El futuro de los coches (2): la revolución de los eléctricos

Descúbrelo (casi) todo sobre la revolución de los eléctricos en esta segunda parte de mi trilogía del pasado, presente y futuro de los coches…

A veces a los aficionados se nos rompe el corazón cuando se habla de la revolución de los eléctricos, pero es que los coches tienen unas implicaciones que van mucho más allá de otras aficiones como los sellos o el ganchillo. Sí, los automóviles están en el punto de mira, ante todo porque están en todas partes: hoy en día circulan por el mundo probablemente más de mil millones, cuatro veces más que en los años setenta. Y cada año se venden más de setenta millones, el doble que hace tan sólo veinte años – precisamente en la época en que se firmó el protocolo de Kyoto…

Revolución de los coches eléctricos: Gráfico de producción mundial de vehículos — Producción mundial de vehículos (coches, camiones y autobuses) entre 1900 y 2016 | Fuente: darrinqualman.com basado en datos de Motor Vehicle Manufacturers Association of the United States, Ward’s Communications y United States Department of Transportation

Sí, entusiastas de los coches, ahora es cuando hablamos de las emisiones de esos cientos de millones de vehículos que circulan por el mundo. Y también de contaminación, del calentamiento de la atmósfera y (ay!) de la revolución de los coches eléctricos. Si aún eres escéptico, frunce el ceño, pero por favor sigue leyendo… los que conducimos por pasión además de por necesidad deberíamos conocer lo que implica, porque ignorar las consecuencias de lo que hacemos no va a hacer que éstas desaparezcan. Aunque luego cada cual que actúe como considere. En fin, vamos al lío…

Emisiones

En el Protocolo de Kyoto de 1997, la mayoría de países acordaron reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Estos gases permiten que la luz del sol llegue hasta la superficie terrestre, pero luego retienen parte del calor generado, de manera que sin ellos, la temperatura media de la superficie terrestre sería de unos –18 °C en lugar de los +15 °C actuales. La mayoría están presentes en la naturaleza, como el vapor de agua, el metano o el dióxido de carbono (CO2), pero desde que comenzó la industrialización a mediados del siglo XVIII, ha aumentado su concentración, lo que viene provocando un aumento de la temperatura.

Anomalías anuales de temperatura de 1880 a 2019 con respecto a la media de 1951-1980 según datos de la NASA, NOAA, el Berkeley Earth Research Group y el Met Office Hadley Centre (UK) | Fuente: NASA GISS/Gavin Schmidt

Y no le demos más vueltas: la práctica totalidad de la comunidad científica coincide en que “es extremadamente probable que la influencia humana sea la causa dominante en el calentamiento observado durante el siglo XX”. En realidad, no es tan sorprendente: se estima que actualmente las emisiones de estos gases suman unos 40.000 millones de toneladas de CO2. Expulsadas a la atmósfera. Por la actividad humana. Al año. Sobre todo debido a la quema de carbón y derivados del petróleo, aunque también por la quema de bosques y selvas y por la agricultura.

Revolución de los coches eléctricos: Gráfico de emisiones de CO2 originadas por el transporte en la UE — Emisiones de CO2 originadas por el transporte en la UE: emisiones de CO2 por meedio de transporte (2016) | Fuente: Agencia Europea del Medio Ambiente

Pero ¿cuántas de estas emisiones se pueden achacar al automóvil? Según datos de la Agencia Europea del Medio Ambiente, en Europa el transporte es responsable de más del 30% de las emisiones de CO2. Y de éstas, un 70% es achacable al transporte por carretera, del cual a su vez algo más de la mitad proviene de los coches. No se incluye aquí la contaminación producida por la extracción y refino del petróleo o la fabricación de los coches, pero en fin, según esto el automóvil sería responsable del 13% de las emisiones de CO2 en Europa.

