En el año 2020, entre un 20 y un 30 por ciento de los vehículos que circulen por las carreteras españolas será eléctrico o híbrido, es decir, con motor de combustible y con batería,con glp y gasolina, según datos de la Agencia Nacional de la Energía. Esta ha sido una de las conclusiones extraídas de la conferencia del jefe de departamento de Transporte del Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía, Juan Luis Pla, ofrecida en el curso ‘Energías renovables para combatir el cambio climático’ que se celebra en la quinta edición de los cursos de verano de la Universidad de Jaén en la localidad de Torres.
Según informó la organización, Pla ha asegurado que el uso del vehículo eléctrico cuenta con innumerables ventajas energéticas y medioambientales, ya que es mucho más eficiente un coche energético que un coche de gasolina o gasoil. “Todavía hay pocos vehículos, la oferta a nivel nacional y extranjera es escasa, pero a final de año va a empezar a aumentar ya que las empresas están, actualmente, trabajando en la transformación del vehículo convencional”, ha destacado. En este sentido, ha considerado que se trata también de una forma de diversificar el sector, un ámbito como el automovilístico que lleva cien años trabajando más o menos en la misma tecnología.
A su juicio, las baterías pueden ser un elemento crítico en este momento. “Una batería es muy cara, por lo que debemos conseguir que exista una demanda grande de baterías para reducir el coste de las mismas”, ha apuntado. Durante su ponencia también ha informado del ahorro económico que se obtiene con el uso del vehículo eléctrico ya que con este cada cien kilómetros tiene un coste de entre 1,5 y dos euros, mientras que con un vehículo convencional, en el mismo trayecto, se invierten entre seis y ocho euros, con lo que los costes se reducen hasta cuatro veces.
Así, ha instado a que el vehículo eléctrico sea considerado una oportunidad para la industria del automóvil, con más razón teniendo en cuenta que el petróleo es un bien limitado y caro. También ha hablado sobre los vehículos híbridos que suponen la antesala al vehículo eléctrico, utilizan gasolina pero con gas liquado. “Es un vehículo más limpio, que será un previo a la introducción masiva del eléctrico”, ha apuntado.
Igualmente ha señalado que entre 2011 y 2013 todos los fabricantes del mundo han anunciado el lanzamiento de vehículos híbridos, híbridos enchufables y eléctricos puros, hasta que se termine imponiendo, paulatinamente, el eléctrico puro, aunque habrá un periodo amplio de convivencia entre ambas fórmulas.
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Shai Agassi, fundador de Better Place, dijo en un discurso el pasado lunes que el sistema de recambio de baterías de su empresa será más barato que llenar el tanque de gasolina en la mayoría de sitios.
Tendrá un coste equivalente entre 2 y 2,5 dólares por galón (1 galón = 3,8 litros) y aún menor, sobre 1 dolar el galón, hacia el final de la década.
El sistema de recambio de Better Place permitirá recambiar las baterías de los vehículos eléctricos en menos de un minuto. Se inaugurará dentro de 79 días en Israel, donde el precio de la gasolina está a 7 dólares por galón. La tarifa de precios se anunciará poco antes de la puesta en marcha, según Better Place.
Si el concepto de Better Place (la posibilidad de poder adquirir un coche eléctrico y el servicio de baterías de forma independiente) funciona en Israel y en Europa, y si además, tenemos coches eléctricos más baratos y precios del repostaje más baratos, podríamos ver una expansión del coche eléctrico mucho más rápidamente de lo que se pensaba.
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Vehículos que cuestan unos 3.000 euros, no emiten partículas contaminantes y su combustible no arde en caso de accidente. Son los coches de aire comprimido (CAC). Fabricantes como la francesa MDI, la india Tata, la española Air Car Factories o la coreana Energine pretenden generalizar este medio de transporte en todo el mundo. No obstante, algunos de sus inconvenientes podrían limitar su uso a casos concretos.
