No soy un defensor a capa y espada de los vehículos eléctricos. Creo que son el futuro, pero también creo que se puede dar un punto de equilibrio (no indefinidamente) entre los vehículos térmicos y los eléctricos. Este equilibrio no se daría porque hiciera falta, sino porque aún hay mucha gente que no ve realmente factible el cambio, y éste implica una adaptación en la forma de conducir.
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Problemas principales y argumentos en contra del vehículo eléctrico
Lo más típico que se suele decir en contra de los vehículos eléctricos es que no tienen suficiente autonomía, lo cual es similar a decir que un vehículo térmico tiene un depósito de combustible pequeño. Esto creo que lo tenemos todos más o menos claro: la autonomía depende directamente de la capacidad de la batería (cuánta energía podemos almacenar), pero también depende muchísimo de otros factores como son el tipo de conducción, la forma de conducir, la climatología… No es lo mismo conducir por ciudad, que conducir por carretera nacional o autopista; al igual que no es lo mismo conducir en la ciudad de Vigo (que es una ciudad llena de cuestas), que en La Coruña (que es más uniforme). Por supuesto, tampoco es lo mismo conducir por carretera nacional a 90 km/h por la zona “da Terra Cha” (que ya podéis suponer de dónde le viene el nombre), que a 120 km/h subiendo Piedrafita. Y, por supuesto, no es lo mismo conducir en verano con las ventanillas bajadas, que en invierno con la calefacción puesta. Antes de que me empecéis a criticar por los ejemplos que puse, quiero explicar que me parecen ejemplos más o menos claros, y que todos tendréis algo parecido en mente que podréis asimilar por vuestras zonas. Yo hablo de la mía, que es la que mejor conozco.
Dicho esto, para hacer los cálculos a lo largo de este artículo, voy a poner una tabla resumen con consumos varios, totalmente arbitrarios, pero basados en mi experiencia y en datos que la gente publica sobre los consumos de sus coches.
Verano (kWh/100 km) | Invierno (kWh/100 km) | |
Ciudad | 13 | 15 |
Nacional | 15 | 17 |
Autopista | 18 | 22 |
De estos consumos voy a quedarme (si me lo permitís), con el resumen de que en ciudad/nacional el vehículo eléctrico, por cada 100 km recorridos, consume 16 kWh, y en nacional/autopista el consumo sube a 21. ¿Por qué elijo estos dos valores diferentes? Pues porque los principales argumentos en contra del vehículo eléctrico son: la autonomía y que el sistema eléctrico no está preparado para la demanda de energía. Estos dos problemas los voy a tratar de abordar por separado, tratando de explicar que el problema no está tanto en el vehículo eléctrico como en la mentalidad de los conductores.
Realidades sobre los “problemas” del vehículo eléctrico
El motivo por el que me quedé sólo con dos valores de consumos es que yo creo que la conducción de todos se puede encuadrar en alguno de esos dos tipos: o conducimos por ciudad y extrarradio (16 kWh/100 km), o vamos de viaje (21 kWh/100 km). Los dos escenarios son totalmente distintos, y el 90 % de la gente (este dato vuelve a ser totalmente arbitrario y basado en la gente con la que me relaciono, no en estudios publicados en ningún lado) se puede encuadrar en uno de los dos para su día a día.
Entonces… ¿qué sería lo importante a analizar? ¿La autonomía que puede hacer el coche o si es válido para cada uno? Otro dato importante ahora es el tema de la distancia que solemos recorrer cada día; ahora voy a centrarme en el caso de ciudad y extrarradio, y el tema de los viajes lo trataré más adelante. No sé cuántos kilómetros diarios hacéis vosotros en vuestro día a día; yo menos de 50 km, pero es que yo vivo en una ciudad pequeña y cerca de mis puestos de trabajo. Sin embargo, para seguir con datos y que puedan ser más realistas, voy a suponer que se hacen unos 150 km al día. Este dato puede parecer a lo mejor exagerado para unos, y poco para otros, pero lo propongo porque es la distancia aproximada de vivir en Ferrol e ir a trabajar a La Coruña (evitando el peaje), que es un trayecto que hace mucha gente (110 km en desplazamientos por el trabajo, y 40 km para el resto del día no me parece una locura).
