El largo camino de los coches eléctricos

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El largo camino hacia los coches eléctricos
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La importancia de hacer los coches eléctricos más ligeros para maximizar los beneficios climáticos y hacerlos más seguros.

El coche eléctrico es la gran apuesta para la movilidad en los próximos años para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. La sustitución de los coches con motores de combustión interna, los cuales funcionan con combustibles fósiles (principalmente gasolina y diésel) por coches con motores eléctricos parece sólo una cuestión de tiempo. El Reino Unido, California (EE.UU.), la Unión Europea, Canadá y otros países planean eliminar gradualmente la venta de vehículos de combustibles fósiles a partir de 2030. Sin embargo, esta transición no está exenta de dificultades que limitan tanto los beneficios ambientales como los económicos e incluso afectan a la seguridad de los vehículos eléctricos. Y uno de estos inconvenientes es, aunque parezca una cuestión un tanto banal, el peso de los vehículos.

Lo cierto es que los coches pesan más ahora que en 1990. Por ejemplo, en los Estados Unidos los automóviles, SUV (lo que comúnmente conocemos como todoterreno) y camionetas Pick Up han ganado un 12% (173 kilogramos), 7% (136 kg) y 32% (573 kg), respectivamente, desde 1990. Pero es que, con la llegada de los coches eléctricos, el peso ha seguido aumentando. Este es debido a que el petróleo, que es un combustible con una densidad energética alta (cantidad de energía obtenida por unidad de masa), está siendo sustituido por baterías que tienen un peso muy elevado. Y este incremento de peso implica que el resto del vehículo debe volverse más pesado para proporcionar el soporte estructural necesario. Por ejemplo, para contextualizar este incremento podemos poner de ejemplo a la F-150, la Pick Up más vendida y famosa de Ford: la versión eléctrica que ya está a la venta desde agosto pesa 700 kg más que su predecesora de gasolina. Y esto también pasa con otros modelos de coche que pasan a ser eléctricos (ver Figura 1). Pero, ¿qué importancia tiene realmente este aumento de peso? Pues mucho como ahora veremos.

Peso en vacío (Kerb weight) de diferentes modelos de coche eléctrico en comparación con su versión de motor de gasolina/diésel convencional.
Figura 1. Peso en vacío (Kerb weight) de diferentes modelos de coche eléctrico en comparación con su versión de motor de gasolina/diésel convencional. Este incremento viene dado por el peso de la batería y los soportes estructurales que esta necesita.

En primer lugar, a más peso menos seguridad. La probabilidad de que los pasajeros de coche mueran en una colisión con otro vehículo aumenta en un 12% por cada 500 kg de diferencia entre vehículos. Este riesgo adicional no se aplicaría si todos condujeran automóviles de peso similar. Pero hasta que esto ocurra, es probable que aumente el número de víctimas en accidentes a medida que los vehículos eléctricos más pesados se pongan en circulación. Para los peatones también aumenta el riesgo. Por ejemplo, según un estudio reciente en EE.UU., si la gente que cambió de utilitario a todoterreno no hubiera hecho el cambio, se podrían haber evitado más de 1.000 muertes de peatones. Pero es que también en términos medioambientales los pesados coches eléctricos tienen sus desventajas: generan más contaminación por partículas por el desgaste de los neumáticos y requieren más materiales y energía para construirlos e impulsarlos, lo que aumenta las emisiones y el uso de energía.

También en términos medioambientales los pesados coches eléctricos tienen sus desventajas: generan más contaminación por partículas por el desgaste de los neumáticos y requieren más materiales y energía para construirlos e impulsarlos, lo que aumenta las emisiones y el uso de energía.