Un CAC no utiliza combustible para mover los pistones del motor, sino la expansión del aire almacenado en su tanque. Por ello, los principales problemas del uso de gasolina o similares, como su transporte o la emisión de partículas contaminantes, desaparecen. Al carecer de baterías como los coches eléctricos o híbridos, se libra de sus inconvenientes: no utiliza sustancias tóxicas y no hay que preocuparse por su correcto reciclado. La vida de los ocupantes de un CAC no corre peligro. El aire no es inflamable y no explota en caso de accidente como la gasolina, sino que sólo produce un fuerte ruido al expandirse.
La sencillez de esta tecnología (no necesita sistemas de refrigeración, encendido o depósito de combustible) reduce los costes de producción y permite vehículos más ligeros que desgastan menos las carreteras. Su fabricación y mantenimiento es más fácil, gracias a un diseño mecánico sencillo y robusto. El modelo OneCAT, del fabricante especializado en estos vehículos MDI, pesa unos 350 kilos, puede tener hasta cinco plazas y se vende en la India por unos 3.300 euros.
El tanque de aire comprimido puede recargarse muchas más veces y en menos tiempo que una batería eléctrica. El denominado CityCAT (siglas en inglés de Compressed Air Technology), también de MDI, dispone de cuatro puertas, una velocidad máxima de 110 km/h y una autonomía de 200 kilómetros. Su repostaje se realiza en pocos minutos en estaciones equipadas con unidades de aire comprimido con un coste de unos dos euros. Los conductores pueden conectarse a la red eléctrica y utilizar el compresor incorporado en el propio coche para llenar su tanque en cerca de cuatro horas. Si se generalizaran estos vehículos, razonan sus defensores, el precio de este sistema sería mucho más barato que el de los combustibles fósiles.
En teoría, esta tecnología se puede instalar a posteriori en un vehículo y se puede combinar con un motor convencional o uno eléctrico. Algunos fabricantes pretenden comercializar un sistema denominado de propulsión eléctrica híbrida-neumática. La mayor parte de estos vehículos combinan un motor de aire comprimido y uno eléctrico, para aprovechar las ventajas de ambos sistemas.
Principales modelos de aire comprimido
La empresa MDI (Motor Development International), con sede fiscal en Luxemburgo pero con sus laboratorios de I+D en Niza (Francia), es una de las principales valedoras de estos vehículos. Tras 15 años de historia, esta compañía ha desarrollado varios modelos, como los citados Mini CAT o CityCAT. El OneCAT, dado a conocer en 2008, contará con una tecnología híbrida que utilizará todo tipo de combustibles.
El objetivo de su creador, el ex ingeniero de Fórmula Uno Guy Negre, es vender sus vehículos en todo el mundo. En 2007, el fabricante indio Tata lograba los derechos de la tecnología de MDI para fabricar en su país su propia marca de coches de aire. En la actualidad, MDI cuenta con un plan de expansión en 30 países, como China, México, Israel o Sudáfrica. Su nuevo modelo, el Airpod, de tres plazas, una velocidad máxima de 65 km/h y una autonomía de 210 kilómetros, aspira a entrar en los mercados estadounidenses y europeos en 2010. Sus responsables confían en que superarán las exigencias de los estándares de calidad y seguridad de estos países.
MDI no se encuentra sólo en este mercado. Uno de los socios de Negre, el catalán Miquel Celades, rompía en 2007 su acuerdo de colaboración para fundar su propia empresa, Air Car Factories.
La compañía coreana Energine ha patentado un vehículo eléctrico híbrido-neumático. Un ordenador de a bordo selecciona cuándo se utiliza el aire comprimido (para encender y acelerar, cuando el coche necesita mucha energía), el tren de transmisión eléctrico (para mantener la velocidad de crucero) o ambos sistemas.
En el Club San José Auto Sport, en EE.UU., sus responsables aseguran que contarán en 2010 con el denominado coche de aire magnético. Este vehículo híbrido, de aspecto deportivo, utilizará una batería innovadora más energética que las convencionales y un sistema magnético para generar energía.
Inconvenientes del aire comprimido
Denominar “ecológicos” a estos vehículos es relativo. El origen de la electricidad para comprimir el aire es un factor determinante: no es lo mismo que provenga de una central térmica de carbón que de una instalación de energía solar.