Emisiones de CO2 en la UE, evolución por sector (1990-2016) | Fuente: Agencia Europea de MedioAmbiente

De acuerdo con esta cifra, el automóvil estaría lejos de ser el principal emisor de CO2 y otros gases de efectos invernadero, pero sigue emitiendo millones de toneladas. Además, no podemos olvidar el resto de gases y partículas provenientes en gran medida de los tubos de escape, que producen enfermedades relacionadas con la respiración como el asma y el cáncer de pulmón, con una incidencia creciente en las ciudades, donde no olvidemos que vive actualmente el 80% de la población mundial. Por todo esto, a la vez que el resto de sectores “se ponen las pilas”, la industria automovilística y las administraciones públicas están buscando alternativas viables a la quema de combustibles fósiles para movernos.

Las alternativas

Para ello, se están siguiendo varios caminos. Uno de ellos pasaría por quemar combustibles fósiles más ligeros, que contaminan menos, como los gases licuados del petróleo o el gas natural. En Italia, por ejemplo, son bastante populares desde hace tiempo y en España, fabricantes como Seat están apostando por ellos. Una solución práctica, real y que implica reducir las emisiones en base a la tecnología existente.

Al mismo tiempo se pretende seguir perfeccionando los motores de combustión interna para que sean más eficientes. Sin embargo, según se cuenta de manera magistral en este artículo, «la tecnología tan sólo puede arañar algunos puntos porcentuales en la gran cantidad de energía desperdiciada por los motores actuales. Los motores térmicos son, por definición, un despilfarro energético de primera magnitud, ya que en la vida real aprovechan aproximadamente un 30% de la energía para producir movimiento, mientras el resto se desperdicia en calor».

Revolución de los coches eléctricos: Gas Natural

Otra vía que hay que considerar sería la de los automóviles con pila de combustible, que obtienen la energía del hidrógeno que llevan a bordo en un depósito – para algunos, la solución a la movilidad del futuro. Actualmente circulan por el mundo unos 35.000 de estos vehículos (el líder es Corea del Sur con unos 10.000) que se abastecen en unas 540 estaciones de servicio. Pero acaso la logística de llevar cisternas de hidrógeno a las estaciones de servicio y luego tener que ir cada uno a repostar sea una molestia que se quiera evitar en el futuro.

Quizá por ello para algunos el hidrógeno se impondrá para el transporte pesado, es decir, camiones y trenes. En este sentido, han sido muy positivas por ejemplo las experiencias piloto en Alemania con los trenes Coradia iLint de Alstom, con autonomías similares a las de los trenes de gasoil pero en (casi) total silencio y produciendo vapor de agua como único residuo. Eso sí el cálculo medioambiental sólo resulta positivo si la producción de hidrógeno se hace mediante fuentes de energía renovables.

Pero sigamos con los coches y aquí un compromiso entre dos mundos vendría de la mano de los híbridos, que combinan un motor de gasolina con uno eléctrico que se recarga en marcha o enchufando el coche a la red eléctrica. Para algunos esto sería una solución transitoria ya que implica seguir quemando combustibles fósiles.

Revolución de los coches eléctricos: Renault Zoe

Así que finalmente llegamos a los coches puramente eléctricos, que se enchufan a la red para cargar sus baterías y que pueden suponer una revolución para nuestra movilidad. Aunque esta solución, como todas las grandes innovaciones tecnológicas, no está exenta de polémica. Porque sí, según concluyen en el artículo mencionado más arriba, la eficiencia real actual del motor eléctrico supera habitualmente el 90%, pero de cara a popularizar su uso quedan por resolver algunos problemas.

Energías renovables

Veamos primero de dónde vendría la electricidad para cargarlos. Según el último informe provisional de Red Eléctrica Española, en 2020 las energías renovables alcanzaron una cuota récord del 45,5 %, destacando la eólica con un 22,2 % de la producción eléctrica total, seguida de la hidráulica y la solar fotovoltaica con un 12,6 % y un 6,1 %, respectivamente. Si a éstas añadimos la energía nuclear, obtenemos que la mayor parte de la electricidad que se consume actualmente en España (cerca del 70%) proviene de fuentes libres de CO2.

