En todo el mundo, los gobiernos están impulsando el cambio de los automóviles de combustibles fósiles a los vehículos eléctricos.
Pero varios problemas siguen suponiendo obstáculos para la adopción generalizada de los VE.
Esta es una guía de esos desafíos y de cómo podemos resolverlos.
A finales de 2021, Alemania anunció que la venta de nuevos vehículos con motor de combustión interna (MCI) terminaría en 2030. La medida no tomó por sorpresa a la industria, a pesar de que el país cuenta con una de las mayores flotas de vehículos MCI en circulación del mundo y es la orgullosa sede de marcas tradicionales como Mercedes-Benz, Audi y Porsche. Con más de 40 países comprometidos a eliminar gradualmente los vehículos MCI antes de 2050, Alemania simplemente se ha sumado a la carrera internacional por reducir las emisiones y electrificar el transporte.
A nivel mundial, las ventas de vehículos eléctricos (VE) crecieron 80% en 2021, y empresas como Toyota y Volkswagen anunciaron 170 000 millones de dólares de inversión en electrificación. Además de eliminar las emisiones de escape y de abordar parte del 23% de las emisiones mundiales de CO2 que genera el sector del transporte, los VE también ofrecen una flexibilidad clave a la red a medida que avanzamos hacia una mayor proporción de suministro de energía renovable (ER). Sin embargo, pese a este impulso mundial, los VE solo representaron el 7,2% de las ventas mundiales de automóviles en 2021. La revolución eléctrica todavía tiene un largo camino por recorrer.
Desafíos para la adopción generalizada de los VE
El coste del capital siempre ha sido un factor importante en la decisión de compra de un VE, ya que 63% de los consumidores cree que un VE está fuera de su presupuesto. Sin embargo, con la reducción del coste de las baterías y la paridad de costes entre los VE y los vehículos MCI que se prevé alcanzar en 2026, el foco se está desplazando hacia el desafío de ampliar la infraestructura necesaria y el suministro de materias primas para permitir la adopción masiva de los VE. Estos son cuatro de los problemas a los que nos enfrentamos:
1. Infraestructura de carga insuficiente
En comparación con las gasolineras tradicionales, las estaciones de carga son más difíciles de encontrar, normalmente por los costes de inversión y la complejidad del desarrollo de infraestructuras. El coste de instalación, que va desde 2 500 dólares por un cargador más lento hasta 35 800 dólares por un cargador rápido, sumado a las diversas tasas, como los permisos y las normativas, ha convertido las estaciones de carga en una inversión costosa. Además, permitir que las personas carguen donde suelen aparcar, en casa o en el trabajo, plantea sus propios retos, como la gestión de edificios con varios inquilinos, la gestión de la conexión a la red y la disponibilidad de plazas de carga. Esto da lugar a una red más reducida de estaciones de carga operativas y ha disuadido a los consumidores de pasarse a los VE.
2. Riesgo de sobrecarga de la red
Las redes eléctricas ya están sometidas a presión a medida que gestionamos una mayor proporción de ER y el desafío de un suministro energético más intermitente. El aumento de la adopción de los VE añade más carga eléctrica, lo que podría exigir nuevas inversiones en infraestructura de red para satisfacer esta mayor demanda. Prever cuándo y dónde se necesita esta energía es otro desafío al que se enfrentan las empresas de suministro y los generadores de energía, mientras intentan comprender el mercado de VE, que crece rápidamente. Sin embargo, el riesgo de sobrecarga de la red es menor si los VE se cargan durante las horas valle, es decir, a última hora de la noche o a primera hora de la mañana.
3. Perfil de red con alta intensidad de carbono
Las redes eléctricas grises, que dependen en gran medida de los combustibles fósiles, reducen la eficacia de los VE como medio para que las empresas y los consumidores reduzcan sus emisiones. Por ello, es fundamental descarbonizar la red en la mayor medida posible para convencer a los compradores de que el cambio a un VE merece la pena y reduce las emisiones de carbono.
4. Minerales críticos finitos y tierras raras
Los VE utilizan aproximadamente seis veces más insumos minerales que los vehículos MCI. La previsión de la AIE de que 70 millones de VE en circulación en 2040 irá acompañada de un aumento de 30 veces de la demanda de minerales. No hay escasez de estos recursos bajo tierra, sino más bien una preocupación por si se extraerán de forma sostenible, conforme a una gobernanza de responsabilidad social, y a tiempo para satisfacer la demanda. Se prevé que habrá escasez de níquel y dificultades para ampliar la producción de litio. Esta escasez de suministro también puede llevar a los fabricantes a utilizar insumos minerales de menor calidad, lo que afectaría negativamente al rendimiento de las baterías.