Recapitulando, lo que tenemos es que hay que lograr hacer 150 km con un consumo de 16 kWh/100 km; es decir, gastaremos una media de 24 kWh cada día. Por márgenes de seguridad, creo que el consumo diario debería suponer sólo el 80 % de la capacidad de nuestras baterías, con lo que para este trayecto concreto aconsejaría no menos de 30 kWh de capacidad. No obstante, como no es el tema de hoy, nos quedamos sólo con que necesitamos 24 kWh en nuestro coche cada día.
¿De dónde sacamos esos 24 kWh? Pues, en el caso más común, de nuestro punto de recarga propio. Sé que ahora algunos pensaréis que mi planteamiento no es válido por dos motivos: o porque no tenéis plaza de garaje (estamos en España, así que los puntos de recarga en la calle van a tardar más que en Noruega, lo siento; aunque hay gente con coche eléctrico que lleva años sin plaza de garaje y se va arreglando), o porque aunque tengáis plaza de garaje y quisierais poner cargador (en España no nos pueden prohibir la instalación de un cargador en nuestra plaza de garaje) tenéis miedo de que el sistema eléctrico “explote” por nuestra culpa.
Todo esto me lleva al siguiente cálculo: ¿cuánto tiempo tengo para cargar esos 24 kWh de energía que me hacen falta? Pues, volviendo a la estadística, creo que la gran mayoría estamos en casa (no durmiendo, sino estando en casa con el coche aparcado) una media de más de 8 horas, así que voy a coger ese dato de disponer de 8 horas para cargar 24 kWh. Aunque no seáis expertos en matemáticas, seguro que llegáis a la conclusión de que lo que necesitáis es cargar el coche a unos 3 kW de potencia. Es decir, con sólo 3 kW se podría cargar el coche para los trayectos diarios; no hacen falta cargadores de más potencia (para el día a día).
Si queréis, incluso se puede calcular el coste que tendríais por esos 24 kWh de carga. Para esto, voy a coger los datos de la última factura que tuve yo con Naturgy. En mi caso tengo una factura 2.0DHS con tres tramos diferentes de facturación, pero para estos cálculos usaré los datos del tramo más caro. Según la factura, el peaje de acceso se tarifa a 0,062012 €/kWh, el coste de la energía a 0,089779 €/kWh, el impuesto eléctrico es del 5,11269632 %, y el IVA del 21 %. No voy a tener en cuenta el término de potencia, ya que estoy hablando de 3 kW (y lo más extendido es España es tener contratado como mínimo 3.45 kW) ni el alquiler del contador, ya que entiendo que esos costes son independientes a cargar o no el coche.
Actualización 21-11-2019: Naturgy, la comercializadora de energía y el resultado de la fusión entre Unión Fenosa y Gas Natural, ha sido una de las comercializadoras más rápidas en cumplir las nuevas normas de la CNMC de realizar cambios en las marcas y nombres en sus comercializadoras y distribuidoras. Naturgy cambia el nombre de la parte distribuidora de la antigua Unión Fenosa a UFD (Unión Fenosa Distribuidora). Además de cambiar el nombre, empieza una nueva época enfocada 100% en el desarrollo de nuevas tecnologías para contribuir en la evolución del sistema eléctrico y en la seguridad del planeta.
Si sumamos el peaje y el coste de la energía, tenemos un coste de 0,151791 €/kWh en horas punta; como queremos cargar 24 kWh, nos saldría un total de 3,642984 €; al aplicarle el impuesto eléctrico, nos subiría a 3,829239 €; y con el IVA, la carga diaria del coche quedaría en 4,633379 €. Es decir, por menos de 5 € al día de energía eléctrica cubriríais vuestras necesidades de transporte (para los 150 km que usamos de referencia a una media de 16 kWh/100 km) en vuestra vivienda, impuestos indirectos incluidos.
¿El sistema está preparado?
Ahora bien, tenemos el otro problema que mencioné, que a lo mejor explota todo el sistema eléctrico por poner los coches a cargar. Para analizar esto, voy a seguir haciendo hipótesis y comprobar si es factible o no. Si vivo en un edificio de 10 plantas con 4 viviendas por planta… somos 40 posibles usuarios de vehículos eléctricos que se pueden poner a cargar todos a la vez. Y claro, el sistema eléctrico no está preparado para ese consumo tan grande simultáneo; al menos, no lo está mi edificio (suele ser otro argumento típico en contra de la transición eléctrica).
