VE construido por el inventor inglés Thomas Parker. 1880s.
El vehículo eléctrico (VE) se presenta como una alternativa de movilidad ecológica que permite reducir las emisiones de CO2 y de contaminación acústica, así como mejorar los niveles de eficiencia energética y la velocidad de aceleración.
Desde que se tiene constancia del primer vehículo eléctrico (1832), esta tecnología no ha contado con el apoyo suficiente para competir frente al vehículo convencional. Iniciativas como el Plan Movele no han penetrado como se esperaba, por lo que podemos decir que el vehículo eléctrico avanza a un ritmo muy lento.
Tipos de vehículos eléctricos
En las últimas décadas, el VE resurge como consecuencia de la conciencia ecológica y como alternativa para no depender de los combustibles fósiles. Podemos encontrar diferentes tecnologías: vehículos eléctricos de baterías (BEV, para la abreviatura en inglés), vehículos híbridos (HEV) e híbridos enchufables (PHEV), VE de gas natural-bioetanol-biodiésel y VE de Hidrógeno-células de combustible. Tanto los vehículos híbridos y como los de gas natural-bioetanol-biodiésel son contaminantes y poco eficientes. En el caso de los VE de Hidrógeno presentan la dificultad de extraer el elemento para su uso como combustible.
Algunos modelos de VE populares son el cuatriciclo Reva de origen indio, Think City o el Tesla Roadster, concebido como vehículo de lujo, frecuente en EEUU.
Las baterías como actor principal
Prototipo de batería de litio-ión-polímero desarrollado por la NASA
La batería es una pieza clave pues afecta a la autonomía y la potencia del VE. Entre las consideraciones a tener en cuenta, cabe valorar el tiempo de recarga, la posibilidad de que ésta sea rápida o parcial, la temperatura de funcionamiento y su coste económico. Podemos encontrar distintos tipos:
- Baterías de plomo ácido, iguales que las del vehículo convencional.
- Baterías de Níquel-Cadmio/ Níquel-Hidruro metálico. Presentan buenas condiciones en cuanto autonomía, pero tienen un coste más elevado.
- Baterías Zebra, a partir de cloruro de sodio y níquel. Consiguen mayor autonomía y potencia pero requieren de temperaturas muy elevadas para funcionar.
- Baterías de litio-ión-polímero. Son las que presentan mejores condiciones de autonomía y potencia. Sus principales inconvenientes son el alto precio económico y la obtención del litio, mineral escaso.
El diseño de baterías para coches eléctricos es una de las líneas de investigación que más atención concentra. Las baterías de un vehículo tardan en cargarse entre 6 y 8 horas en un enchufe doméstico (230V, 16A). Para hacer frente al inconveniente del tiempo de carga existen alternativas como battery swapping (intercambio de baterías) y fast charge (carga rápida).
Battery swapping desarrollado por Mercedes
La casa Mercedes desarrolló la tecnología de intercambio de baterías en 1972 para más tarde desaconsejarla. Los detractores del battery swapping señalan como pegas la dificultad en la extracción y el repuesto de baterías (en algunos casos es necesario desmontar el vehículo para remplazarlas), la necesidad de contar con personal o máquinas especializadas para su manipulación, el riesgo eléctrico que entraña la operación o la inexistencia de un estándar de baterías. Por tanto, este modelo sería viable en un hipotético escenario futuro que reuniera las siguientes condiciones: las baterías tendrían que ocupar un lugar accesible en el vehículo, la existencia de un estándar o acuerdo entre fabricantes, el desarrollo de una red de intercambio de baterías y que el tiempo de recarga fuera superior al de intercambio.
En cuanto al fast charge, presenta hándicaps como que la carga no alcanza el 100%, la vida útil de las baterías es menor, requiere de mucha potencia instantánea y, por tanto, de una infraestructura que permita estas condiciones energéticas. Además, la mayoría de las baterías del mercado actual no soportan este tipo de carga.
Algunos proyectos que favorecieron la implantación del vehículo eléctrico:
Proyecto Better Place [link1] [link2]
Proyecto EasyBat [link]
Vehicle-to-Grid (V2G) [link1] [link2]
El futuro del vehículo eléctrico con energías renovables
Podemos trazar varias trayectorias para el desarrollo de vehículo eléctrico viable, limpio y renovable. Un escenario posible se basa en la construcción de aparcamientos con instalaciones solares fotovoltaicas para la recarga y centros de intercambios de baterías.
Por otro lado, tenemos el modelo de Hidrógeno y Células de Combustible. El vehículo de combustible alternativo que utiliza hidrógeno diatómico como fuente primaria para propulsarle funciona de la siguiente forma en cuanto a combustión y conversión del combustible: el H2 se quema en un motor de explosión, como lo hace la gasolina en un vehículo convencional. Para la conversión de pila de combustible, el H2 se convierte en electricidad a través de pilas de combustible que mueven el motor eléctrico. De esta manera, la pila de combustible funciona como un tipo de batería.
Los sistemas basados en esta tecnología se consideran vehículos de cero emisiones porque el único subproducto del H2 es el agua. Como apuntábamos antes, la principal dificultad para este sistema es la extracción del H2. Por ello, la energía solar fotovoltacia puede ser una buena aliada para obtener Hidrógeno a través de Hidrólisis.
El profesor Enrique M. Tébar impartió el seminario “Vehículo eléctrico y energías renovables” en el contexto de la asignatura Seminarios, Conferencias y Visitas del Máster en Energía Solar y Renovables de la UMH.
Enlaces de interés:
Documental “Who killed the electric car?” https://vimeo.com/34788607
Plan MOVELE 2015: http://bit.ly/1GlsYz1
Endesa VE: https://www.endesavehiculoelectrico.com/
Actualidad VE: http://www.electricvehiclesnews.com/