Pero, ¿podemos cuantificar el problema del peso extra? La respuesta es que sí. De hecho, si hacemos una comparación aproximada entre el coste de mortalidad asociada al aumento de peso de los coches y los beneficios climáticos, nos damos cuenta de que el peso tiene una enorme importancia. El coste de mortalidad es un término que se utiliza mucho en economía y es la base de la estimación del precio de las pólizas de los seguros de vida. El coste de mortalidad asociada a cualquier actividad/acción (incremento de peso de coche, fumar, realizar deportes de riesgo, etc.) se calcula multiplicando el número esperado de años de vida perdidos debido a la actividad/acción estudiada por el valor económico de esos años. Este valor económico denominado VEV (Valor Estadístico de la Vida) se calcula a partir del intercambio riesgo mortal/salario revelado por la decisión de los trabajadores acerca de qué cantidad marginal de su salario se requeriría para hacerles aceptar un incremento marginal en el riesgo mortal asociado a su trabajo. El análisis del impacto del incremento del peso de los coches reveló que, considerando los sistemas actuales de generación de energía, basados en su mayoría en combustibles fósiles, el coste de las vidas extra perdidas por un aumento de 700 kg en un vehículo eléctrico es comparable a los beneficios climáticos de las emisiones de gases de efecto invernadero evitadas por dicho vehículo.

Ilustración de hombre recargando su coche eléctrico

Lo que está claro es que a medida que pase el tiempo y las redes de energía eléctrica se hagan más limpias, la balanza se inclinará más hacia el uso de los vehículos eléctricos.

En este caso en particular, hay dos factores principales que tienen un papel relevante: el peso de las baterías y soportes del coche y la limpieza en términos de emisiones de las redes eléctricas utilizadas para cargar las baterías. Para el cálculo del coste del peso adicional se ha utilizado el valor del Departamento de Transporte de los EE.UU que estima en 11,6 millones de dólares cada muerte evitada. Es cierto que los análisis de coste-beneficio realistas para vehículos eléctricos requieren la evaluación de muchos otros factores como costes de las lesiones en las colisiones, los beneficios para la salud de un aire más limpio y los impactos del ciclo de vida de los diferentes diseños de automóviles.

Sin embargo, lo que está claro es que a medida que pase el tiempo y las redes de energía eléctrica se hagan más limpias, la balanza se inclinará más hacia el uso de los vehículos eléctricos. Algunos países con muchas fuentes de electricidad limpia, como Noruega, ya se encuentran en un punto en el que la electrificación de un vehículo tiene más beneficios climáticos que costos de seguridad. Otros, incluido Estados Unidos, deben seguir el camino hacia los sistemas de electricidad con emisiones netas cero. En la figura 2 se puede ver la diferencia entre ambos países. En dicha figura se colocan los países en el gráfico dependiendo de cuan limpia es su red eléctrica midiendo la intensidad de las emisiones de su red (Emissions intensity of the grid) y del beneficio climático (Climate benefit) que se obtiene. El beneficio climático se calcula como la diferencia entre las emisiones evitadas de un vehículo de combustión interna que conduce 1 kilómetro con un consumo medio de 11.8 l a los 100 km, y las emisiones del sector eléctrico al generar suficiente energía para cargar un vehículo eléctrico que pueda circular 1 kilómetro. Para las emisiones del sector eléctrico se utilizan las intensidades de emisión medias del país en cuestión. Lo que es cierto es que, sin abordar el problema del peso, los beneficios para la sociedad de la electrificación de los coches serán menores de lo que podrían ser en la próxima década.

https://fusionasturias.com/opinion/el-rincon-de-la-ciencia/el-largo-camino-de-los-coches-electricos.htm El largo camino de los coches eléctricos
Figura 2. Calculo de la relación coste/beneficio. El gráfico revela cuan beneficioso es circular en coche eléctrico en cada país. Gran parte del beneficio climático de conducir un vehículo eléctrico depende cómo de limpia sea la red eléctrica de dicho país. Pero el uso de coches eléctricos implica un aumento considerable de peso del vehículo aumentando así el riesgo de accidentes mortales. En países como Alemania o Australia, el coste de las vidas perdidas por el aumento de peso de los coches es superior al de los beneficios climáticos tal y como están las redes eléctricas hoy en día. Los países situados por debajo de la línea punteada naranja viven esta misma situación. En aquellos situados por encima, el uso actual del coche eléctrico ya es más beneficioso que el riesgo de pérdida de vidas en accidentes. Esto ocurre porque las redes eléctricas se abastecen de fuentes de energía limpias.