Cobertura de la demanda eléctrica peninsular en 2020 | Fuente: Red Eléctrica Española

En otros países el panorama no es tan halagüeño, pero igual que aquí, se está trabajando en el despliegue de estas fuentes de energía alternativas. Los modelos actualizados de la consultora noruega Rystad Energy muestran que para 2050 el 74% de la demanda total de energía se cubrirá con renovables. Cuyos costes, por cierto, vienen bajando considerablemente en los últimos años. De hecho, según un estudio del banco BNP Paribas, para seguir siendo competitivo en el sector del transporte, en breve el petróleo tendría que bajar a menos de 20 dólares/barril. Para llegar a tal conclusión, se ha comparado el retorno de la inversión en energía renovable para mover un coche eléctrico frente a invertir el mismo dinero en petróleo al precio actual de 60 dólares/barril, luego refinarlo y usarlo en un motor de combustión interna, que como hemos visto pierde hasta el 70% de la energía en forma de calor.

Revolución de los coches eléctricos: Gráfico de evolución del precio de las energías renovables — Evolución del precio de las energías renovables en dólares por kilowatio hora. | Fuente: lainformación.com basado en datos de International Renewable Energy Agency

Luego hay que mencionar también la disponibilidad de electricidad, ya que según algunos escépticos, la red eléctrica actual no podría soportar que millones de coches eléctricos se pusieran a cargar al mismo tiempo. Sin embargo, según estimaciones de la mayor compañía eléctrica alemana, añadir por ejemplo un millón de coches eléctricos al tráfico en Alemania significaría un aumento de la necesidad de electricidad de un 0,4%. Y volviendo a España, aquí la capacidad instalada de la red eléctrica es aproximadamente más del doble de la que se necesita de media al año. Aunque habría que reforzar las instalaciones locales para que aguanten picos de recarga y por otro lado, la falta de cargadores es una realidad que aún queda por resolver. De todas formas, se espera que las ventas de automóviles privados bajen considerablemente a largo plazo, en favor de otras formas de movilidad como el «Car Sharing» o el refuerzo del transporte público y el uso de la bicicleta en ciudad.

Baterías

Respecto a las baterías, actualmente su coste es casi una décima parte respecto a hace diez años, como podemos ver en el gráfico que viene a continuación. Y en cuanto a la evolución en los próximos años, es previsible que los precios de las baterías sigan cayendo. Concretamente, según un estudio reciente de Transport & Environment, una organización sin ánimo de lucro con sede en Bruselas, en 2030 podrían llegar hasta los 58 dólares por kilovatio/hora ($/kWh).

En este sentido, existe cierto consenso en que cuando las baterías alcancen un precio de 100 $/kWh, producir un coche eléctrico costará lo mismo que uno de gasolina. Según algunos estudios probablemente esto ocurrirá hacia 2024 (según un estudio de UBS), aunque otros concluyen que habrá que esperar hasta 2027 (según un estudio de Bloomberg). Lo que sí está claro es que, como dice Sandra Wappelhorst del International Council on Clean Transportation con sede en Washington, «los incentivos financieros para los automóviles eléctricos no serán necesarios cuando los precios de compra caigan al nivel de los automóviles que funcionan con combustibles fósiles».

Precio de las baterías de iones de litio, promedio ponderado por volumen en dólares reales de 2020 | Fuente: Bloomberg

Sin embargo, muchos se suben optimistas al carro de la revolución pero los coches eléctricos no son ni mucho menos «ecológicos», como nos quieren vender. Toda actividad humana conlleva contaminación y ésta no es una excepción. Ante todo está el proceso de fabricación del coche en sí pero luego hay que considerar la producción de las baterías. Hoy en día, las de un Tesla S por ejemplo contienen unos 12 kg de litio, un metal que se extrae sobre todo de la salmuera que se encuentra bajo enormes salinas en Bolivia y en China, salmuera que es bombeada hasta la superficie, donde se deja que el agua evapore durante meses para luego tratar el litio con productos químicos tóxicos. Aparte del enorme gasto de agua, en el Tibet ya se han producido varios derrames de estos productos contaminantes a ríos y lagos, para perjuicio de la fauna y flora de la zona.