Para analizar este problema, lo que voy a hacer es buscar un electrodoméstico que consuma una potencia similar a los 3 kW de los que estamos hablando. Por ejemplo, una encimera de inducción tiene un consumo total de unos 7 kW; por supuesto, no solemos cocinar con todos los “fuegos” encendidos, pero con la mitad casi seguro. Nos quedamos entonces con la encimera como electrodoméstico de referencia para analizar un consumo de 3 kW (en caso de no estar de acuerdo con la encimera, podéis mirar el consumo de un radiador eléctrico, que también son muy comunes en invierno, y si encendéis 2 simultáneamente ya tendréis los 3 kW de consumo, o los aires acondicionados en verano).
Y ahora… ¿cómo y cuándo cocinamos? Pues curiosamente, en mi supuesto edificio de 10 plantas y 4 viviendas por planta, solemos cocinar casi todos a la misma hora. ¿Por qué? Pues porque en España un alto porcentaje de la población come (o cena) más o menos a la misma hora. Entonces, como conclusión, si la instalación eléctrica del edificio aguanta esos consumos simultáneos a la hora de la cocinar… ¿por qué no va a aguantar el de los coches cargando a la vez? Además, no se puede pensar en que al cargar el coche (3 kW) y cocinar (3 kW) a la vez, me va a hacer falta tener contratados 6 kW de potencia, ya que muchos cargadores de vehículo eléctrico suelen traer algún dispositivo de control de potencia, de manera que se fija la potencia máxima de la instalación, y si se sobrepasa el consumo entre la carga del vehículo y la vivienda, se disminuye la potencia de carga para priorizar la vivienda. Esto sólo nos implica que la carga tarda un poco más, pero no debería de ser un problema; partimos de la hipótesis de 8 horas aparcado, pero en muchos casos seguro que son más.
Me gustaría hacer un inciso, porque me veo venir alguna crítica. Supongo que a alguno les sonará el factor de simultaneidad, y me tratará de rebatir que las instalaciones no están pensadas para usarse todas a la vez (acabo de explicar que para esta potencia sí, pero lo explico igualmente). El factor de simultaneidad es un factor que se les permite usar básicamente a los constructores, que les vale para “reducir” el consumo esperado; por eso, las instalaciones de los edificios no suelen estar preparadas para aguantar todo el consumo contratado por las viviendas (los constructores lo usan para disminuir el coste de material). Supongo que en un futuro (no muy lejano), simplemente ese factor cambiará por culpa del coche eléctrico, es cierto, porque los edificios tendrán que estar más electrificados. Sin embargo, como acabo de explicar, eso no implica que las instalaciones actuales no sean válidas.
Una vez explicado que el coche eléctrico es válido para un alto porcentaje de personas para su uso diario (aún sigo hablando de ciudad/extrarradio), y que las instalaciones eléctricas en los edificios sí que están preparadas para estos consumos, voy a ver el panorama nacional; es decir, mi instalación vale, pero… ¿el sistema eléctrico entero?
Aquí tenéis el avance del Informe del Sistema Eléctrico español del 2019; aún no está publicado el informe final, pero usaré esta publicación por ser la más actualizada (anual). En la siguiente imagen os muestro la potencia instalada por comunidades. No os quiero aburrir con muchos cálculos, pero básicamente la potencia instalada en la península asciende a un total de 98.593 MW; en las Islas Baleares 2.285 MW; en las Canarias 3.006 MW y en Ceuta y Melilla 169 MW. En total en toda España hay instalados 104.053 MW de potencia eléctrica.
