Adiós petróleo, bienvenida electromovilidad

Eduardo Soto Sepúlveda CEO | Phineal

7 DE MAYO, 2017
El auto eléctrico ya es una realidad en países como Noruega, Alemania, Japón, China e incluso Estados Unidos. Los latinoamericanos estamos soñando con que esta realidad llegue, como ha sucedido con una gran cantidad de innovaciones que permiten mejorar la calidad de vida, y acceder así a las grandes ventajas que ofrecen, como por ejemplo la reducción de la contaminación del aire, disminución del ruido, reducción de costos asociados a la energía y la posibilidad de gestionar las energías renovables en las instalaciones de autoconsumo. Sin embargo, para adoptar esta nueva tecnología serán necesarios cambios profundos en la normativa, en los sistemas de distribución, y sobre todo, cambios en el modelo de comercialización y gestión de la energía en las redes eléctricas. ¿Qué está pasando en el mundo? ¿Cuándo se producirá el gran cambio de paradigma? ¿Estamos preparados para recibir el auto eléctrico en nuestros hogares y ciudades? ¿Quiénes podrán adoptar esta tecnología?
Estacionamiento en Oslo, Noruega. ©Phineal

¿Qué está pasando en el norte de Europa?

Hace unos meses, regresé de una pasantía que hice en Helsinki, financiada por CONICYT y el Ministerio de Energía, que tenía como finalidad inverstigar lo que se acontece en temas de movilidad eléctrica y almacenamiento energético en los países escandinavos. Esta experiencia fue bastante enriquecedora y me alienta a describir en forma breve pero precisa, algunos pensamientos con foco en Latinoamérica. La evolución del auto eléctrico y electromovilidad para los países Latinoamericanos en general ocurrirá de forma paulatina como ha sucedido con otros fenómenos, pero con matices particulares en la forma de aplicar las soluciones que hoy son tendencia en el desarrollo de los nuevos autos y buses eléctricos, como sistemas de recarga y modelos de negocios, entre otros aspectos relevantes para la implementación de estas tecnologías. Es necesario entender que la evolución de los sistemas de movilidad eléctrica de los países nórdicos, presentan condiciones muy diferentes a la realidad Latinoamericana, por lo que la base de cambios estructurales y logísticos deben tener consistencia con aspectos como el clima, geografía, poder adquisitivo de los usuarios, topología de las redes eléctricas, modelos de compra y venta de energía, normativas y estándares para las redes eléctricas, entre otros aspectos relevantes.

El creciente desarrollo tecnológico de los vehículos eléctricos ha dirigido a la industria automotriz y centros de investigación hacia una creciente y constante apuesta tecnológica en el desarrollo de la electrónica de potencia de los autos, sistemas auxiliares de control de los vehículos, diseño y seguridad, pero principalmente a la reducción de costos y mejoras de las capacidades de almacenamiento y peso de las baterías eléctricas. Este eslabón de la cadena es uno de los más importantes para la industria de vehículos eléctricos debido a que permite habilitar su mercado con prestaciones similares a los vehículos a combustión interna. Otro aspecto a considerar, es la logística de recarga de los automóviles, basada en la capacidad de los cargadores (potencia), ubicación de los puntos de recarga, tiempos de carga de las baterías, origen de la energía y costos para los usuarios finales.

Estacionamiento con vehículos eléctricos de diferentes marcas en Oslo, Noruega.
©Phineal
La salida a la bolsa de la empresa Tesla Motors ha sorprendido durante este año debido a la gran confianza en el desarrollo del nuevo “General Motors” de América del norte. Sin embargo, sin desmerecer el trabajo de Tesla, el gran líder en ventas de vehículos eléctricos sigue siendo Nissan, y las grandes promesas son la empresa alemana Volkswagen, la china BYD se vislumbran como los grandes competidores de los líderes actuales. La gran carrera por el auto eléctrico ha comenzado en las sociedades vanguardistas como por ejemplo Noruega, donde sus representantes políticos en el parlamento acordaron prohibir la venta de vehículos eléctricos que utilicen combustibles fósiles a partir del año 2025, en el marco de un cambio de su política energética (ver más). Alemania estudia una decisión similar para prohibir la venta en el año 2030 (ver más). Los países escandinavos (Noruega, Dinamarca, Suecia, Finlandia y Estonia) poseen una estructura fuerte en tranvías, trenes y metro, por lo que la movilidad eléctrica es una de las alternativas de transporte terrestre preferidas. Por eso, no es extraño que la investigación de estos países en medios de transporte eléctrico sea un tema común y familiar a la ciudadanía, a diferencia como lo vemos en nuestros países con una debilitada infraestructura de ferrocarriles estatales y privada.
Trenes llegando a la estación de Helsinki. ©Phineal
Personas bajándose del tranvía en Helsinki. ©Phineal

Uno de los ejes de desarrollo de la movilidad eléctrica en estos países, han sido las pruebas de diferentes tecnologías de buses eléctricos, sistemas de carga rápida para buses y pruebas pilotos de la logística y trayectos en pequeñas y grandes ciudades. Llevan más de 10 años realizando inversiones que apunten hacia la conversión paulatina de los buses urbanos hacia una red de buses eléctricos, además de una fuerte apuesta industrial para el desarrollo de tecnología donde se posicionen como líderes en estas tecnologías. Las condiciones climáticas poseen grandes desventajas en la climatización de los buses, ya que la energía residual de la combustión como calor, es utilizada en la climatización de los buses. Pero no todo es malo con el clima, el frío favorece la refrigeración de los bancos de baterías, lo que aumenta su vida útil en los procesos de carga rápida.

