambio en el sistema eléctrico.

Número de turismos según la DGT, 22876247 entre los propulsados por gasolina y los alimentados por gasóleo.

Veamos ahora el sistema eléctrico español del año 2016. Con datos de REE, las centrales eléctricas españolas generaron 262161 GWh.

Con esos datos y dividiendo por el consumo anual por vehículo que he utilizado antes (1920 kWh) queda evidente que el sistema eléctrico español podría haber abastecido a 136,5 millones de vehículos eléctricos como el que he tomado de referencia recorriendo los 12000 km anuales a que me vengo refiriendo. Dado que el número de turismos en España es algo menos de 23 millones es obvio que el sistema eléctrico español puede abastecer a todos los vehículos eléctricos que se quiera sin que se resienta por eso el sistema eléctrico. Pero si, además, consideramos que todas las centrales eléctricas españolas podrían haber generado más del doble de lo realmente generado; es decir, más de 524000 GWh es fácil concluir que no hay que aumentar el parque eléctrico español para ir sustituyendo los vehículos actuales por los correspondientes eléctricos. Es más, la paulatina sustitución a vehículos eléctricos mejoraría sustancialmente el funcionamiento del sistema eléctrico toda vez que las baterías de esos vehículos pueden ser empleadas para almacenar energía del sistema cuando sobra generación y cederla de manera ordenada en forma de energía de desplazamiento de los vehículos eléctricos.

Pero hay algo más que voy a ilustrar con datos de mi casa, en Mairena del Aljarafe (Sevilla). La instalación fotovoltaica que tengo en mis terrazas -7,5 kWp (60 m2)- generó de abril de 2010 a abril de 2011, 12996 kWh que con el dato obtenido anteriormente de un vehículo eléctrico concreto, de 1920 kWh de consumo en un recorrido de 12000 km, resulta que mi instalación solar podía haber alimentado a más de 6 coches (6,53 para ser exactos). En este caso es claro que sin emisión de gases de efecto invernadero y a coste nulo; en realidad no es nulo puesto que esa electricidad se está vertiendo a la red general y me la pagan y es evidente que si utilizo una parte para cargar mi vehículo eléctrico esa cantidad menos que vendo a la red.

  • Análisis de ciclo de vida de uno y otro. Problemáticas

 

Conocer con precisión las interacciones ambientales de cualquier proceso o de un dispositivo (en este caso vehículos de transporte) exige un llamado “análisis de ciclo de vida” que, dependiendo del proceso o del dispositivo lleva consigo un estudio complejo y de bastante dificultad si se quiere hacer bien. En el caso que nos ocupa tiene una complejidad especial puesto que no se trata solo de “seguir la pista” a los materiales de los que están construidos los vehículos sino también hacer el análisis de los carburantes y de la electricidad en un periodo de tiempo determinado que, normalmente, debe coincidir con la vida que se le asigne a cada uno. Por supuesto, también hay que analizar qué se hace con el vehículo cuando este termina en un desguace o similar.

  • Más que comentar

En mi opinión en dos direcciones, por lo que respecta al coche eléctrico:

  • La procedencia de la electricidad que se emplee.
  • La forma de almacenamiento de energía. Baterias o hidrógeno.

La evolución de esos dos asuntos tecnológicos decidirán el futuro de estos vehículos.

Uno de los problemas importantes de los vehículos eléctricos es el almacenamiento de energía. Si se hace en acumuladores electroquímicos (vulgares baterías) al día de hoy son pesadas, costosas y con un alto nivel de contaminación. Sin duda la investigación permitirá avanzar en la resolución de esos problemas.

Pero hay otra alternativa que consiste en lo siguiente:

Un coche eléctrico alimentado con la electricidad producida en una pila de combustible. Esta pila puede ser de varios tipos pero la que está en el mercado mundial es la de hidrógeno. Así pues y simplificando mucho la explicación, se almacena hidrógeno en unos depósitos (como los de gasolina o gasóleo pero un poco más complicados) que aguantan presiones del orden de 700 bar; ese hidrógeno se combina en la pila de combustible con oxígeno (del aire ambiente por ejemplo), resulta agua, calor y electricidad. Esa electricidad es la que acciona el motor que mueve el vehículo.

La clave del asunto, desde el punto de vista ambiental es cómo se obtiene el hidrógeno. Puede obtenerse de la electrolisis del agua empleando electricidad de origen renovable o no. Si es de origen renovable es evidente que se trataría de un vehículo de emisiones cero.

Pero si el proceso de obtención del hidrógeno implica la utilización de un combustible fósil (gas natural por ejemplo, hoy por hoy mayoritario) y la electricidad que se emplea es de origen fósil también, es evidente que el vehículo resultante puede ser igual de contaminante que los actuales de carburantes de origen fósil.

 

  • Resumen y conclusión.

Ya se observa que la problemática de los vehículos eléctricos tiene complicaciones y bastante complejidad pero es evidente que se está en el principio de un cambio sustancial en los vehículos de transporte en la dirección clara de sustitución de los alimentados por carburantes de origen fósil por vehículos eléctricos, con baterías o con pilas de combustible.

Cualquiera puede entender que no se van a sustituir todos los coches convencionales por eléctricos de un día para otro, sino que se trataría de un proceso con aumentos paulatinos de la sustitución de unos vehículos por otros. La velocidad del cambio no la sé predecir pero una conclusión clara es que el sistema eléctrico español está más que dimensionado para atender esa posible demanda.

En todo caso, y resumo, me parece que quedan claras las ventajas del vehículo eléctrico por lo que estoy convencido de que terminará imponiéndose.

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