Ana Pozo Ruz - El vehículo eléctrico y su infraestructura de carga

Para saber cómo funciona la pila de combustible, basta con describir el principio de actuación, que no es otro que el de la inversión del clásico experimento de la electrólisis. Dicho experimento consiste en hacer que una corriente eléctrica atraviese el agua para descomponerla en oxígeno e hidrógeno. En la pila de combustible se alimentan oxígeno (del aire) e hidrógeno en las dos caras opuestas de un lecho reactivo, en el que a través de un catalizador ambos elementos se combinan para formar agua y generar energía eléctrica durante el proceso. De entre todos los procesos desarrollados hasta el momento, el que consigue niveles de funcionamiento más efectivos es el de membrana de intercambio de protones, que funciona a una temperatura en torno a los 80 °C. El principio de funcionamiento está representado en la figura 2.7.

Figura 2.7 . Esquema de funcionamiento de una pila de combustible

En definitiva, existe la posibilidad de usar una tecnología muy prometedora, pero aún es necesario retirar la dependencia de los combustibles fósiles. Además, se necesita una gran cantidad de energía eléctrica para separar el hidrógeno de forma individual del compuesto original, ya que es altamente reactivo. Lo ideal sería que, gracias a la energía solar, el hidrógeno se generase a partir de agua de mar. De esta forma se conseguiría un combustible de forma limpia e inagotable, sin contaminar el aire ni emitir partículas nocivas para la salud. Pero la creación de toda una nueva infraestructura formada por plantas de fabricación, distribución mediante tuberías y embotellado, y estaciones de servicio, así como construir el propio vehículo, sigue generando unos costes altísimos. Además, el factor más acuciante a tener en cuenta es que el hidrógeno es un material altamente explosivo, lo que añade muchas especificaciones de seguridad al vehículo, pudiéndose hacer necesario incluir un depósito de grandes dimensiones para permitir recorridos largos como hacen los vehículos actuales. Habrá que esperar para ver cómo se desarrolla esta tecnología de cara a los próximos años.

Entre las cuestiones y limitaciones que deben tenerse en cuenta en cualquier análisis sobre el vehículo eléctrico y que pueden afectar a su futuro, destacan las mostradas en la figura 2.8.

Figura 2.8 . Esquema de limitaciones a tener en cuenta a la hora de analizar el vehículo eléctrico

A día de hoy, teniendo en cuenta tanto vehículos híbridos como eléctricos puros, no existe una producción masiva de vehículos eléctricos en el mercado. Esta cuestión hace que sea complicado poder establecer, a priori, supuestos de costes que permitan hacer un análisis cuantitativo completo de su introducción en dicho entorno. Además, su adecuada viabilidad estará condicionada al segmento de mercado donde se planteen, bien las empresas productoras o bien el propio Gobierno, su penetración.

El vehículo eléctrico es un elemento de mercado que puede resultar interesante tanto a empresas (pequeñas, medianas y multinacionales), como a usuarios particulares, con el fin de ofrecer una imagen más compatible e interesada por el medio ambiente, aunque ello suponga aceptar un incremento en los costes del transporte. El vehículo eléctrico está pensado en la actualidad para una utilización urbana, debido sobre todo a la limitación existente en cuanto a autonomía se refiere. Sin embargo, la ganancia en eficiencia energética es mayor, lo que conlleva una mejora de la viabilidad económica del vehículo, frente a la utilización predominante por carretera.

Si se establece una comparación con países extranjeros, las posibilidades de incluir el vehículo eléctrico en el parque automovilístico varían notablemente. En Estados Unidos, por ejemplo, existe una mayor disponibilidad de garajes, siendo la media del 80 % en los hogares estadounidenses frente al 20 % de los presentes en Europa. Esto facilita la recarga doméstica nocturna, que era otro de los principales inconvenientes del vehículo eléctrico. Y es válido tanto para vehículos híbridos como eléctricos puros.

Aunque en un principio no se prevé que la introducción masiva de vehículos eléctricos afecte negativamente al tejido del sistema eléctrico actual, no se tienen garantías de ello. Lo ideal sería que la recarga de estos vehículos se realice por la noche, cuando el precio de la energía es más económica y menor es la utilización de las instalaciones (se produce energía que no se consume).

Las ayudas públicas para la compra de vehículos eléctricos y una fiscalidad más permisiva, puede acelerar el cambio de vehículos convencionales por vehículos eléctricos, ya que se permite variar incisivamente los costes de movilidad de uno y otro vehículo. Sin embargo, debe generarse una demanda tal que la necesidad de ayudas públicas desaparezca con el tiempo y se haya construido un nuevo marco normativo para gestionar adecuadamente los vehículos eléctricos presentes en el medio. Las tendencias incrementales en el precio de combustibles fósiles afectarán favorablemente al vehículo eléctrico.

La comodidad en los vehículos eléctricos debería ser similar a la aportada por los vehículos convencionales. Por otro lado, la disminución de la contaminación local, tanto sonora (hay que recordar que los vehículos eléctricos no hacen ruido, a diferencia del motor de gasolina) como de emisión de gases, es un elemento que juega muy a favor del coche eléctrico y ayudará a su introducción.

Como conclusión, se debería añadir que el futuro de los vehículos eléctricos pasa, sobre todo, por el desarrollo de las baterías eléctricas, que suponen el gran escollo de la integración de este tipo de vehículos en el panorama actual. Las baterías de Litio Ion se perfilan como las más potentes, ya que se fabrican cada vez con mayor densidad de carga y longevidad, permitiendo mover motores de mayor potencia, aunque por ahora la autonomía media de un utilitario eléctrico se encuentra en torno a los 150 km.

En la figura 2.9pueden observarse cuáles serían las conexiones a la red eléctrica del vehículo eléctrico del futuro.

Figura 2.9 . Conectividad y comunicación de vehículos eléctricos

1La producción de gas hidrógeno necesita electricidad, calor o energía solar para descomponer el agua, lo que lleva a un rendimiento neto negativo de energía. Sin embargo, el hidrógeno es un combustible limpio a quemar que puede sustituir al petróleo y otros combustibles fósiles, incluyendo la energía nuclear. Si se utilizase la energía solar para producir hidrógeno a partir del agua, se podría eliminar la mayor parte de la contaminación en el aire, y podría reducirse los efectos adversos presentes en nuestro entorno.

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