Un estudio publicado en noviembre de 2009 en la revista Environmental Research Letters (ERL) señala los inconvenientes de este sistema. El problema es que la compresión de aire no es muy eficiente (gran parte de la energía eléctrica utilizada para ejecutar el compresor se pierde como calor).
Diversos investigadores trabajan para mejorar este punto débil. En el Instituto Suizo Federal de Tecnología han creado un sistema híbrido que no necesita batería para ahorrar combustible, sino que almacena energía con los pistones del motor. Según su creador, esta tecnología es hasta diez veces más barata que la híbrida gasolina-eléctrica actual y ahorra hasta un 32% de combustible. A pesar de ello, el trabajo de la ERL pone en duda que el avance de los tanques de aire comprimido vaya a la misma velocidad que el de las baterías.
En cuanto a su comparación con otros sistemas, el estudio mantiene que incluso en supuestos muy optimistas el coche de aire comprimido es mucho menos eficiente que un vehículo de batería eléctrica y produce más emisiones de gases de efecto invernadero que uno convencional.
A pesar de ello, los responsables del estudio aseguran que un sistema de propulsión eléctrica híbrida-neumática es una opción factible, barata y competitiva frente a los vehículos eléctricos híbridos. En definitiva, no es que los CAC sean una mala idea, sino que en un posible panorama futuro donde se prime el medio ambiente, su uso se podría reducir a ciertos casos concretos.
Los materiales pueden determinar un mayor o menor coste del vehículo. Los tanques de almacenamiento pueden construirse con acero, aluminio, fibra de carbono o Kevlar. Los materiales de fibra son más ligeros que los metálicos, pero también más caros. Los tanques de metal pueden soportar una gran cantidad de ciclos de carga, pero también tienen que revisarse de forma periódica para evitar posibles corrosiones.
Una idea que no es nueva
El aire comprimido para impulsar vehículos comenzó a utilizarse en el siglo XIX. En ciudades como París este sistema se generalizó en locomotoras y tranvías. El primer coche de aire comprimido en Francia fue construido por Andraud y Tessie de Motay en 1838, si bien no desarrollaron más su sistema. Algunos autores señalan como precedente, dos siglos antes, a Denise Papin, que al parecer ya tuvo la idea de usar el aire comprimido (Royal Society London, 1687).
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Actualmente la adquisición de los coches eléctricos no es factible en todos los países, no sólo por el alto precio sino por la imposibilidad de recargar las baterías dado que las ciudades aún no están adaptadas para esta nueva tecnología.
La empresa Better Place ya ha pensado en una alternativa que ayudará a la propagación del uso del coche ecológico. Su idea es ofrecer los vehículos más baratos ya que el cliente no comprará las baterías, la parte más cara del automóvil, y sólo deberá adquirir el coche.
A cambio, el usuario pagará una cuota de alquiler de las baterías a Better Place, que en principio se establecerá proporcional al kilometraje. También dispondrán de una red de “Electrolineras” en las que los conductores podrán cambiar las baterías por unas recargadas.
Esta operación la llevarán a cabo unos robots y así los coches ya se podrán utilizar en distancias medias.
En los que respecta a desplazamientos cortos, la empresa ofrecerá cargadores domésticos, además de estaciones de recargas públicas. Israel y Dinamarca son dos de los países pioneros en los que ya se pueden encontrar varias de estas estaciones. Israel cuenta ya con unas mil estaciones y Dinamarca cerca del centenar.
Better Place espera que aún teniendo que pagar la electricidad y el alquiler, la adquisición y mantenimiento de un coche eléctrico sea muy inferior a la actual favoreciendo el uso de los vehículos alternativos.
