Electrificación del transporte. Los camiones eléctricos a batería ganarán la carrera

Electrificación del transporte. Tesla Semi

El próximo 1 de diciembre, Tesla comienza las entregas de su camión a baterías «Semi«. Las transcendentales ventajas de las novedades tecnológicas aportadas marcarán el camino al resto de fabricantes. El resto de tecnologías habrán de rellenar nichos de casuísticas muy específicos.

Los camiones eléctricos a batería están listos para hacerse cargo del transporte pesado por carretera ya que son mucho más baratos de operar que otras tecnologías de bajas emisiones para la electrificación del transporte, como se puede ver en esta comparativa de Transport and environment:

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Electrificación del trasporte. Comparativa H2 vs baterías en transporte de media distancia.

Como se observa en la infografía, los camiones equipados con celdas de combustible o que utilicen combustibles sintéticos, nunca podrán competir en cuanto a coste con los camiones eléctricos a batería.

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Electrificación del trasporte. Comparativa H2 vs baterías en transporte de larga distancia.

Otras soluciones para la electrificación del transporte, como los camiones catenarios, podrían ser una alternativa viable, pero será difícil hacer despegar la tecnología a gran escala por los costes de inversión que suponen y las limitaciones en cuanto a flexibilidad.

¿Cómo resolverán los camiones a batería los problemas de peso y alcance?

Los expertos y transportistas que no ven los camiones eléctricos a batería como la mejor solución para la electrificación del transporte, a menudo toman los casos más difíciles como referencia, por ejemplo viajes de varios días con un equipo de dos conductores o viajes donde realmente es importante tener una autonomía de 2.000 kilómetros. Por supuesto, en tales casos, la batería eléctrica no puede competir con el diésel o con los combustibles sintéticos.

Investigaciones realizadas en los Países Bajos han revelado que el 80% de los camiones, incluso los camiones realmente grandes, viajan 750 kilómetros al día como máximo y muchos cubren distancias mucho más cortas.

Si se pretende hacer más kilómetros, los costes suben rápidamente ya que se han de pagar horas extras, duplicar salarios, etcétera.

En general, en la UE un conductor no puede realizar más de 750 kilómetros por día. Por lo tanto, este es el rango máximo que deben se capaces de realizar aproximadamente el 80% de los camiones.

Además, casi todos los camiones regresan a la base al final del día, lo que crea las condiciones ideales para la carga.

Esto significa que, en muchos casos, se puede organizar la infraestructura y el camión al mismo tiempo. Simplemente se precisa instalar un cargador rápido de 75 KW, que puede ser usado para cargar el camión. Este tipo instalaciones para la electrificación del transporte no son demasiado caras ya a día de hoy.

Para el resto de casos, los fabricantes ya han desarrollado los denominados «megacargadores«, con potencias superiores a 1 MW, que permitirán recargar autonomías de cientos de kilómetros en las paradas cortas de descanso de los conductores.

Respecto al peso extra de los camiones y furgonetas eléctricas, las baterías se están volviendo cada vez más livianas muy rápidamente y se ahorra mucho peso cuando se reemplaza un tren de transmisión tradicional por uno eléctrico.

Rediseñar un camión convencional desde cero, utilizando un tren motriz eléctrico puede resultar en una reducción de peso de casi tres toneladas, compensando de esta forma el peso extra de las baterías.

Un motor eléctrico puede ser instalado cerca de las ruedas o usar varios de ellos, uno para cada eje o uno para cada rueda, lo que hace el conjunto más compacto y ligero.

Probablemente, en cinco años existirán multitud de semirremolques de batería de 40 toneladas con 800 km de alcance que podrán transportar incluso más carga que los camiones convencionales.

¿Tienen alguna posibilidad los sistemas con catenarias?

Las catenarias también son una opción muy buena y eficiente energéticamente para la electrificación del transporte, pero será difícil convertirlas en realidad a gran escala. Básicamente, la costosa infraestructura constituye un gran obstáculo para esta tecnología, porque crea el problema del huevo y la gallina.

Hay que construirlos en tramos de carretera extensos, de lo contrario no tiene sentido invertir en camiones de catenaria. Es por eso que es una solución con pocas posibilidades de convertirse en dominante.

Electrificación del transporte. Catenarias
Electrificación del transporte. Catenarias

Pero al mismo tiempo, sigue siendo una opción. Solo necesita encontrar suficientes socios en una determinada región que estén entusiasmados con ella y estén preparados para invertir dinero.

Siempre que la visión correcta y las circunstancias correctas se juntan (esencialmente, muchos camiones que realizan viajes locales), las catenarias son una excelente idea.

¿Tienen futuro los combustibles sintéticos para impulsar el transporte pesado por carretera?

Es absurdo pensar que los motores de combustión llegaron para quedarse. Su complejidad, baja fiabilidad y paupérrima eficiencia los hará solo viables para aplicaciones de nicho.

Dicho esto, los camiones de combustible sintético solo tienen una dudosa «ventaja»: pueden sustentar la tecnología del motor de combustión y el negocio de la distribución de combustible. Lógicamente hay grupos muy poderosos interesados en la generalización de estas tecnologías.

Sin embargo, pese a los esfuerzos mediáticos para promover los combustibles sintéticos para la electrificación del transporte, en términos de eficiencia, mantenimiento y precio por kilómetro, son ya actualmente muy inferiores a los camiones eléctricos de batería.

Tanto la producción de combustibles sintéticos como su uso en motores de combustión son altamente ineficientes. En general, los camiones de combustible sintético necesitan de 4 a 5 veces la energía requerida para impulsar un vehículo a batería.

Por este motivo, más aún cuando se percibe que la energía ya no será abundante ni barata, los combustibles sintéticos no parecen una opción en absoluto realista para la electrificación del transporte.