Como ya os dije, no quiero aburrir con cálculos, pero toda esa potencia instalada equivale a poder cargar más de 30 millones de coches a la vez; y antes de que empecéis a decirme que hay que tener en cuenta los consumos que no se pueden parar, que no toda esa potencia está disponible siempre por los mantenimientos de centrales y demás… os diré que según la última serie estadística disponible de la DGT, en 2018 había un total de 24.074.151 turismos. Si todos esos turismos fuesen eléctricos, supondría un consumo (cargando simultáneamente a 3 kW) de unos 72.222 MW; es decir, menos de un 70 % de la potencia instalada. Estos cálculos son suponiendo un cambio instantáneo de todo el parque móvil de turismos; por supuesto que ésa no va a ser la situación, así que la red (a pesar de tener capacidad actualmente para ese cambio), se irá adaptando paulatinamente a las potencias necesarias para los vehículos eléctricos.
Por último, en cuanto al Sistema Eléctrico, os voy a poner la distribución de potencia instalada en los tres sistemas básicos de España (Península, Baleares y Canarias) según el origen de la producción. En total tenemos más de 48.500 MW instalados provenientes de energías renovables, lo que supone más de un 46,5 % del total; aunque hablando del sistema eléctrico en términos de contaminación, a lo mejor no es tan importante la potencia, sino de dónde proviene la energía que consumimos. En este caso, de toda la energía producida en España en el 2018 (256.252 GWh), un 38,5 % fue producido con energías renovables. Hay que tener en cuenta que este porcentaje se está aumentando cada año, y lo ideal sería llegar a un 100 % en algún momento.
El vehículo eléctrico en viaje
Para ir terminando, que sé que me extiendo demasiado, ahora que acabo de explicar mi planteamiento de que para el día a día en ciudad/extrarradio no debería haber excesivas complicaciones con un vehículo eléctrico, pasaré a hablar del otro grupo de usuarios a los que me referí al principio: aquellos que suelen hacer viajes por nacional/autopista. Recordemos que había tomado una media de consumo de 21 kWh/100 km, y con eso vamos a pasar a hacer los cálculos ahora.
En lo que me voy a basar ahora es en la velocidad máxima y en las recomendaciones de descanso. Sí, ya sé que muchos me diréis que sois capaces de conducir 24 horas seguidas, pero en general se suele recomendar parar cada dos horas o dos horas y media. Si echamos cuentas con la velocidad máxima en España (120 km/h), nos sale que deberíamos parar a descansar cada 240-300 km. Para simplificar los cálculos, voy a tomar una distancia recorrida de 275 km entre parada y parada. Ya acabo de decir que muchos seguro que os cruzáis España entera sin parar ni siquiera para ir al baño, y os hacéis un Ferrol-Cartagena (1.100 km) del tirón. Sin embargo, sólo os pido que esperéis un poco antes de criticarme; esperad a que haga mis cuentas.
Si conducimos un vehículo eléctrico durante 275 km, a una media de 21 kWh/100 km, gastaríamos un total de 57,75 kWh. Teniendo en cuenta que los cargadores rápidos se están empezando a instalar con potencias a partir de 80 kW, cargar los 57,75 kWh nos supondría alrededor de 45 minutos. Es decir, en términos generales, con un vehículo eléctrico habría que parar 45 minutos cada 2 horas y media. En el ejemplo del viaje Ferrol-Cartagena de 1.100 km, con un vehículo térmico estaríamos hablando de un mínimo de 9:15 horas, y en uno eléctrico de 12:15 horas; 3 horas más, sí, pero son 3 horas de descanso.
Mi opinión personal para el futuro con respecto a estas paradas a descansar es que creo que van a ser “obligatorias“. Para entendernos, no es que te obliguen a parar como a los conductores profesionales, que se les controlan los tiempos con un tacómetro. Los españoles de a pie entendemos más otro tipo de obligación; por ejemplo, que si tenemos un accidente después de estar conduciendo 10 horas sin parar, que el seguro no se haga cargo de nada, ya que las capacidades de atención se ven mermadas por el cansancio. En ese caso, seguro que todos acabamos parando a tomar un café y estirar las piernas cada 2 horas. De todas formas, éstas son elucubraciones mías.
