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¿Los vehículos eléctricos no son un "asesino del clima" después de todo? Al parecer, los científicos han utilizado cifras erróneas durante años

¿Los vehículos eléctricos no son un 'asesino del clima' después de todo? Al parecer, los científicos han utilizado cifras erróneas durante años
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OPINIÓN: Por Jan-Christoph Herbst, gestor de carteras de los fondos MainFirst Global Equities, MainFirst Global Equities Unconstrained y MainFirst Absolute Return Multi Asset

domingo 30 de mayo de 2021, 09:20h
Durante mucho tiempo circuló el rumor de que los vehículos eléctricos eran malos para el medio ambiente y eran tan sólo un envoltorio ecológico engañoso. Esto es sencillamente erróneo, porque a menudo se utilizaron cifras completamente incorrectas para los cálculos y los resultados de los estudios posteriores se difundieron a través de los medios de comunicación. id:72272
Los estereotipos como "El coche eléctrico no supone ningún ahorro de CO2. La producción de baterías es tan intensiva en energía que, en conjunto, la huella de carbono es aún peor. Además, la red eléctrica se colapsaría si un gran número de personas cargara al mismo tiempo y habría que esperar a que hubiera más electricidad disponible procedente de fuentes de energía renovables" junto con otras opiniones sobre el tema de los vehículos eléctricos se han generalizado en los últimos años. Esto se debe, en parte, a que, en 2019, la ADAC (la Asociación Alemana del Automóvil), con sus más de 21 millones de miembros, reforzó la percepción de los supuestos odiadores de los vehículos eléctricos con titulares como "Los coches eléctricos viajan con un pesado equipaje climático” lo que alimentó aún más el sentimiento negativo hacia la nueva tecnología. Manager Magazin también escribió en 2019 "La huella global de CO2 empeora " mientras que, en el mismo año, fuentes mucho más científicas como el Instituto ifo retrataron al vehículo eléctrico como un contaminante con mayores emisiones que el buen y viejo motor de combustión. Con el titular "Mucho más CO2 de lo que se pensaba “, el diario "Die Welt" tampoco pinta un panorama favorable a los vehículos eléctricos. Pero estas suposiciones son probablemente erróneas.

Errores metodológicos para calcular las emisiones del coche eléctrico

Todos estos autores hacen referencia a un estudio muy controvertido de 2017, que informa de que la producción de baterías produce enormes cantidades de emisiones, concretamente entre 150 kg y 200 kg de CO2 por kWh. Sin embargo, los autores de este estudio, encargado por el Instituto Sueco de Investigación Medioambiental IVL y que posteriormente se conoció como el Estudio de Suecia, nunca recopilaron sus propios datos de emisiones para la producción de baterías. En su lugar, se combinaron datos de otros estudios más antiguos con valores a veces muy desfasados de laboratorios de baterías más pequeños. Y aquí es precisamente donde radica el problema. Es cierto que la producción de un vehículo eléctrico produce algo más de CO2 que la de un motor de combustión. Durante la producción, las baterías tienen que ser tratadas en grandes hornos de secado durante 30 o 40 horas. Sin embargo, hay una diferencia significativa si se cargan 1.000 o 100.000 celdas en un horno al mismo tiempo. El consumo de energía por célula disminuye drásticamente a medida que aumenta el número de unidades. Además, en los últimos años se ha conseguido reducir considerablemente los residuos de producción y se ha mejorado la tecnología de producción gracias a una serie de factores, como la conservación del calor durante el proceso de secado. Las economías de escala son, por tanto, el factor decisivo. Debido a la desactualización de los datos, el estudio fue inmediatamente criticado por fuentes científicas. Sin embargo, esto no impidió que las fuentes mencionadas, junto con otros opositores a los vehículos eléctricos, siguieran confiando en los datos engañosos. En 2019, los autores del estudio original de Suecia respondieron a las críticas con una versión actualizada y redujeron a más de la mitad su estimación de CO2.