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El coche eléctrico se afianza como la mejor opción de transporte limpio y en dos años se podrán elegir varios modelos en el mercado
Conducir contaminando menos, con un vehículo ecológico de emisiones cero era hasta hace poco una utopía. Los dos candidatos más serios para sustituir a los coches de gasolina, los vehículos eléctricos y los de hidrógeno, se enfrentaban a serios obstáculos. Baterías de poca potencia y autonomía, por un lado, y la imposibilidad de obtener hidrógeno a un precio asumible, por otro. Sin embargo, en el último año, el coche de baterías eléctricas ha tomado la delantera en esta carrera para conseguir un automóvil ‘verde’. En dos años, cualquiera que lo desee dispondrá de varios modelos de este tipo de vehículo en el mercado.
Los dispositivos que han revolucionado el sector de la automoción desde el punto de vista ecológico han sido las baterías de ion-litio que usan tanto los teléfonos móviles como los ordenadores. Sus principales cualidades -son más ligeras y potentes- han impulsado la ventaja de los automóviles eléctricos frente a los de hidrógeno. Ya el pasado año se crearon diferentes modelos en los que se incorporaron estas baterías y aun siendo vehículos menos potentes que los de gasolina, alcanzaron velocidades de hasta 160 kilómetros hora.
Recargar es más barato que repostar
No obstante y a pesar de los avances, la autonomía de la batería sigue siendo uno de los puntos débiles de estos vehículos, y una de las razones por las que no acaban de convencer al conductor medio. Puesto que sólo se puede circular con la batería entre 60 y 160 kilómetros, dependiendo del modelo y la velocidad, en muchos casos se incorpora un motor de gasolina para poder seguir circulando -son los llamados “híbridos”-. En algunos casos, el motor de gasolina también permite recargar las baterías en marcha. Otro de los principales inconvenientes es que estas baterías no se han abaratado y son caras, lo que repercute en el precio final. En estos momentos, los coches eléctricos más económicos cuestan de partida entre 15.000 y 16.000 euros y son los que tienen menor autonomía (menos de 100 kilómetros). A mayor autonomía y potencia, mayor precio.
La ventaja se halla en el coste de la recarga, que se realizará en pocas horas y con un enchufe doméstico. Será más barato que repostar gasolina, sobre todo en una situación como la actual, en la que el petróleo es cada vez más escaso y por lo tanto, más caro. Con las actuales tarifas, recargar las baterías de un coche eléctrico sale por la cuarta parte de lo que cuesta llenar el depósito de gasolina: el litro de gasolina se acerca al euro, mientras que el equivalente en electricidad son 21 céntimos de euro.
Los vehículos de hidrógeno, sin embargo, no han encontrado aún la forma de abaratar los precios. El motor de combustión de hidrógeno es más potente que la alternativa eléctrica, y resulta mucho más rápido llenar el depósito que recargar las baterías eléctricas. Pero el precio está lejos de ser competitivo: a ocho euros el kilo de hidrógeno llenar el depósito de uno de los últimos prototipos, el Hydrogen 7, cuesta 64 euros.
El reto de la infraestructura
Entre los problemas técnicos más importantes a los que se enfrenta la creación de un vehículo de hidrógeno destaca la forma de diseñar toda la infraestructura de distribución y almacenaje del combustible. De momento, existen muy pocas dispensadoras de hidrógeno o hidrogeneras pero numerosos expertos coinciden en que ésta sería la solución: crear tuberías de distribución, tanques para almacenar hidrógeno líquido y una flota para su transporte seguro. Es decir, una transformación radical en la industria y el transporte jamás vista en la historia que exigiría una inversión multimillonaria.
De llevarse a cabo esta iniciativa, quedaría por resolver el principal inconveniente para los usuarios: la obtención de hidrógeno a un coste bajo. A pesar de que la fuente del hidrógeno es el agua, un recurso abundante en el planeta, su obtención a través de la electrolisis es un proceso caro y con un requerimiento energético alto -se necesita la misma energía para obtener el hidrógeno que la que después producirá con él-. Se podría utilizar carbón para obtener la energía necesaria que requiere la electrolisis pero en ese caso no se estaría avanzando en la tarea de reducir las emisiones contaminantes al medio ambiente. Y si se opta por el uso de la electricidad, el sistema no es tan eficiente: es más conveniente destinar la electricidad a la carga de las baterías de un coche que a producir hidrógeno para alimentar una celda de combustible que genere de nuevo electricidad para mover un coche. Así lo constataba en un informe de 2006 uno de los investigadores de la European Fuell Cell Forum, una organización que apoya el desarrollo de células de combustible.