Siguiendo con el problema de los viajes, quedamos en que los cálculos son para cargar el coche en un cargador rápido cada 275 km aproximadamente. ¿Cuál es la solución entonces? ¿Instalar cargadores rápidos cada 250 km? No; siguiendo ese razonamiento, las gasolineras estarían a esa misma distancia entre ellas, pero eso no es así. Yo propondría instalar cargadores rápidos en las carreteras con una distancia entre ellos de, como máximo, 100 ó 150 km. Mi propuesta es cada 100 ó 150 km para asegurar que encuentras alguno sin tener que alejarte de la vía por la que vas, y sin tener que esperar a que acabe de cargar otro coche. Además, como la carga de la batería no es tan rápida como “llenar el depósito”, no llega con tener un par de cargadores; a mi entender, cada puesto debería de contar con un mínimo de 6. Este año parece que es el inicio del cambio (según el número de cargadores rápidos que están apareciendo), y en unos años seguro que seguirán aumentando y acercándose a mi planteamiento.
A la hora de la realidad (actualmente), podéis ver el número de gasolineras que hay en España, y concretamente las que hay en la ruta que mencioné (si estuvieran según la distribución de distancias, no debería de haber más de 5). Si buscamos ahora los cargadores que hay en la misma ruta, podéis ver tanto en el mapa de Electromaps, como en el planificador de Tesla, como en el del Nissan Leaf (que ya no encuentra cargadores suficientes como para llegar al destino), que el problema que tenemos no es tanto de autonomía, sino de infraestructura de carga.
El problema principal de los repostajes “lentos” (45-60 minutos) es que estamos acostumbrados a combustibles derivados del petróleo, y éstos tienen una energía específica (energía por peso, kJ/gr) en torno a 100 veces superior a las baterías que usamos en los vehículos eléctricos. La energía que se transfiere a un coche durante un repostaje de 40 litros es de aproximadamente 400 kWh; si el repostaje se hace en 1 minuto, la potencia necesaria (para obtener esa misma energía en un vehículo eléctrico en ese tiempo) sería de unos 24 MW. Está claro que no podemos pretender llegar a esas tasas de transferencia de energía con los vehículos eléctricos, ya que la solución no pasa por cambiar simplemente de tipo de vehículo, sino que lo que hay que cambiar es la forma de viajar.
Otro tema que suele estar de actualidad, es la eficiencia. Como aún no escuché mucho hablar sobre esa comparativa, voy a terminar el artículo haciendo esos cálculos. Me basaré en un coche que conozco, el Volkswagen Passat, que tiene un depósito de 70 litros y una autonomía de cerca de 1.200 km con el depósito lleno. Cada depósito lleno implicaría un equivalente a 700 kWh de energía, con lo que el consumo medio sería de más de 55 kWh/100 km. Comparándolo con los 22 kWh/100 km que mencioné al principio para un vehículo eléctrico, este último tendrá una eficiencia superior al 250 % con respecto al térmico; o lo que es lo mismo: el rendimiento del vehículo térmico es de menos de la mitad que el del vehículo eléctrico.
7 Comentarios. Dejar nuevo
Gracias José Luís.
Muy buen artículo!!
Interesante!
Buenas;
Muchas gracias. La verdad es que aún habría que profundizar algo más, pero es que empiezo a estar harto de que la gente opine sin ni siquiera mirar la capacidad del sistema eléctrico ni si la carga supone un problema para la instalación. Se presupone que todo está infradimensionado, cuando la realidad es totalmente al revés.
Y los viajes largos… todo el problema es que de Coruña-Madrid se tardaron 20 horas (acaban de hacer la prueba hace un par de semanas unos periodistas). Señores, el problema es que hay más gasolineras que cafeterías; pero casi ninguna área de servicio (ya que, por norma general, las gasolineras no dan servicio a los vehículos eléctricos).
Un saludo, Casteleiro.
Los coches de combustión interna también gastan más o menos dependiendo del recorrido que hacen. Así que un coche eléctrico no tiene porqué ser diferente.
Los eléctricos gastan menos en ciudad a velocidad de 30 o 50 km/h que en carretera a 120 km/h a diferencia de los vehículos de combustión que gastan más en ciudad a velocidades lentas que en carretera.
Mi moto scooter gasta más en invierno que en verano para el recorrido que hago. En invierno sube a 2,6 l cada 100 km y en verano gasta 2,25 l cada 100 km. Se ve afectada la temperatura ambiente como todos los vehículos, en este caso se acentúa más al ser recorridos de pocos kilómetros en ciudad.