Seminario “ECV Final Seminar & Nordic Electric Bus Initiatives 2 Helsinki, 11 – 12 May, 2016” ©Phineal

La clara apuesta de los países nórdicos se vio representada en las presentaciones del seminario “Nordic Electric Bus Initiatives 2 & Electric Commercial Vehicles final seminar” desarrollado en Helsinki el 11 y 12 de Mayo del 2016, donde fue posible conocer los proyectos urbanos más importantes de los países nórdicos en materia de electromovilidad, además de conocer las políticas en desarrollo para la implementación de buses 100% eléctricos en las ciudades.

Seminario “ECV Final Seminar & Nordic Electric Bus Initiatives 2 Helsinki, 11 – 12 May, 2016”.

Dentro de los temas tratados en estos dos días de seminario, existe un especial énfasis en mejorar los tiempos de carga y duración de las baterías utilizadas en los buses eléctricos. Estos factores influyen especialmente en los costos operacionales del sistema y la factibilidad de recambio de los buses convencionales que funcionan con diesel. Les comparto el programa de este seminario.

Los sistemas de carga de los buses eléctricos se asemejan a los troles que se conectan a un punto de carga rápida durante las detenciones en los paraderos de buses. Les dejo un video para representar esta técnica.

Nuevos materiales para una economía circular del auto eléctrico

Las diversas áreas de desarrollo de nuevos y mejorados vehículos eléctricos nos lleva a pensar que el cambio puede tomar un rumbo radicalmente opuesto al que la industria automotriz ha seguido hasta el momento. El uso intensivo de materiales en la construcción de los vehículos presenta una baja tasa de reutilización y alto costo energético a la hora de dar de baja un vehículo.

La empresa UPM en conjunto con Metropolia University of Applied Sciences de Helsinki se encuentra desarrollando un interesante proyecto denominado “The Biofore concept car“. Tuve la oportunidad de reunirme con Harri Santamala, quien participó activamente en el proyecto y me comentó algunos detalles de los materiales utilizados en el vehículo.

Este tipo de materiales puede reducir enormemente los costos y energía para el reciclaje y facilitaría la actualización de las partes exteriores de los vehículos pudiendo reutilizar gran parte del chasis de los mismos.

Materiales desarrollados con resina de árbol y fibras orgánicas para la carrocería del vehículo . ©Phineal
Un diseño clásico para una nueva tecnología A no más de una hora en tren desde Helsinki se ubica una interesante empresa que desarrolla un vehículo eléctrico. Tuve la oportunidad de conversar con Pasi Pennanen, que es el fundador de Toroidion, empresa que desarrolló un auto eléctrico de altas prestaciones con 1MW de potencia (power train). Este emprendedor se encuentra trabajando desde el año 2010 en el vehículo y está en proceso de escalamiento de su producto. Me llamó la atención la fuerza y empuje de sus ideas para desarrollar y escalar su prototipo, aspirando a convertirlo en un “clásico de los autos eléctricos”, y promoviendo una alternativa de diseño a un componente que suele ser comparado con vehículos futuristas. Esperamos ver en las calles este hermoso modelo, ya que aporta valor estético a los vehículos eléctricos que suelen tener un aspecto convencional y utilitario.
Pasi Pennanen junto al vehículo eléctrico de Toroidion. ©Phineal

Un paso a la normalidad

Después de acostumbrarte a que no existen torniquetes en el metro, ni gente vigilando que te subas sin pagar a los buses o tranvías, sobreviene una sensación de normalidad al ver los autos eléctricos en las calles; este proceso es paulatino conforme te familiarizas, desde tus quehaceres cotidianos, con el concepto de un vehículo que no hace ruido y no emite ninguna clase de gases tóxicos. Ese olor a combustible y humo que tenemos en las ciudades de Chile pasará a ser un triste recuerdo con estos vehículos.

Muy cerca donde estuve viviendo en Jätkäsaari (Helsinki), me acerqué a observar este hermoso vehículo Tesla S conectado a una fuente de alimentación. Supongo que era de 220V 16A, pero no quise deternerme en los detalles para evitar que mi curiosidad hacia la propiedad ajena diera lugar a un malentendido. Al principio era muy extraño, pero después de un tiempo pensaba lo útil que es un auto eléctrico conectado a la red eléctrica, tal vez adsorbiento algún kWh solar (aunque la matriz eléctrica en Finlandia está basada en el carbón y nuclear).

Tesla S realizando una carga lenta en una pequeña calle en Helsinki, Finlandia.

©Phineal

“… y pensaba en lo útil que es un auto eléctrico conectado a la red eléctrica..”

