Llevamos más de un siglo de hegemonía de los combustibles fósiles en el automóvil: gasolina y gasóleo principalmente. Sin embargo el sector del automóvil se mueve, voluntariamente, impulsado por el propio mercado, u obligado por la legislación de los gobiernos, hacia nuevas formas de energía que impulsen los automóviles del futuro.
Así de manera tímida se han desarrollado otros combustibles alternativos, como los gases licuados del petróleo o el gas natural, también combustibles fósiles, o los biocarburantes, que normalmente son una mezcla en diferentes proporciones entre combustible renovable de origen vegetal y combustible de origen petroquímico. Actualmente la electricidad se está postulando en múltiples fabricantes de automóviles como la alternativa de futuro, con coches híbridos enchufables, coches eléctricos, y coches eléctricos de pila de combustible de hidrógeno.
En ambos casos tenemos un motor eléctrico para mover las ruedas
Hace un par de años ya se puso frente a frente al coche eléctrico y al coche híbrido enchufable. Y hace también un par de años se esclareció la situación del coche de hidrógeno, y en particular del coche eléctrico de pila de combustible de hidrógeno, primero explicando su tecnología y después explicando sus retos.
Ahora nos gustaría poner frente a frente al coche eléctrico y al coche eléctrico de pila de combustible de hidrógeno, aprovechando la ocasión además para repasar brevemente la evolución y avances que se hayan podido producir en ambas tecnologías en este tiempo. Para empezar, conviene recordar resumidamente y de manera sencilla de qué estamos hablando:
- Un coche eléctrico, también llamado a veces coche sólo eléctrico, coche 100% eléctrico, o coche eléctrico de batería, es un automóvil en el que las ruedas giran impulsadas por un motor eléctrico que obtiene la energía necesaria de un acumulador que la almacena, normalmente una batería, aunque también podría ser un condensador, y que se puede recargar una y otra vez conectando el vehículo a una toma de corriente, convencional o específica, o bien mediante recarga inalámbrica.
- Un coche eléctrico de pila de combustible de hidrógeno, o en inglés FCEV, siglas de Fuel Cell Electric Vehicle, es un automóvil en el que las ruedas giran igualmente impulsadas por un motor eléctrico que obtiene la energía necesaria de un acumulador no muy grande que la almacena, y de una pila de combustible alimentada por hidrógeno, que al combinarlo con oxígeno tomado del aire, genera energía eléctrica a bordo del automóvil que se transfiere al motor o a la batería, según el caso. En principio este tipo de coche no es enchufable, aunque tecnológicamente es posible y hay variantes que sí lo son.
Podríamos entender también al coche eléctrico de pila de combustible de hidrógeno como un coche híbrido en serie, o bien como un coche eléctrico de autonomía extendida, en el que el sistema de extensión de autonomía, más allá de lo que acumula una batería, es una pila de combustible que genera electricidad durante el funcionamiento del coche, y completa a la acumulada en la batería para tener más autonomía.
Aunque hay diferentes pilas de combustible, por ejemplo de etanol o de metanol, la que por ahora se impone en la industria del automóvil parece ser la de hidrógeno.
Ventajas del coche eléctrico
Precio inferior
Un coche eléctrico es más barato que un coche eléctrico de pila de combustible de hidrógeno. Un coche eléctrico de tipo medio, sin ningún tipo de ayudas ni subvenciones, como puede ser el Nissan LEAF, actualmente el más vendido a nivel mundial, se vende en España por 29.235 euros, con batería en propiedad y la versión más económica.
Mayor eficiencia.
Tanto a nivel local como global, el coche eléctrico es más eficiente que un coche de pila de combustible y que un coche con motor de combustión interna. Esto es así porque el consumo de energía homologado para recorrer 100 km es menor en un coche eléctrico. Sirva de ejemplo el del Nissan LEAF, que declara un consumo medio de 15 kWh/100 km.
Si consideramos el consumo global, lo que en un coche de combustión sería hablar de consumo del pozo a la rueda, es decir entender que la energía total gastada en realidad por un coche es mayor que la que estrictamente se gasta funcionando el coche, para el coche eléctrico, considerando pérdidas en generación, transporte, distribución, recarga y batería, nos vamos a unos 30 kWh/100 km. Para que nos hagamos una idea, un coche de gasolina medio está alrededor de los 60 kWh/100 km.