Lo mismo es aplicable al hidrógeno aplicado en motores de combustión, pero en un grado ligeramente menor.

¿Los camiones de pila de combustible tienen alguna posibilidad?

Hace tan solo cinco años, todo el mundo decía que los camiones con batería eran imposibles y que el hidrógeno era la mejor opción para la electrificación del transporte.

Hay que puntualizar que los camiones con celdas de combustible podrían volverse un poco más baratos que los camiones con batería tan pronto como las celdas de combustible entren en producción en masa.

Pero esto solo se refiere al precio de compra, ya que seguirán siendo mucho más caros de operar. Esto se debe a que se ha de producir hidrógeno a partir de la electricidad y se desperdicia al menos la mitad de la energía en el proceso (siendo optimistas).

Por lo tanto, se precisa más del doble de electricidad para alimentar un camión de pila de combustible que uno de batería.

Electrificación del transporte. Comparativa entre hidrógeno y baterías
Electrificación del transporte. Comparativa entre hidrógeno y baterías

En las noticias surgen diariamente buenas ideas sobre cómo podríamos obtener hidrógeno renovable barato, por ejemplo, a través de tuberías desde Marruecos, donde hay muchas horas de sol y mucho espacio para hacerlo usando paneles solares.

En el futuro podría funcionar, pero no estamos en ese escenario de energía abundante y resulta difícil imaginar que el hidrógeno será lo suficientemente barato de fabricar. Sin olvidar de las dificultades técnicas que supone el manejo del hidrógeno, al fin y al cabo es el átomo más pequeño de la tabla periódica y eso le confiere una extrema capacidad de fuga (incluso por las paredes de los depósitos metálicos).

Un problema adicional es todo el modelo de negocio de los semirremolques, que se basa en la idea de que se puede cambiar el remolque al camión a voluntad. Los semirremolques son importantes en el transporte porque generan la mayor cantidad de emisiones de CO2.

Ese modelo significa que tienes que poner todo en el cabeza tractora, incluida toda la energía que necesitas para que sea una unidad independiente. Pero el hidrógeno tiene la gran desventaja de ocupar mucho espacio.

Solo se puede alojar suficiente hidrógeno a bordo si el camión es más alargado. Tal vez esto sea posible con las nuevas regulaciones, ya que podría ser conveniente hacer camiones más largos para hacerlos más aerodinámicos.

Pero la forma tradicional de semirremolque «cuadrado» en la UE es el resultado de maximizar el volumen en una longitud determinada, y no queda claro dónde podría alojar todo el hidrógeno.

Restringir el uso de hidrógeno

¡Sí, por supuesto! Solo tenemos una cantidad limitada de energía verde y hay usos mucho mejores para el hidrógeno que la electrificación del transporte; por ejemplo, se puede usar para descarbonizar la industria y la aviación.

En el momento anual (y quizá en décadas) el uso del hidrógeno habría de orientarse a sectores sin alternativa a la descarbonización y, por lo tanto, no usarlo para la electrificación del transporte por carretera.

El hidrógeno ha de ser importante en la descarbonización, pero no puede ser usado para desperdiciar energía renovable ni para derrochar dinero público mediante subvenciones en soluciones que, a día de hoy, han sido superadas ampliamente por los vehículos de batería, incluso antes de su puesta en marcha.

Como ejemplo de esta mala praxis, se puede citar las importantes inversiones que se están llevando a cabo por Transportes Metropolitanos de Barcelona en el servicio de autobuses de hidrógeno, mientras otras ciudades ya han reorientado eficientemente sus proyectos de hidrógeno hacia autobuses eléctricos de batería.

¿Cuándo veremos un número significativo de camiones libres de emisiones en las carreteras de Europa?

Durante de los próximos dos años, veremos los primeros semirremolques a batería en la carretera. Esto tendrá un impacto igualmente enorme en los comentarios sobre los camiones eléctricos.

De repente, aquellas personas dentro de las empresas fabricantes de camiones que dicen «eso no se puede hacer» escucharán a su jefe responder: «Bueno, nuestro competidor puede hacerlo, así que nosotros también tendremos que hacerlo».

Esto dará como resultado varios modelos nuevos dentro de cinco o siete años. En realidad, no es tan difícil diseñar un camión eléctrico para la electrificación del transporte. Construir un coche eléctrico es mucho más difícil que construir un camión eléctrico.

Para empezar, es muy caro desarrollar un coche que se pueda producir a gran escala. Tiene que estar muy optimizado y hay muchos jugadores involucrados.

Un camión es comparativamente simple porque la escala a la que los produce es más pequeña y las consideraciones de diseño con respecto al interior y el exterior son menos críticas.

Dicho esto, un cambio bastante grande es usar la batería como parte de la estructura para ahorrar peso.

También parece imprescindible optimizar la aerodinámica y la gestión automatizada de rendimientos y consumos. Quizá esto es un poco más difícil, pero es el camino de éxito.

¿Hay un movimiento serio en la industria de fabricación de camiones hacia vehículos de cero emisiones?

La fabricación del vehículos pesados es un sector muy conservador. Aparte de Tesla, no se aprecia en Europa ningún camión eléctrico a baterías diseñado de manera cuidadosa.

Electrificación del transporte. Desarrollos poco ambiciosos.
Nuevos modelos para la electrificación del transporte nacidos ya obsoletos.

La mayoría de los que encontramos actualmente conservan el motor central.

Esta es una manera de concebir que viene de los modelos de combustión. Básicamente toman el camión tal como está, perforan algunos componentes del tren motriz para colocar baterías y luego reemplazan el motor de combustión con un motor eléctrico y algunas baterías más.

Ese tipo de producto no es un camión electrificado nuevo, es básicamente una actualización o retrofit.

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