No se que sentido calcular el gasto de recargar el coche eléctrico con la tarifa del hora punta. El coche se recarga después de cenar y cuando estás durmiendo en tarifa valle o supervalle. A 0,086 €/kWh, 24 kWh sale a poco más de 2 €.
Buenas;
Los motores de combustión están totalmente afectados por la temperatura ambiente. El caso más claro está en las turbinas de gas (en este caso no para vehículos, sino en las centrales eléctricas); que por la diferencia de temperatura llegan a tener unas diferencias en los rendimientos de cerca de un 5% (caso extremo). Curiosamente, las turbinas de gas tienen mejor rendimiento en invierno que en verano.
Para hacer los cálculos tuve que coger algún valor intermedio de consumo, pero para evitar críticas, primero expuse las diferencias de consumos y demás. El valor que puse creo que refleja más o menos la realidad, con las discrepancias que pueda tener cada uno en su caso concreto.
El valor del precio en hora punta lo elegí para ponerme en el peor de los casos; supuse alguien que trabaje por turnos (por ejemplo), que algún día le tocaría cargarlo en las peores horas (económicamente hablando). En el caso de mi factura, mis valores para supervalle serían: peaje de acceso a 0,000886 €/kWh, y coste de la energía a 0,065715 €/kWh. Teniendo en cuenta el impuesto eléctrico y el IVA, queda a un total de 0,084707 €/kWh; y un total de 2,032968 € la recarga de 24 kWh (impuestos incluidos). Lo mismo que dices tú, yo simplemente cogí el caso más desfavorable.
Un saludo, Casteleiro.
Hola José Luis,
sobre las velocidades de carga a 80 kW, tienes que tener en cuenta que la potencia que se inyecta a la batería no es máxima desde 0 hasta el 100 %. Puedes encontrar por ahí curvas de carga de un Model 3, por ejemplo:
https://cleantechnica.com/files/2019/02/Tesla-Battery-Charging-Composite-2.png
Lo digo porque alcanza los valores máximos de carga entre el 10 % y el 50-60 % , pero el resto del tiempo no carga a potencia máxima. Lo comento porque esos 45 minutos que comentabas, serían bastante más a 80 kW. Por eso hacen falta cargadores algo más rápidos, de unos 200 kW, como los supercharger v3 que presentará Tesla mañana miércoles.
Muy buen artículo en todo caso!!
Buenas;
Lo de la diferencia de potencia de carga ya lo sabía, pero hay tantas cosas que especificar y que investigar… que no tengo tiempo para ponerlas todas. La potencia de carga está claro que es distinta según se va cargando la batería; el nivel de carga se suele medir según la tensión que presenta la batería, y las curvas típicas tienen una parte final exponencial. En este enlace se puede ver a lo que me refiero (https://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwj14suf2KThAhXGz4UKHe1IB5YQjRx6BAgBEAU&url=https%3A%2F%2Fen.wikipedia.org%2Fwiki%2FIUoU_battery_charging&psig=AOvVaw1n4Q3v_AamJIetKKqz0wEr&ust=1553857450659090); yo estas curvas las vi en “directo” haciendo pruebas con un experto con el que coincidí hace un par de años, y la verdad es que hay muchos estudios detrás de una “simple” carga. Si los fabricantes nos diesen acceso a más parámetros de los coches y cargadores… ya sabríamos mucho más sobre el tema, pero parece que tienen todo guardado con recelo.
Por supuesto, los cálculos que yo hice tienen esos “problemillas”, pero como tú bien dices, eso se soluciona con un cargador de más potencia, ya que suministraría más energía antes de que la potencia empezase a decaer.
Un saludo, Casteleiro.
Hola, paso mis números.
Los precios del Kwh en puntos públicos de carga rápida están en 0,54€/kwh y 0,47€/kwh IVA inc. (ejemplo IBIL).
Esto hace que el coste sea superior al equivalente en gasolina.
Hoy por hoy, alternativa para gente con pasta o que cargue en casa. A precio de enchufe doméstico normal, sin inversión en conectores rápidos, si sale la cuenta del consumo.
En términos de coste total para el propietario, es decir, con el extracoste del vehículo eléctrico no salen las cuentas.
Nota: tengo coche eléctrico.