Ahora bien, ¿cuáles serían las posibles soluciones a corto plazo? Esto es lo que creen los investigadores que los encargados de formular políticas y los fabricantes deben hacer para abordar el problema:

-Imponer impuestos a los coches muy pesados. La economía básica nos dice que las actividades que imponen costos a otros deben ser gravadas. El establecimiento de impuestos de circulación en función del peso del vehículo puede desalentar a los vehículos pesados y fomentar los ligeros. Por otra parte, la recaudación de impuestos basados en el peso también aborda otro problema que se avecina para los gobiernos: la pérdida de ingresos por la renuncia a impuestos sobre la gasolina y el diésel a medida que más vehículos eléctricos llegan a las carreteras. Este impuesto es visto por gran parte de la ciudadanía como algo justo ya que los actuales impuestos al combustible cubren parte de los costos de la infraestructura vial, que también utilizan los conductores de vehículos eléctricos, pero sin pagar estos impuestos.

-Disminuir el tamaño de las baterías. Las baterías cuestan ahora un 90% menos que hace diez años y su densidad de energía se ha más que triplicado desde que se introdujeron las baterías de iones de litio en 1991. Sin embargo, la mayoría de las ganancias en la tecnología de baterías se han destinado a aumentar la distancia que un automóvil eléctrico puede viajar con una sola carga y a aumentar la potencia del automóvil. Probablemente en los próximos años los esfuerzos se han de orientar a mantener un alcance medio (unos 100 kilómetros más o menos, algo razonable cuando se usa el coche para ir al trabajo) reduciendo el tamaño de la batería para aligerar peso y mejorar la infraestructura de carga rápida, algo que ya se está haciendo hoy en día.

-Aligerar los chasis. Tesla, Volvo, General Motors y otros fabricantes de automóviles están estudiando usar el propio soporte de las baterías como parte del chasis. Por otro lado, sobre un tercio de la masa de un vehículo es acero convencional, frente al 44% en 1995. Las estructuras de los vehículos se pueden hacer más fuertes y ligeras utilizando otras formas más avanzadas de acero, usando más aluminio y magnesio y polímeros reforzados con fibra de carbono. Sin embargo, cada material acarrea diferentes costes y desafíos técnicos, así como un impacto asociado en las emisiones de las cadenas de producción y suministro.

Probablemente en los próximos años los esfuerzos se han de orientar a mantener un alcance medio reduciendo el tamaño de la batería para aligerar peso y mejorar la infraestructura de carga rápida, algo que ya se está haciendo hoy en día.

-Reducir choques. Esta una solución que parece obvia pero que implica también un desarrollo de la tecnología para ayudar a los conductores a mejorar a seguridad. Muchos vehículos hoy en día ya usan cámaras, radares y otros sensores para evitar colisiones. Estos dispositivos mantienen a los vehículos en los carriles, ajustan la velocidad, controlan los faros y aplican los frenos si existe una amenaza de choque. La implementación de estas tecnologías en toda la flota de vehículos podría evitar miles de muertes, choques y permitiría ahorrar mucho dinero en costos sociales al año.

-Conducir menos. Otra de las soluciones obvias. Cogiendo el coche menos, no importa lo pesado que este sea. Las políticas deben garantizar que las alternativas como caminar, andar en bicicleta y el transporte público sean más seguras, más convenientes, accesibles, asequibles y fiables.

Parece claro que, para minimizar el cambio climático, el mundo debe dejar de emitir gases de efecto invernadero de vehículos y plantas de energía. Los vehículos eléctricos que eventualmente funcionen con una red limpia son un paso importante en la dirección correcta. Centrarse en conducir menos y, si lo hacemos, hacerlo de forma más ligera, más segura y más limpia puede garantizar un futuro mejor para todos. Como vemos, los investigadores ya han pensado en varias propuestas, pero su aplicación no parece trivial. Todavía tenemos un largo camino que recorrer, pero parece que vamos en la dirección correcta.

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