Entre las alternativas a la electrolisis, se estudia la obtención de hidrógeno de otras fuentes, como el etanol o el metano, gracias al uso de catalizadores y células de combustible. El catalizador permitiría transformar, en el mismo automóvil, el etanol o el metano en hidrógeno, el hidrógeno pasaría a la célula de combustible y ésta generaría la electricidad suficiente para mover el coche. Este sistema, sin embargo, no es tan limpio desde el punto de vista medioambiental de emisiones. Tampoco evita la dependencia de un combustible, aunque sí la necesidad de crear toda la infraestructura de distribución de hidrógeno.
Otra opción es la que presentó el año pasado un grupo de científicos del Massachussets Institute of Technology. Los investigadores de este prestigioso centro han creado un sistema sencillo y barato para separar el hidrógeno del agua utilizando energía solar y un nuevo catalizador de fosfato e iones de cobalto, que emula el proceso de fotosíntesis de las plantas. De implantarse sería un sistema 100% limpio pero la realidad obliga a abrir los ojos y tomar conciencia de que se trata de una apuesta prometedora que está muy lejos de llegar a comercializarse.
La red eléctrica ya existente
Puesto que en estos momentos las células de combustible de los vehículos de hidrógeno son muy caras y la infraestructura para distribuir el hidrógeno es anecdótica, la distribución de electricidad para los coches gana peso como una opción más cercana y real.
Como la red ya está creada, bastaría con organizar un sistema de postes o puntos, incluso en las mismas gasolineras, donde los coches podrían enchufarse y recargarse o comprar baterías cargadas para su sustitución. En Europa y EE.UU ya hay varias empresas eléctricas que trabajan en este proyecto. Otra de las ventajas que se adjudica a la apuesta eléctrica es que permitiría aprovechar el excedente de electricidad que se genera por la noche -sobre todo el de los parques eólicos, que no se puede acumular-. Así, el usuario dispondría de las dos opciones: enchufar su coche por la noche o, en caso de necesidad, sustituir la batería consumida por otra recargada.
Ahora bien, aunque los coches eléctricos parecen ser la apuesta más cercana para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, este esfuerzo no serviría de nada si con el fin de obtener la electricidad se siguiera recurriendo a combustibles fósiles. ¿Están preparadas las fuentes renovables para alimentar un número creciente de coches eléctricos? ¿hay suficiente electricidad para lograr este fin? Hay quien asegura que no pero también quienes opinan lo contrario. En los EE.UU, el Instituto de Investigación para la Electricidad de Palo Alto, una institución sin ánimo de lucro, previó que si en el año 2050 se consiguiera que hasta el 60% de los coches del país fueran eléctricos, estos sólo consumirían el 8% de la electricidad nacional. De cualquier forma, es una hipótesis que sólo se verificará cuando llegue el momento.
¿Tiene futuro el hidrógeno?
En este contexto se puede deducir que al automóvil de hidrógeno se le escapa la oportunidad de salir adelante. El año pasado, algunos ejecutivos de General Motors y Toyota dudaban sobre la viabilidad de los coches de hidrógeno a corto plazo y sugerían que sus compañías apostaban por el eléctrico como el mejor modo de reducir las emisiones a gran escala. No obstante, otros expertos apuntan que el futuro de la energía pasa por la combinación de varias fuentes. Y aunque el hidrógeno pierda el tren en el ámbito de la automoción, no hay por qué desdeñar otros nichos de aplicación. Es el caso de los sistemas estáticos, alimentados por energía solar o por metano que obtengan hidrógeno del agua y permitan cubrir las necesidades energéticas de una casa y proporcionar hidrógeno combustible para un automóvil o para la calefacción. Sistemas así no precisan de la compleja infraestructura de transporte de hidrógeno y podrían proporcionar autonomía energética a casas aisladas. Lo que todavía está por comprobar es que sean rentables desde el punto de vista económico.
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