La comparativa de las emisiones de CO2 solo es justa si se toman en cuenta todos los factores

Cada estadística es tan buena como los datos en los que se basa. Para medir la huella de carbono de forma significativa, hay que tener en cuenta el mayor número posible de factores. A la hora de evaluar su experimento, un prestigioso equipo de investigación de la Universidad Tecnológica de Eindhoven analizó el mayor número posible de factores de influencia y llegó a una conclusión definitiva. Tras el inicio del experimento en 2020, dos coches de prueba, un coche diésel y un vehículo eléctrico, recorrerán cada uno 180.000 kilómetros durante una vida útil de 12 años. En los primeros años de uso, un coche suele conducirse un poco más; con la edad, el kilometraje anual disminuye. De media, ambos vehículos recorrerán 15.000 kilómetros al año. El consumo de combustible del coche diésel se mantiene constante durante su vida útil. En cuanto a la carga de la electricidad, cabe suponer que el suministro eléctrico europeo seguirá orientándose hacia las energías renovables en los próximos años. Sólo en la UE, la proporción de electricidad procedente del carbón se ha reducido ya a la mitad desde 2015 y sólo será del 13% en 2020. Estudios científicos recientes también han demostrado que, incluso con la producción de baterías en China, que todavía tiene una proporción relativamente alta de electricidad alimentada con carbón, de más del 50 por ciento, las ventajas de los vehículos eléctricos son lo suficientemente significativas como para mejorar la huella de carbono global. Sorprendentemente, la ventaja media de CO2 del vehículo eléctrico en todo su ciclo de vida es del 64%. Las emisiones adicionales de la producción de baterías ya se han amortizado después de unos 30.000 kilómetros. El siguiente gráfico ilustra las emisiones de CO2 por kilómetro recorrido. Estas se generan a partir de las emisiones de la producción del vehículo y de la batería, así como del consumo de combustible y la demanda de electricidad.

Sin embargo, ¿por qué las conclusiones de este análisis son tan diferentes de muchas representaciones anteriores? En particular, varios estudios alemanes realizados en los últimos años han dado lugar a un incipiente escepticismo hacia la e-movilidad debido a la preocupación por el medio ambiente. A menudo se cometieron errores en la selección de los datos del análisis y tampoco se realizó una mirada hacia el futuro, hacia un mundo con emisiones significativamente menores en la producción de electricidad. A continuación, se presenta una lista de los aspectos más importantes que son imprescindibles para los cálculos a la hora de realizar una comparación justa.

Emisiones derivadas de la fabricación de baterías

Muchos de los estudios actuales utilizan suposiciones exageradas sobre la demanda de energía en la producción de baterías de iones de litio, ya que se utilizan datos de emisiones obsoletos. Las economías de escala son el factor decisivo en este caso. En 2020 se construirán más de 3 millones de vehículos eléctricos. Esto representa un aumento de siete veces en comparación con 2015. En los próximos años, esperamos que esto aumente más rápidamente. Los últimos estudios suponen unas emisiones de CO2 de entre 40 y 100 kg/kWh para las baterías producidas hoy en día. China se encuentra en el extremo superior de esta horquilla debido a su elevada proporción de energía procedente del carbón, y Europa se encuentra en el extremo inferior debido a su mayor proporción de energía renovable. En esta comparación se ha calculado un valor medio de CO2 de 75 kg/kWh. Según su propia información, la Gigafábrica de Tesla en Nevada, en Estados Unidos, ya produce baterías de forma neutra en términos de CO2, ya que la electricidad se obtiene exclusivamente de energías renovables.

Vida útil de las baterías

La vida útil de las baterías está infravalorada por algunos estudios, como el del Instituto ifo. Asumen una vida útil de 150.000 kilómetros, mientras que se espera que un coche diésel dure 300.000 kilómetros. La realidad es diferente y, en contra de las expectativas de los consumidores, que temen que la batería de un vehículo eléctrico pueda desgastarse tan rápidamente como la de un ordenador portátil o un teléfono móvil, los últimos descubrimientos sugieren que las baterías modernas pueden circular durante más de 500.000 kilómetros. Los avances en la gestión de la temperatura y la carga son impresionantes. En 2019, Tesla publicó las capacidades reales restantes de las baterías de miles de sus clientes que las comunicaron voluntariamente, en función del kilometraje recorrido.

Después de más de 320.000 kilómetros recorridos (aproximadamente 200.000 millas), la mayoría de la flota de ehículos seguía teniendo una capacidad de batería de alrededor del 90%.

Asimismo, la revista científica "Journal of the Electrochemical Society" afirma que las pilas NMC que ya se utilizan hoy en día son capaces de recorrer más de 1,5 millones de kilómetros. Aunque las pruebas se realizaron en condiciones de laboratorio, la ciencia demuestra que el desarrollo de la tecnología de iones de litio aún está en pañales y tiene mucho potencial de mejora. Los motores de combustión interna, en cambio, han alcanzado la fase de madurez de su desarrollo. Es dudoso que la vida útil de los motores de combustión -con un número cada vez mayor de piezas técnicas instaladas, como los turbocompresores, la desactivación de cilindros o la tecnología híbrida- aumente significativamente. En esta comparación adoptamos un enfoque conservador y suponemos una vida útil de 250.000 kilómetros tanto para los motores de combustión como para los vehículos eléctricos. También hay que tener en cuenta que esta comparación se centra exclusivamente en las emisiones de CO2 y el impacto climático. Una combinación con aspectos como otras emisiones, el consumo de recursos, las condiciones de trabajo o la contaminación acústica no puede formar parte de una consideración seria del CO2 y el impacto climático.

Avances en la producción de electricidad y consideración de las preemisiones de los combustibles fósiles

Muchos estudios presuponen que un vehículo eléctrico se cargará durante todo el ciclo de vida del coche con la misma electricidad que consume en el primer año. Estas suposiciones no son realistas. Las emisiones de CO2 procedentes de la producción de electricidad en Europa han disminuido un 32% desde 2012. Teniendo en cuenta el Acuerdo Climático de París y una generación de políticos cada vez más centrada en el medio ambiente, cabe suponer que la reducción de las emisiones procedentes de la generación de electricidad seguirá produciéndose e incluso puede acelerarse. Aunque los vehículos eléctricos se beneficiarán de esta evolución a lo largo de su ciclo de vida, el consumo de combustible de un vehículo de combustión interna producido hoy es fijo. Los combustibles sintéticos no deberían contribuir a un ahorro significativo. Se pierde tanta energía al convertir la electricidad en combustibles sintéticos y luego volver a convertirla en energía cinética mediante la combustión, que sería preferible cargar un vehículo eléctrico directamente, ya que tendría un factor de eficiencia mucho mayor. Sin embargo, hay que tener en cuenta tanto las preemisiones de la producción de electricidad como las del gasóleo o la gasolina. ¿Cuánta electricidad se pierde en las redes eléctricas o durante el proceso de carga? ¿Cuánta energía se necesita para producir el gas que genera la electricidad en una central eléctrica de gas? ¿Cuánta electricidad necesita la propia central para funcionar? ¿Qué nivel de emisiones se produce al transportar el combustible a través del océano hasta la gasolinera, o por la propia producción de combustible? La construcción de una plataforma petrolífera produce emisiones, al igual que la construcción de un parque eólico produce CO2. Quemar un litro de gasolina produce unos 2.200 gramos de CO2. Sin embargo, la propia producción produce otros 940 gramos. La consideración de estas llamadas preemisiones es vital para una comparación justa de los dos tipos de propulsión.

Se pierde alrededor del 5% de carga cada 30 días

La batería de iones de litio de un vehículo eléctrico pierde alrededor del 5% de su carga en 30 días. Un conductor medio recorre unos 1.200 kilómetros durante este periodo y, por tanto, carga la batería entre tres y cuatro veces. Por lo tanto, la pérdida de carga sólo tiene un efecto insignificante en la huella de CO2

¿Se pueden llegar a colapsar los sistemas eléctricos?

Las redes eléctricas actuales están diseñadas para poder gestionar los picos de carga a lo largo del día. A menudo se critica que el uso generalizado de vehículos eléctricos sobrecargaría las redes si se cargaran al mismo tiempo. En cuanto a la adopción de la e-movilidad por parte de la población en general, actualmente estamos todavía en una fase de prueba. Sin embargo, se ha demostrado que el conductor típico de un vehículo eléctrico sólo utiliza alrededor del 10% de la capacidad disponible de su batería al día y que durante más del 95% de su jornada no utiliza el coche. Suponiendo que una parte de los conductores de vehículos eléctricos tenga la oportunidad de cargar su vehículo en casa o en el trabajo, este fondo de baterías podría utilizarse como colchón energético para reducir las cargas máximas y trasladarlas a períodos de baja carga con electricidad más barata. Técnicamente, esto ya es posible hoy, porque las baterías de iones de litio pueden cargarse de forma bipolar. Esto significa que pueden absorber y liberar energía en cuanto se conectan al punto de carga. Gracias a normas como OCPP e ISO 15118, la comunicación con los operadores de la red eléctrica también es posible hoy en día. La crítica original de un parque de vehículos eléctricos demasiado grande se está convirtiendo, por tanto, en una de las mayores oportunidades para suavizar el perfil de carga de las redes eléctricas.

Consumo de agua

Una y otra vez se rumorea que se consumen importantes cantidades de agua en la extracción del litio. Según una investigación de Maximilian Fichtner, director del Instituto Helmholtz de Almacenamiento de Energía Electroquímica, se necesitan unos 3.840 litros de agua dulce para una batería de vehículo eléctrico normal con una capacidad de almacenamiento de 64 kWh, lo que corresponde a una autonomía de unos 450 kilómetros. Al principio parece mucho, pero en relación con otros bienes de consumo, esta cifra se relativiza rápidamente. Es la misma cantidad de agua que se necesita para producir 250 gramos de carne de vacuno, 10 aguacates, 30 tazas de café o medio par de vaqueros.

La vista puesta en el futuro

La Agencia Internacional de la Energía prevé que la proporción mundial de electricidad generada a partir de fuentes renovables alcance el 30% este año, un récord. La energía eólica y la solar van camino de lograr el mayor aumento registrado. Esto se debe también a que esta forma de generación de energía es cada vez más asequible gracias al progreso tecnológico. Además, las tres grandes áreas económicas, la UE, China y EE.UU., se han fijado el objetivo de la neutralidad del CO2. En el futuro escenario de generación de electricidad exclusivamente a partir de energías renovables, se reducen las emisiones de CO2 que aparecen en esta comparación, atribuibles a la fabricación de vehículos, la producción de combustible y la producción de electricidad. En cambio, las emisiones procedentes de la combustión de carburantes se mantienen en gran medida constantes, ya que el potencial de ahorro del motor de combustión interna en su forma más madura es limitado. En consecuencia, esperamos que la ventaja de CO2 de los vehículos eléctricos aumente en el futuro. Sin embargo, el parque automovilístico mundial es tan lento como un gran petrolero. Esto se debe a que cada vehículo de combustión interna producido hoy estará en circulación durante al menos otra década, seguida de una segunda vida en África u otros países de bajos salarios. Desde el punto de vista medioambiental, deberíamos empezar ya a poner en circulación el mayor número posible de vehículos eléctricos. Los objetivos fijados por los fabricantes de vehículos y los gobiernos se basan principalmente en las nuevas ventas y no tienen en cuenta el parque automovilístico real, que es crucial para las emisiones.

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