Menores emisiones globales
En funcionamiento ni el coche eléctrico, ni el coche de pila de combustible de hidrógeno generan emisiones contaminantes a nivel local, es decir, no contaminan el aire por donde circulan. Sin embargo a nivel global, es decir, considerando la generación de la energía eléctrica, o la producción del hidrógeno, sí generan emisiones. Las emisiones son menores en el coche eléctrico porque consume menos energía. Vamos a explicarlo. Es cierto que las emisiones generadas dependen del tipo de fuente de energía que se haya empleado para generar la electricidad, pues cada una tiene su correspondiente factor de emisiones.
Generar electricidad con carbón es un sinsentido a nivel ecológico pues provoca que el coche eléctrico genere más emisiones incluso que un coche con motor de combustión interna, y en cambio si la electricidad se genera mediante fuentes renovables sus emisiones son notablemente menores. En España por ejemplo, donde las energías renovables vienen a suponer alrededor del 40% de la electricidad generada, el coche eléctrico tiene bastante sentido. Tomando como base para la comparación que se emplea la misma fuente de energía para generar la electricidad con la que se recarga la batería, o con la que se produce el hidrógeno renovable mediante electrólisis del agua, y teniendo por tanto el mismo factor de emisiones, la menor energía consumida en el coche eléctrico implica menores emisiones.
A la hora de hablar de las emisiones globales de un coche eléctrico, varios fabricantes han realizado en organismos de certificación y homologación, como por ejemplo el TÜV alemán, análisis de ciclo de vida de sus respectivos modelos, donde no solo se considera el consumo de energía y emisiones del coche durante su uso, sino también por la generación de la electricidad, e incluso por la fabricación y final reciclaje del vehículo.
Sirvan como ejemplo los análisis de ciclo de vida del Renault Fluence Z.E., del BMW i3, del Volkswagen e-Golf o del Kia Soul EV. En todos los casos la conclusión es que el coche eléctrico genera menos emisiones que un coche equivalente con motor de gasolina o diésel. De un coche eléctrico de pila de combustible de hidrógeno, por ahora no he visto todavía ningún análisis de ciclo de vida.
Coste por km inferior
Lo hemos calculado en otros artículos a partir del coste por kWh de una factura de electricidad, añadiendo por supuesto los impuestos correspondientes. Comparado con un coche de gasolina o un diésel, y también comparado con un coche eléctrico de pila de combustible de hidrógeno, el coste por kilómetro recorrido debido al consumo de energía es menor en el coche 100% eléctrico. Como el precio de la electricidad varía, no es lo mismo recargar durante el día con tarifa única que recargar durante la noche con tarifa de discriminación horaria, cada coche tiene un consumo, depende de la forma de conducir, la eficiencia de la recarga puede también variar según las circunstancias, y cada compañía eléctrica puede tener un precio ligeramente distinto, hay que hablar de un rango de precios aproximados.
Recargando en casa por la noche en la franja horaria supervalle, un coche eléctrico de tipo medio puede gastar entre 1 y 1,50 euros a los 100 km. Recargando por el día en la franja horaria normal el mismo coche puede gastar entre 2,5 y 3 euros a los 100 km, simplemente porque el precio del kWh es más alto. Recargar en la calle es más caro, así que salvo necesidad, no es lo más recomendable.
Mayor potencia
Es más fácil construir automóviles eléctricos con mucha potencia, que en el caso de automóviles eléctricos de pila de combustible. Sirva como muestra el DS E-Tense, cuya versión más potente tiene 400 CV. Y también tenemos al Tesla Model S, que supera los 500 CV en su versión de producción.
No hablamos de ningún prototipo ni coche exclusivo del que se fabriquen pocas unidades al año por encargo, sino de un coche que se fabrica en serie y que circula por las calles. En un coche de pila de combustible de hidrógeno, como veremos un poco más adelante, los fabricantes se mueven en potencias bastante menores.
Es más fácil disponer de la infraestructura necesaria
Aunque la infraestructura de puntos de recarga en zonas de uso público ha ido creciendo poco a poco, si atendemos a su calidad y a que esté operativa, la realidad es que en países como España es todavía reducida. Sin embargo, aunque esto sea así, para poder utilizar un coche eléctrico es suficiente con tener a mano una toma de corriente convencional de tipo schuko y 16 A donde enchufar el coche.
Si esto no fuera así, por una inversión relativamente reducida de entre unos 1.000 y 1.600 euros, se puede instalar un punto de recarga homologado en la plaza de garaje, con todas las garantías, para recargar el coche. Yo lo he hecho hace unos años y me permite moverme por Madrid con un coche eléctrico sin mayores problemas, aunque ciertamente deba planificar los desplazamientos para evitar depender de puntos de recarga en la calle o en aparcamientos que no siempre funcionan. Si no se tiene garaje ciertamente se complica más el asunto. A día de hoy me sería imposible moverme con un coche de hidrógeno porque no tendría donde repostar.