Los avances tecnológicos pueden ayudar a mitigar estos desafíos
La tecnología desempeñará un papel significativo al permitir la infraestructura de carga y de red y al mantener un suministro constante de minerales críticos, para respaldar la adopción generalizada de los VE a un coste asequible.
1. Carga inteligente y flexible
Los automóviles suelen estar inactivos el 95% del tiempo. La tecnología de carga inteligente y flexible aprovecha la energía no utilizada de las baterías de los automóviles para proporcionar suministro eléctrico adicional a la red en momentos de máxima demanda o, en algunos casos, simplemente pausa o reduce de forma inteligente la potencia de carga. Por el contrario, permite a los consumidores recargar durante las horas valle, a un tercio o menos del precio de carga en horas punta, reduciendo así la congestión de la red en las horas punta y el coste para los consumidores. Al permitir que los propietarios de VE programen la carga en función de las limitaciones de potencia, el precio y la prioridad, y vendan a la red la energía no utilizada, el sistema de carga puede anticipar mejor los picos repentinos de demanda eléctrica. La tecnología también permite a la red aumentar su capacidad, atender el aumento de demanda de los vehículos eléctricos a un menor coste para los consumidores, reducir la presión sobre el sistema de red y evitar los repuntes de los precios de la energía.
2. Gestión energética inteligente para una gestión eficaz de la carga de los VE
Los sistemas de gestión energética coordinan, en una plataforma digital integrada, los activos de generación (como las instalaciones solares o eólicas) y los activos de demanda (como los cargadores de VE, los sistemas de calefacción y refrigeración, y la iluminación) de un sistema energético. Esto permite la supervisión en tiempo real del estado y el rendimiento de los activos mediante la conectividad del Internet de las cosas (IoT) y algoritmos basados en IA, que a su vez maximizan el consumo de energía renovable, reduciendo así los costes operativos y las inversiones en el sistema. También permite optimizar conjuntamente el almacenamiento de los VE y el almacenamiento estacionario junto con otros activos conectados a la red, lo que proporciona servicios adicionales de estabilidad de la red compatibles con los recursos de energía renovable locales, para equilibrar la carga y garantizar un suministro energético constante y precios de mercado estables.
3. Supervisión, análisis y reciclaje de baterías
Supervisión y análisis de baterías para VE habilitados por AIoT y almacenamiento estacionario permiten el mantenimiento predictivo y la optimización del uso, lo que puede prolongar la vida útil de las baterías y ayudar a reducir la necesidad de nuevas baterías y la presión sobre la cadena de suministro. Además, los datos pueden ayudar a tomar mejores decisiones sobre cuándo reutilizar o reciclar las baterías e identificar las celdas individuales que están dañadas (en lugar de desechar todo el paquete de baterías), simplificando y optimizando así el reciclaje de las baterías de iones de litio.
El camino a seguir
Con la transición a los VE ya en marcha, impulsada por la creciente preocupación medioambiental, la legislación gubernamental y los incentivos financieros, los desafíos que plantea este cambio no hacen más que aumentar. Afortunadamente, junto con otras soluciones de hardware, fabricación y cadena de suministro, la tecnología asistida por AIoT nos permite superar muchos desafíos. La tecnología de carga inteligente mejora la infraestructura de carga y la experiencia del cliente. La gestión energética inteligente mejora la gestión de la carga de los VE y de la carga estacionaria, reduciendo el riesgo de sobrecarga de la red y permitiendo un mayor consumo de energía renovable. La supervisión, el análisis y el reciclaje de baterías mitigan la escasez de suministro frente a la creciente demanda de los minerales necesarios para las baterías, al prolongar su vida útil y su reutilización.
Con el impulso mundial para reducir las emisiones, junto con las tecnologías que aceleran la electrificación del transporte, más países seguirán a Alemania y a otras naciones en la prohibición de la venta de vehículos de combustión. Sabiendo que la prohibición podría aplicarse ya en 2030, la pregunta que queda es: ¿están las empresas, los distritos y las ciudades preparados para cambiar a los VE en esta década?