Revolución de los coches eléctricos: litio — En el Salar de Atacama, las actividades mineras consumieron hasta el 65% del agua de la región, causando estragos en la agricultura local | Foto: Francesco Mocellin

Por otro lado, también es verdad que el litio no se quema como la gasolina y se calcula que el 40% de su consumo se podría cubrir con litio reciclado. Además, es bastante abundante en la naturaleza y se estima que en el futuro se podría incluso extraer del agua marina. Pero las baterías contienen también otros materiales sensibles, como el níquel y el cobalto, siendo éste último mucho más raro en la naturaleza. Las baterías contienen entre un 3 % (VW) y un 12 % (Tesla) de cobalto, que a nivel mundial se extrae casi exclusivamente en la República Democrática del Congo, donde este metal extremadamente tóxico se extrae con las manos de adultos y niños. Ya existen no obstante prototipos de baterías que prescinden de este metal.

Río Amur test coches eléctricos — En el río Amur, en la frontera entre China y Rusia, se puede estar fraguando la revolución pues alrededor de 100 fabricantes chinos de coches eléctricos prueban aquí sus nuevas creaciones; en 2017 se vendió un millón de vehículos eléctricos en el mundo, la mitad en China | Foto: Matjaž Krivic/INSTITUTE

Los mayores avances en cuanto a baterías se espera que lleguen en relativamente pocos años de la mano de las baterías de estado sólido. Esta tecnología utiliza electrodos sólidos y un electrolito sólido, en lugar de los electrolitos líquidos que se encuentran en las baterías actuales de iones de litio. En comparación con éstas, las baterías de metal de litio de estado sólido son mucho más ligeras, más potentes, ocupan menos espacio, se cargan más rápido, duran más y presentan riesgos de inflamabilidad mucho menores. Según anunció Toyota recientemente, pronto presentará un automóvil propulsado con estas baterías, y se habla de 500 kilómetros de autonomía y un tiempo de carga del 100% en diez minutos. Otros fabricantes como Samsung o Nissan también están trabajando en esta tecnología, aunque la primera es más cauta y cuenta con tener un coche de serie equipado con estas baterías para 2028.

Cargadores y autonomía

Respecto a los cargadores, hoy en día hay consenso en que la mayor parte de la carga se realizará en el hogar, aunque esto es más fácil de implementar en casas unifamiliares o adosados. La instalación de cargadores en comunidades de vecinos, en las vías urbanas, en el lugar de trabajo y en carreteras (para atender a los viajeros) requeriría de un enfoque algo diferente, quizá contando con la colaboración de vecinos y entidades privadas y públicas.

Actualmente se cuenta con un parque de unos 1,3 millones de cargadores a nivel mundial (de los cuales un 30% son rápidos) y la Agencia Internacional de la Energía calcula que en 2030 habrá unos 105 millones de cargadores, la mayoría en los hogares. Con ellos, la demanda de electricidad será de unos 525 Terawatios/hora (TWh) según las previsiones más conservadoras y de 860 TWh según las más agresivas, lo que supondría aproximadamente un 2% del consumo mundial de electricidad.

En este sentido, es crucial para los sistemas que la mayoría de las cargas se harán en casa de forma lenta y siempre contando con la dosificación de los sistemas inteligentes de los propios automóviles. De esta manera, lo habitual sería salir de casa con el coche siempre cargado al 100%. En cuanto a la autonomía de las baterías, ésta viene subiendo en los últimos años y se espera que lo siga haciendo. Mientras hace pocos años la media de autonomía era de unos 200 km, para los nuevos modelos es más cercana a los 400 km. Aunque algunos ya van más allá, como el Mercedes-benz EQS, con una autonomía oficial de hasta 750 kilómetros. En este modelo además se puede carga el 80% de la batería en treinta minutos y unos 300 kilómetros en quince minutos.

Está pasando…

Recientemente Toyota anunció que en 2030 la mayoría de los coches que venda en EEUU serán de gasolina, unas declaraciones de mucho peso, teniendo en cuenta que se trata del mayor fabricante de automóviles del mundo. Acaso la compañía japonesa se vaya a apoyar más que otras en su amplia experiencia con los híbridos, pero es innegable que la revolución de los coches eléctricos está en marcha.