Desventajas del coche eléctrico
En general la autonomía es menor
Salvo honrosas excepciones como el Tesla Model S con batería de 90 kWh que homologa en Europa 557 km, pero también hay que pagarlo, actualmente la autonomía homologada de los coches eléctricos de tipo medio que intentan tener un precio relativamente asequible, se mueve en términos generales entre 160 y 300 km.
Esta autonomía es menor que la de un coche convencional de motor de combustión interna, y menor que la autonomía homologada de los coches eléctricos de pila de combustible de hidrógeno. Los nuevos BMW i3 y Volkswagen e-Golf que llegarán después de verano han visto aumentar su autonomía a 300 km, y en uno o dos años llegarán nuevos modelos con autonomía por encima de los 400 km, entre otros como el Chevrolet Bolt o el Tesla Model 3.
Es necesario más tiempo para recargar
Si recargamos en casa, dependiendo de la capacidad de la batería del coche eléctrico, de la instalación y de la potencia de recarga, recargar por completo un coche eléctrico puede requerir entre 4 y 12 horas. Si pensamos que el coche se puede recargar durante la noche mientras está aparcado, no parece un problema tan grave. Fuera de casa en puntos de recarga rápida o super-rápida, una recarga puede requerir entre 30 y 60 minutos. Aunque es menos tiempo, sigue siendo más que lo que se tarda en respostar en una gasolinera o en una hidrogenera.
Por ahora no hay más opciones, ya que el sistema de cambio rápido de batería que tan interesante y prometedor parecía, para recargar en apenas un minuto y medio y seguir el viaje, en la práctica no existe. Unos, como Better Place, se arruinaron porque había muy pocos modelos de coches eléctricos compatibles con el sistema de cambio de batería, y muy pocos clientes que usaran el servicio y permitieran hacer rentable el modelo de negocio. Otros, como Tesla Motors, porque dicen que no hay suficiente demanda entre sus clientes, y por ahora tienen una sola estación de cambio rápido de batería, y además sigue siendo en fase piloto y no funciona tan rápido como prometían.
Infraestructura compleja, escasa y costosa
Si con el coche eléctrico basta una inversión relativamente reducida para tener un punto de recarga con el que apañarse y funcionar, la cosa cambia bastante con el coche de hidrógeno. En España por ejemplo sigue habiendo muy pocas estaciones de repostaje de hidrógeno, tan sólo cinco. En algunos casos como en California, donde la situación es más favorable, tampoco es tan fácil encontrar dónde repostar. Allí se comercializa ya el Toyota Mirai, así como otros coches de hidrógeno, y se ha dado el caso de que Toyota tuvo que interrumpir las entregas del coche, e incluso enviar camiones cisterna con hidrógeno a los concesionarios, para que los clientes repostaran.
Para que la infraestructura sea útil de verdad es necesario además que la estación de repostaje permita repostar a 700 bares, para disfrutar de más autonomía, y que el hidrógeno sea de gran pureza, o el coche puede no funcionar. La inversión necesaria para instalar una hidrogenera es bastante alta, aunque esto es relativo, y depende de cómo se pueda rentabilizar con el uso. En teoría, en condiciones normales una estación de repostaje vendría a costar entre 500.000 y 1 millón de euros. Una estación de recarga rápida multiformato para coches eléctricos viene a costar unos 50.000 euros. La realidad de otros países como Japón es que las hidrogeneras salen un poco más caras. Con este tipo de costes, parece complicado que un empresario quiera invertir en construir una hidrogenera, sin garantías de que recuperará lo invertido, o sin subvenciones.
El hidrógeno es muy volátil e inflamable
Aunque los fabricantes diseñan y construyen los tanques de acumulación de hidrógeno para que sean muy resistentes, y se incluyen diferentes sistemas de seguridad para detectar fugas de hidrógeno, para ciertos conductores puede pesar en contra del coche eléctrico de pila de combustible de hidrógeno, que el hidrógeno es muy inflamable.
La vida útil de los tanques de hidrógeno y de la pila limita la del coche
La vida útil de los tanques de hidrógeno, al menos por una cuestión normativa y de seguridad, está limitada a 15 años. No olvidemos que 700 bares de presión es mucha presión. La vida útil de la pila de combustible se ha ido mejorando poco a poco, y ya no es tan limitante como antes, pero sigue siéndolo. Por ejemplo en marcas como Hyundai nos explicaron que la pila de combustible se estima que ve reducida su potencia un 15% después de unos 225.000 km de uso.
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