¿Cuándo se producirá el cambio de paradigma?

Tarde o temprano sucederá. Todos los especialistas dicen lo mismo. El auto eléctrico producirá un desbalance en las finanzas del petróleo. En este interesante video se resume el efecto de lo que se prevé para el año 2025.

Existen tres efectos simultáneos que pueden ser observables actualmente que tienden a predecir este fenómeno: La disminución de los costos de producción de los vehículos eléctricos, la disminución del costo de las baterías eléctricas y la disminución del costo de las energías renovables ya sea a gran y pequeña escala. Obviamente, estos tres efectos no determinan el comportamiento del mercado ya que existen muchos otros, pero sin embargo las hipótesis de la creciente “ola de descarbonización del planeta” apunta hacia el sector del transporte como uno de sus primeros objetivos. A continuación, se presenta una gráfica de una proyección realizada por Bloomberg sobre la fecha de este esperado “crash”.

Fuente: Here’s How Electric Cars Will Cause the Next Oil Crisis. Bloomberg

¿Estamos preparados para recibir el auto eléctrico en nuestros hogares y ciudades?

El costo de los autos se ha ido reduciendo en la medida que han ido penetrando y podemos encontrar vehículos como el Tesla modelo 3 a unos USD$35.000 y otros como el Nissan Leaf a unos USD$32.000. Estos valores referenciales, distan un poco de los valores reales que las empresas automotoras las ofrecen por ejemplo en Chile, en el ranking que realiza el sitio Web de Top-Ten podemos ver diferentes alternativas de vehículos eléctricos que pueden costar desde $17.000.000 hasta los $43.000.000 millones de pesos (precios a la fecha de este artículo).

Sin embargo, el costo no es la única preocupación para la entrada del auto eléctrico en nuestras vidas. Muchas personas creen que, en la medida que la tecnología baje de precio, fácilmente el auto eléctrico ingresará con facilidad a las ciudades de Latinoamérica, pero se encuentran muy equivocados. Existen barreras de entrada dadas por las características de las instalaciones y redes eléctricas, ya que no se encuentran diseñadas para una gran demanda de energía a diferentes horarios; es como si bajaras al estacionamiento subterraneo de un edificio y conectases muchos hervidores eléctricos y/o micro ondas simultáneamente en ese lugar, haciendo colapsar la red eléctrica. Las calles, edificios y estacionamientos de las ciudades deben estar habilitadas con cargadores eléctricos y los puntos de carga rápida deben satisfacer la demanda de los vehículos.

 

En una pequeña calle de Oslo me encontré con una infraestructura diseñada para un grupo de más de 30 vehículos eléctricos, y cláramente la inversión debe ser ideada y planificada para resolver su conectividad al suministro eléctrico, propiciando la instalación de las redes “inteligentes” (conocidas como Smart Grid). Por otra parte, los cargadores eléctricos rápidos pueden suministrar energía eléctrica entre 1 a 3 horas para una carga completa (depende de la potencia y capacidad de carga rápida de la batería), pero requiere de una instalación de una estación especial. Hay varias tecnologías actualmente en fase de pruebas en las ciudades, los estándares de los enchufes también son muy variados y dependen de los estándares de seguridad que se utilicen, niveles de corriente y tensión y las normativas vigentes en los países que se instalen. Es común encontrar enchufes monofásicos de 10A y 16A 220V (2 a 3,3kW) para cargas lentas superiores a 6 horas.
En la siguiente foto se muestra una serie de cargadores rápidos dispuestos para la recarga de los autos eléctricos. Las ciudades deben prepararse para recibir el auto eléctrico.
“…es como si bajaras al estacionamiento subterraneo de un edificio y conectases muchos hervidores eléctricos y/o micro ondas simultáneamente en ese lugar, haciendo colapsar la red eléctrica…”
Estacionamiento de autos eléctricos con cargadores rápidos en Oslo, Noruega.
Phineal©2017
Fuente: Here’s How Electric Cars Will Cause the Next Oil Crisis. Bloomberg
Phineal©2017

Las energías renovables requieren de los sistemas de almacenamiento energético como lo puede ser un vehículo eléctrico, así como los vehículos eléctricos necesitan de las energías renovables para obtener energía a precios muy bajos. Esta sinergia y efecto de doble impacto es algo que se anticipa como inevitable, pero requiere visión de futuro; si las proyecciones de Chile son tener una matriz energética al año 2050 de un 70% con energías renovables, deberá invertir en una sólida estructura para los vehículos eléctricos en las ciudades y – por qué no- en el transporte de largas distancias. Pienso que la meta es realista pero poco ambiciosa, Chile está en condiciones de tener un 100% de energías renovables al 2050 y la movilidad eléctrica es la respuesta.

Agradecimientos a Heikki Sorasahi, Aino Niemi, Jukka Noponen, Petri Saarinen, Vesa Sorasahi, Nuppu Soraniemi, David Leal, SITRA, CONICYT, Ministerio de Energía de Chile y muchas otras intituciones, profesionales y amigos que hicieron de mi estadía en Helsinki muy grata e inspiradora.