Muchos fabricantes están adaptando sus previsiones y planes, por ejemplo Volkswagen, cuyo último motor de combustión saldrá de la línea de montaje en 2040. Otros se han marcado metas más ambiciosas: Jaguar, Volvo, Mini, Bentley y Ford Europa han anunciado que se convertirán en productores de coches exclusivamente eléctricos para 2030. Otros fabricantes no quieren ir tan lejos, pero para entonces gran parte de su gama de modelos será eléctrica, como en los casos de Porsche (80%), Land Rover (60%), BMW (50%) y Kia Europa (50%). Incluso Ferrari ha anunciado que en 2025 lanzará su primero coche 100% eléctrico.

Revolución de los coches eléctricos: Volkswagen ID.3 — Volkswagen ID.3

Según la edición alemana de la revista Autobild, de aquí a 2025 se espera que lleguen al mercado más de 400 nuevos modelos movidos por energías alternativas. Con ellos, los fabricantes esperan poder cumplir por ejemplo con la legislación europea en cuanto a reducción de emisiones de CO2, que para 2021 ya impondrá un límite de 95 gramos por kilómetro. Está por ver cuántos podrán cumplir para entonces con este límite pero siempre según el estudio para Autobild, durante los próximos diez años los 29 fabricantes de automóviles más grandes del mundo invertirán más de 300 mil millones de dólares en energías alternativas.

Según la Agencia Internacional de la Energía (IEA por sus siglas en inglés), «la movilidad eléctrica está expandiéndose a un ritmo rápido». Actualmente circulan más de once millones de vehículos eléctricos en el mundo y según las estimaciones más conservadoras de la IEA en 2030 el parque móvil eléctrico será de unos 145 millones, lo que supondría el 7% de la flota. Para entonces, se espera que las ventas anuales alcancen los 25 millones, un 15% del mercado.

Algunos países van bastante más rápido: en Noruega los eléctricos ya superan a los de gasolina. Con sus 5,3 millones de habitantes, es un país pequeño, pero quizás esto demuestra que el coche eléctrico es viable. Por su parte, en 2016 Japón aprobó mejoras del consumo medio de los coches, que en la práctica implican que para 2030, entre un 20 y 30% de los coches vendidos allí serán eléctricos. Otros países siguen la misma línea.

Conclusión

Para algunos la era del motor de combustión interna está llegando a su fin. Porque efectivamente la mayoría de los que cambian a eléctrico no vuelven a la gasolina, apreciando sobre todo la suavidad de marcha, el silencio y el empuje instantáneo al pisar el acelerador, así como un mantenimiento más sencillo y menos costoso y la menor incidencia de averías, al tener una cuarta parte de piezas. Y (a pesar de todo) serían más respetuosos con el medio ambiente – pero no tan verdes como nos quieren hacer creer. Finalmente, en la práctica, con 60 kilómetros al día de media, la mayoría de los viajes estarían dentro de su autonomía.

Sin embargo, para otros, como mucho estamos ante el comienzo del inicio del principio del fin. Según un estudio de la Universidad de California, en aquel estado norteamericano un 18% de los que cambiaron a un coche eléctrico entre 2012 y 2018 volvieron a uno de gasolina, aduciendo sobre todo problemas con los tiempos de carga. Y efectivamente, si eres un médico de campo, que podría tener que responder a llamadas de emergencia a horas extrañas en lugares remotos, te lo pensarás mucho antes de comprarte un eléctrico. Y queda por ver qué pasará cuando llegues a casa un día con 80 kilómetros de autonomía y necesites viajar repentinamente a 200 kilómetros.

Por cuestiones como ésta y otras que aún quedan por resolver, desde IHS Markit estiman que en 2030 los motores de combustión interna seguirán dominando el mercado, en línea con las declaraciones de Toyota. Pero aún así, es indudable que en los próximos años nuestra movilidad va a sufrir una revolución y no sólo por los coches eléctricos.¿Cómo se adaptará la afición a los coches y en especial a los clásicos? Lo veremos en la tercera y última parte…

Si aún no has leído la primera parte, la tienes aquí!

Fuentes: