4.1. ¿Por qué el vehículo eléctrico?

El vehículo 100% eléctrico es la forma más eficiente de descarbonizar el sector transporte. El transporte es responsable de cerca de la mitad de la contaminación en las ciudades. Un cambio hacia la movilidad eléctrica mejoraría la calidad del aire ya que estos vehículos no utilizar ningún tipo de combustible fósil y por tanto no emiten gases de efecto invernadero. Tanto el vehículo ligero, como los autobuses o los camiones son susceptibles de ser electrificados de forma eficiente.

Para aquellos usos en los que no es posible electrificar (por ejemplo transporte aéreo o naval) debe promoverse la investigación en tecnologías alternativas, como el hidrógeno verde.

1.1 ¿Por qué el vehículo eléctrico? 

En el marco de un sector transporte caracterizado por un elevado consumo de combustibles fósiles y un fuerte impacto ambiental, la promoción del coche eléctrico se presenta como una de las vías esenciales para conseguir una eficiente transición energética y, por el lado de la oferta, para avanzar hacia la sostenibilidad del sector (ver Insostenibilidad del sistema energético y vías de solución). 

En este marco, la Unión Europea se enfrenta a un ambicioso triple objetivo: 

  •  La competitividad de su economía en un contexto de crisis económica.
  • La protección al medioambiente, fuertemente enfocada en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI).

 

  • La seguridad de suministro, cuyo principal objetivo es la reducción de la dependencia energética de combustibles fósiles del exterior.

Si se quieren alcanzar los objetivos europeos de cero emisiones netas en 2050, habrá que realizar grandes esfuerzos en el sector transporte, el principal consumidor de energía de la economía y dependiente en más de un 90% de los combustibles fósiles (ver Normativa básica comunitaria y el marco normativo español). En España, el transporte es el sector que más energía consume, equivalente a un 42% del total nacional. En concreto, el porcentaje que representa el sector del automóvil (turismos) es del 17%. El desarrollo del mercado del vehículo eléctrico podría reducir este porcentaje y de esta forma aportar mayor sostenibilidad al sistema.

El transporte representa el 33% del consumo total energético de la UE. De forma paralela al análisis del consumo energético, el sector del transporte por carretera supone aproximadamente una quinta parte de las emisiones totales de CO2 en el conjunto de la UE, habiendo registrado un incremento del 8% entre 1990 y 2015. El principal origen de las emisiones en el sector transporte proviene del transporte por carretera, el cual se distingue por el uso de carburantes altamente contaminantes, emitiendo altas cantidades de CO2 a la atmósfera. 

La importancia del transporte como sector económico y su peso en el consumo energético y en las emisiones lo constituyen como uno de los ejes principales de las políticas públicas si se pretenden alcanzar los objetivos de política económica (competitividad), ambiental (emisiones de GEI) y energética (seguridad de suministro). 

Los beneficios en términos de eficiencia energética del coche eléctrico, más del doble frente al vehículo con motor de combustión interna tradicional y su menor intensidad de emisiones de GEI por kilómetro, justifican la promoción del vehículo eléctrico como una prioridad de las políticas energéticas y de I+D+i de los Estados miembros. El coche eléctrico no sólo permite reducir el consumo de combustibles fósiles y las emisiones en el sector transporte, debido a la mayor eficiencia energética de su tecnología, sino que, además, los vehículos eléctricos enchufables a la red eléctrica –ya sean puros o híbridos- facilitarán la penetración de las energías renovables en un sector en el que es muy difícil su introducción. 

Si se comparan cómo han evolucionado las ventas de los vehículos eléctricos en diferentes países de la Unión Europea, España aún está muy por detrás de alcanzar los números de países como los Países Bajos o Noruega.

En 2021, se vendieron 23.700 coches eléctricos en España, un 38% más que en 2020 y un nuevo récord. Esto representa el 3% del mercado. Desde 2015 se ha pasado de 1.000 a 70.000 unidades vehículos eléctricos, pero todavía España va atrasad en comparación con Europa.

Figura 4-1. Evolución de las ventas VE en diferentes países Europeos

Fuente: Un modelo de transporte descarbonizado para España en 2050

Un detalle interesante a recalcar entre los vehículos 100% eléctricos es que alrededor de un 30% de la flota eléctrica en España pertenecen empresas de carsharing como Car2Go, Emov, ecooltra, muving, etc, que se dedican a dar servicios de alquiler de vehículos a tiempo parcial.  

1.2 Tipos de vehículos eléctricos

 

Actualmente se encuentran algunos vehículos eléctricos híbridos no enchufables (HEV) en el mercado, como por ejemplo, el Toyota Prius, el Honda Insight, el Honda Civic, etc. Estos tienen la ventaja de que no consumen energía cuando están parados y que recuperan energía en las frenadas o fuertes pendientes. Sin embargo, a pesar de que mejora la eficiencia del vehículo, el hecho de que no sea enchufable, limita su contribución a la sostenibilidad ambiental del sector transporte, ya que no permite favorecer la introducción de energías renovables de origen eléctrico a través de la carga de electricidad.

 

El PHEV (Plug-in hybrid electric vehicle) es esencialmente un vehículo híbrido con un dispositivo para enchufarlo a la red eléctrica, lo que le permite cargar electricidad en su batería a partir de una fuente externa. Sin embargo, el concepto de funcionamiento es muy diferente al de un HEV, ya que el motor de tracción es el eléctrico, dispone de baterías de mayor capacidad (autonomías en modo eléctrico entre 20 y 60 km), y el motor de combustión es más pequeño y sirve para producir electricidad (estos vehículos también se denominan “eléctricos de autonomía extendida”). En la Figura 4-2 se pueden ver las diferencias de los tipos de vehículos eléctricos de una manera más gráfica. 

Figura 4-2. Tipología de vehículos eléctricos.

Fuente: WWF/Adena y Elaboración propia.

Desde el punto de vista de la sostenibilidad global, la gran ventaja del PHEV es que se puede cargar con electricidad proveniente de fuentes renovables, facilitando la penetración de éstas en el sector transporte y contribuyendo a incrementar la eficiencia energética y reducir emisiones. Además, su uso habitual será cargarlo por la noche conectándolo a la red eléctrica, siendo éste el periodo en el que los precios de la electricidad son más bajos y en el que el sistema eléctrico goza de mayor capacidad excedentaria. Adicionalmente, la carga nocturna ayudará a la integración de las renovables, ya que, aumentará la demanda en periodos de bajo consumo y elevada producción eólica. Permitirá un uso eléctrico en la mayoría de los desplazamientos (los urbanos) y una gran autonomía para los de larga distancia.  

 

El vehículo eléctrico puro-vehículo 100% eléctrico (Battery Electric Vehicle-BEV) obtiene básicamente toda la energía para su funcionamiento de la electricidad suministrada por la red. Con la electricidad se carga la batería, que es de un tamaño muy superior a la del PHEV, cuya energía alimenta el funcionamiento del motor eléctrico. Los km de autonomía de un BEV es, en principio, limitada respecto a los estándares de los vehículos convencionales o PHEV, aunque este sector está creciendo a una gran velocidad, y por tanto hoy día se dispone de vehículos con una alta autonomía. Aun así, se ha observado que la producción de este tipo de vehículos no es atractiva y todavía guarda múltiples desventajas, como sucede con el “Model S” de Tesla (fabricante de vehículos eléctricos), el cual tiene una autonomía de alrededor de 425 km, valor muy próximo al de un turismo con motor de combustión, pero con la problemática de que el tiempo de recarga es mucho mayor, no siendo menor de 1 hora para las tecnologías más punteras. 

 

Este tipo de limitaciones puede resolverse de dos formas: desarrollando infraestructuras de recarga rápida, que permitan recargar completamente en pocos minutos y avanzando en el desarrollo tecnológico de las baterías, algo que ha venido ocurriendo durante la última década. Actualmente, existen multitud de sistemas piloto de nuevos tipos de baterías y todas buscan aportar mayor km de autonomía. Pese a ello, los turismos en circulación en este momento usan en su mayoría pilas de ion-litio, las cuales probablemente cambien en un futuro no muy lejano. Existen también pilas de combustible de hidrógeno que comenzó desarrollando Nissan capaces de generar mucha más energía con un menor tamaño. Sin embargo, el problema de esta tecnología, no es el tamaño ni los km de autonomía, sino el precio. Esto se debe a que usan platino, elemento escaso y, por tanto, de precio elevado además de la generación y operación del hidrogeno. Lo último en lo que se está trabajando es una nueva versión mejorada del uso de la pila de litio, pero esta vez se usa el electrolito como solución acuosa, reduciendo los costes de fabricación, aumentando la seguridad y aportando mayor tolerancia frente a los ciclos de carga completos. 

 

Siguiendo con la búsqueda de soluciones frente a la barrera generada por el problema de las baterías en los vehículos eléctricos, las ideas giran también en torno a promover un sistema de cambio de baterías. Esto requeriría una red muy desarrollada de estaciones de cambio de batería y, pese a aportar mayor rapidez incluso que los repostajes actuales con carburantes, debería afrontar nuevos retos como el desgaste de pilas o el mencionado desarrollo logístico de instalaciones de recambio.

1.3 Ventajas de los coches eléctricos

 

La apuesta por el vehículo eléctrico viene respaldada por una serie de ventajas que justifican el cambio a esta tecnología y que, además, incorpora otra serie de elementos del ámbito ambiental. Se resumen a continuación siguiendo el documento de “Vehículo Eléctrico” de AELEC:

 

  • Ventajas ambientales
  • Nula emisión de gases contaminantes procedentes de la combustión.
  • Importante mejora de la calidad del aire.
  • Prácticamente nula emisión de ruido procedente de la propulsión.

 

  • Ventajas energéticas
  • Menor huella ecológica al no ser necesario importar crudo de terceros países 
  • Rendimiento energético muy superior (en torno al 77%) que cualquier otra tecnología de propulsión.
  • Eficiencia energética que no tiene ningún otro sistema de propulsión. 
  • Aprovechamiento de las energías autóctonas, sin que haya que importar combustibles fósiles de terceros países y pudiendo optimizar los recursos renovables.

 

  • Ventajas económicas
  • Mantenimiento casi inexistente en el vehículo por la ausencia de piezas de rozamiento, líquidos y fluidos, disponiendo además de frenada regenerativa, lo que evita el desgaste de las pastillas de freno con un uso adecuado del vehículo.
  • Coste eléctrico muy eficiente, por un lado, por la elevada eficiencia del motor, y por otro por el coste que se sitúa en torno a los 100 céntimos de euro por cada 100 kilómetros.
  • Presenta actualmente otras ventajas adicionales en el uso (parking gratuito en zonas de estacionamiento regulado, acceso por vías de BusVAO, recargas de oportunidad gratuitas en edificios del sector terciario…).

 

  • Ventajas en el confort
  • Conducción más armoniosa, ante la ausencia de rumorosidad y ruidos.
  • Conducción más segura, dado que el vehículo eléctrico tiene mejores prestaciones en cuanto a aceleración y a frenado (uso del freno motor) y por su menor centro de gravedad.

 

  • Fomenta nuevos modelos de negocio
  • Aparición de servicios de movilidad compartida en los entornos urbanos:  sharings de patinete, bici, coche y moto, que no sólo generan puestos de trabajo, sino que también reducen la congestión del tráfico y aportan una solución de intermodalidad en el transporte público a los ciudadanos sin que los ayuntamientos tengan que realizar inversiones significativas. 
  • Oportunidades laborales para los instaladores en lo que atañe al despliegue de infraestructuras de recarga, pues se les abre un nuevo mercado hasta ahora inexistente.
  • Servicios de movilidad como los derivados de la generación de APPs informativas o de uso.
  • Aparición de nuevos modelos empresariales como los operadores de recarga son un nuevo modelo empresarial surgido al albor de la movilidad eléctrica.
  • Nueva oportunidad para la industria automovilística del país y para la industria de las baterías.

 

1.4 Barreras de los coches eléctricos

 

Aunque todas las ventajas deberían permitir el progresivo aumento del parque de vehículos eléctricos en nuestro país, todavía se ve frenado por las barreras que limitan las ventas y que se resumen en los siguientes tres puntos:

 

  • Si bien tenderá a igualarse en torno a 2025, el precio del vehículo eléctrico en relación con el vehículo convencional es superior para un mismo nivel de prestaciones, lo que indudablemente frena las ventas.

 

  • La autonomía de estos vehículos es todavía limitada, lo que genera un miedo racional para su uso. Aunque se espera que alcance los 500 km de autonomía en modelos ya anunciados.

 

  • No existe una red básica de infraestructura de puntos de recarga a nivel nacional que, precisamente, elimine este miedo al uso generalizado del vehículo.

 

La eliminación de estas barreras permitirá alcanzar los objetivos fijados a 2030, tal y como está previsto.

 

Respecto al coste del vehículo eléctrico, el diferencial con respecto al vehículo convencional será cada vez menor en la medida que se consoliden las economías de escala. En los dos próximos años se esperan más de 100 modelos distintos de vehículos eléctricos ofertados por la industria del automóvil.

 

No obstante, conviene señalar que la principal barrera no es el coste del vehículo a lo largo de su vida, sino el coste de adquisición. Efectivamente, gracias a los ahorros en combustibles, a la caída en el coste de las baterías del 75% en los últimos 10 años y a los menores costes de mantenimiento, el coste total del vehículo eléctrico es más económico que el convencional para las flotas comerciales y las flotas de transporte público y se encuentra casi en línea con los vehículos particulares en función del uso y periodo de propiedad del mismo. Respecto a la autonomía, se esperan mejoras continuas a través de la I+D+i que superaran esta barrera tecnológica. 

 

Por último, en relación con la barrera de no disponer de una suficiente infraestructura de puntos de recarga de acceso público que dé cobertura a todo el territorio nacional, se está avanzando mucho. Los agentes que ofrecen servicios de movilidad, las empresas eléctricas, los concesionarios, las estaciones de servicio, los centros comerciales de acceso público, los hospitales y demás instituciones, están muy activos en desarrollar y llegar acuerdos para el establecimiento de puntos de recarga. Múltiples son los anuncios de las alianzas que se están llevando a cabo para este despliegue. Sin embargo, se necesitan medidas de impulso adicional para asegurar un despliegue de puntos de recarga económicamente sostenibles que garanticen la movilidad a larga distancia.

 

1.5 La eficiencia energética del vehículo eléctrico

 

En la determinación de la eficiencia de un vehículo eléctrico, influye de manera importante el origen de las fuentes de las que se obtenga la electricidad dentro del parque generador, ya que una central térmica puede tener una eficiencia entre el 35% y 60% y otra con fuentes renovables del 100% (ya que implica la no utilización de energías primarias finitas y con coste). Según los datos que se muestran en la Figura 4-3, el vehículo convencional de gasolina (ICE), con motor de combustión interna, tiene una eficiencia global del 25%. Es decir, de la energía del combustible introducido en el vehículo sólo se obtiene en forma de energía mecánica para el movimiento de las ruedas el 25%, desaprovechándose el 75% restante (por rozamientos dentro del motor o en la tracción o los propios factores termodinámicos limitadores del rendimiento en los motores de explosión). 

 

Por su parte, en el vehículo híbrido (HEV), la introducción de un motor eléctrico, además del convencional, contribuye a la mejora de la eficiencia energética hasta alcanzar niveles del 30%. En el caso del BEV, las estimaciones muestran una eficiencia que alcanza el 77% si la electricidad que carga las baterías del BEV tiene un origen plenamente renovable y un 42% si el mix de generación eléctrica está basado en gas natural. Lógicamente, el PHEV, dado que es una combinación de motor convencional y eléctrico, tendrá una eficiencia mixta entre el 31-49%, según la utilización de los mismos, muy superior a la del vehículo convencional o el híbrido tradicional. Según estas cifras se puede llegar a aprovechar el doble una unidad de energía en un PHEV respecto a un vehículo convencional (Figura 4-3).

Figura 4-3. Análisis de la eficiencia en el “Tanque-ruedas” (ICE, HEV) y “Planta-ruedas” (parte eléctrica del PHEV y BEV).

Fuente: Manitoba Hydro y elaboración propia.

1.6 ¿Cuánto consume un vehículo eléctrico?

La economía del vehículo eléctrico desde un punto de vista prospectivo. A día de hoy, la diferencia de precios de compra entre dos vehículos, presumiblemente iguales, uno convencional y otro eléctrico puro (100% eléctrico) es de aproximadamente15.000 dólares. Este mayor coste tiene un impacto sobre la amortización, que será el mayor coste por kilómetro de este vehículo. Esta estimación considera un coste futuro de la batería de 320 dólares por kWh para el PHEV y de 250 dólares por kWh para el BEV. De esta forma, una reducción de coste de las baterías por debajo de esta estimación contribuiría de forma importante a reforzar la competitividad del eléctrico frente al convencional. 

A continuación, se muestra una comparativa de la eficiencia del motor del vehículo eléctrico con otras tecnologías. El motor eléctrico presenta eficiencias energéticas del orden de 4 veces superiores al de los motores convencionales, lo que incide posteriormente en el coste del combustible. De esta forma, el ahorro energético se acaba transformando en un ahorro económico para el consumidor.

Atendiendo a los números de esta tabla, por cada 100.000 km recorridos se pueden alcanzar ahorros en combustible de entre 7.000 y 10.000 euros con respecto a las tecnologías disponibles más utilizadas.

Figura 4-4. Consumo promedios de distintos combustibles

Considerando unos costes de mantenimiento en el entorno de los incluidos en el informe de McKinsey, se puede observar en la Figura 4-5 que el coste total por kilómetro es muy superior en los vehículos convencionales que en los BEV.

Figura 4-5. Comparativa de costes totales por kilómetro entre un vehículo convencional y un BEV en 2035. 

 Fuente: On the road in 2035 (MIT) y elaboración propia.

De este análisis se desprende una primera conclusión importante y es que, considerando todos los costes de producción y de operación y con las hipótesis utilizadas, el vehículo eléctrico será más económico en el futuro. De este modo, aunque el vehículo eléctrico seguirá teniendo un coste inicial superior, a medida que se vayan recorriendo kilómetros se irá compensando dicho sobrecoste inicial. 

1.7 Impacto sobre las emisiones de CO2.

 

El vehículo eléctrico puede jugar un papel fundamental en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero por dos motivos fundamentalmente:

 

  • El vehículo eléctrico al ser más eficiente tiene una menor intensidad de emisiones.

 

  • La electricidad es mucho menos intensiva en emisiones que los derivados del petróleo (sobre todo en España que cuenta con un mix diversificado y con un peso muy importante de energías renovables y de gas natural, el combustible fósil con emisiones más reducidas). 

 

Realizando un cálculo sencillo, se puede verificar cómo el vehículo eléctrico y uno convencional crean una gran diferencia en cuanto a emisiones de CO2 se refiere. Para ello, se parte de los siguientes valores medios:

 

  • El consumo medio de los vehículos eléctricos actualmente es de 14 kWh/100km.

 

  • Las emisiones medias del mix de generación eléctrico español es de 0,234 kgCO2/kWh.

 

  • El consumo de un vehículo diésel es de 5l/100km aproximadamente.

 

  • Las emisiones producidas por un litro consumido de diésel son de 2,67 kgCO2/l.

 

Teniendo en cuenta estos datos, los valores de emisiones del vehículo convencional frente a los valores del vehículo eléctrico puro por cada 100 km son de 13,3 KgCO2 y 3,3 KgCO2, respectivamente, como se puede observar gráficamente en la Figura 4-6. Esto demuestra cómo los vehículos eléctricos aportan una solución real para la reducción de emisiones de CO2 en el sector del transporte.

Figura 4-6. Emisiones de CO2 de un vehículo convencional vs. un vehículo eléctrico puro.

Fuente: Elaboración propia

1.7 Impacto sobre las emisiones de CO2.

 

El vehículo eléctrico puede jugar un papel fundamental en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero por dos motivos fundamentalmente:

 

  • El vehículo eléctrico al ser más eficiente tiene una menor intensidad de emisiones.

 

  • La electricidad es mucho menos intensiva en emisiones que los derivados del petróleo (sobre todo en España que cuenta con un mix diversificado y con un peso muy importante de energías renovables y de gas natural, el combustible fósil con emisiones más reducidas). 

 

Realizando un cálculo sencillo, se puede verificar cómo el vehículo eléctrico y uno convencional crean una gran diferencia en cuanto a emisiones de CO2 se refiere. Para ello, se parte de los siguientes valores medios:

 

  • El consumo medio de los vehículos eléctricos actualmente es de 14 kWh/100km.

 

  • Las emisiones medias del mix de generación eléctrico español es de 0,234 kgCO2/kWh.

 

  • El consumo de un vehículo diésel es de 5l/100km aproximadamente.

 

  • Las emisiones producidas por un litro consumido de diésel son de 2,67 kgCO2/l.

 

Teniendo en cuenta estos datos, los valores de emisiones del vehículo convencional frente a los valores del vehículo eléctrico puro por cada 100 km son de 13,3 KgCO2 y 3,3 KgCO2, respectivamente, como se puede observar gráficamente en la Figura 4-6. Esto demuestra cómo los vehículos eléctricos aportan una solución real para la reducción de emisiones de CO2 en el sector del transporte.

1.8 Cargadores y tipo de recarga

La Unión Europea distingue dos tipologías de infraestructura de recarga por potencia, las que están en rangos hasta 22 kW, que se consideran carga normal, y las que están por encima de 22 kW, que se consideran carga rápida, si bien hay que entender que las velocidades de carga están vinculadas a la capacidad de la batería que se recargue. Estas delimitaciones fueron propuestas cuando las baterías habituales de los vehículos eléctricos estaban en el entorno de los 16 a 24 kWh. Sin embargo, las baterías actuales están en medias en torno a los 30/40 kWh y se prevé que, de forma generalizada, esos rangos se eleven hasta los 100 kWh. 

Por lo general, carga rápida se entiende como aquella que consume un tiempo entre 15 y 20 minutos para recargar hasta el 80% de la batería, mientras que la carga ultrarrápida reduce esos tiempos a entre 5 y 10 minutos al ofrecer potencias entre los 100 y los 350 kW, si bien en la actualidad, pocos coches pueden recargar en esas potencias, aunque si los autobuses. Entre la carga normal y la rápida, existe un concepto de carga semirrápida a 22 kW (en corriente alterna).

La recarga vinculada es la que se realiza en el hogar y/o en el lugar de trabajo y se denomina así porque suele estar vinculada a un determinado vehículo, siendo la que se utiliza habitualmente para más del 90% de las necesidades. Este tipo de cargadores suelen tener una potencia máxima de 7,4 kW porque la rutina de recarga se realiza cuando el vehículo permanece varias horas estacionado y, por tanto, no prima la velocidad de la carga, sino que ésta sea con criterios de eficiencia energética y atendiendo a las señales de precio del sistema eléctrico. Además, las infraestructuras de recarga domésticas suelen incorporar balanceo de potencia que permite adecuar la intensidad de carga a las necesidades de la vivienda, evitando así que se dispare el Interruptor de Control de Potencia (ICP).

La carga de oportunidad es la que se produce en el sector terciario (hoteles, restaurantes, centros comerciales, etc.) y emplazamientos municipales, y atiende por lo general no a una necesidad puntual o de emergencia por parte del usuario, sino a la opcionalidad de dejar recargando el vehículo mientras se realizan gestiones o se disfruta del tiempo de ocio. Se trata por tanto de una recarga de valor añadido que el propietario de la instalación suele ofrecer como incentivo para atraer a los usuarios de vehículo eléctrico y que hasta ahora no se ha planteado con criterios de facturación, si bien la eliminación de la figura del Gestor de Carga contemplada en el Real Decreto 647/2011, a través del Real Decreto Ley 15/2018, ha liberalizado el mercado hasta el punto de que cualquier empresa puede facturar el kWh consumido en la recarga del vehículo eléctrico. Esta infraestructura de recarga no suele dotarse de una potencia más allá de los 22 kW en corriente alterna.

La carga rápida es la que se realiza en corriente continua en potencias de 50 kW o en corriente alterna a 43 kW. Suele ubicarse en emplazamientos estratégicos tanto urbanos, para dar servicio a flotas como el taxi o la última milla, y vehículos que requieren una recarga de emergencia, y en itinerancia para poder cubrir con un vehículo eléctrico medias y largas distancias de varios cientos de kilómetros. La carga rápida supone un elemento incentivador en la compra de un vehículo eléctrico, ya que los potenciales compradores suelen responder a los estímulos de la ansiedad de autonomía, ante la posibilidad de quedarse sin batería en mitad de un recorrido, lo que desanima la adquisición de este tipo de vehículos. Así, la carga rápida cumple dos funciones definidas, como son la emergencia ante una necesidad de recarga para llegar a destino y la psicológica, como quitamiedos para que los conductores sepan que disponen de infraestructura de recarga, aunque probablemente no la utilicen, ante una eventualidad.

La carga ultra rápida, estará basada en la tecnología estándar del Sistema de Carga Combinada (CCS). La infraestructura prevista evolucionará el estándar técnico de carga de corriente alterna (AC) y continua (DC) existente para los vehículos eléctricos, llegando a un nivel en el que la capacidad de carga rápida en DC se eleva hasta los 350 kW. En un punto de recarga ultra-rápida, que va desde los 150 kW hasta los 350 kW, se puede recargar el 80% de una batería de 40 kWh en un tiempo de entre seis y 13 minutos, para recorrer aproximadamente 270 kilómetro. Con esta infraestructura se da respuesta por los proveedores de servicios de recarga a la nueva generación de vehículos eléctricos de larga autonomía y grandes prestaciones. requiere igual respuesta del proveedor de infraestructura de recarga.

1.9 Infraestructura de recarga eléctrica

En esta sección se realiza un análisis de la actual red de transporte y distribución de energía eléctrica y de su preparación para la implementación de la infraestructura de recarga vehículo eléctrico en la misma, estudiando, cuantificando e indicando las inversiones necesarias en el sistema de transporte y distribución en el periodo temporal de referencia en el estudio (2019-2030), para la instalación de la infraestructura de recarga.

Desde la perspectiva de la cuantificación de inversiones en redes para la implementación del vehículo eléctrico, cabe destacar que estas inversiones sucederán principalmente en las redes de distribución. Las inversiones en redes de transporte se presentan como fundamentales en la citada descarbonización de la economía, pero por la integración de generación renovable centralizada y no tanto por la integración del vehículo eléctrico en el sistema.

Puntos de recarga requeridos dependiendo de la penetración del vehículo eléctrico

Dado que la recomendación genérica de un cargador público por cada 10 vehículos en zonas urbanas ha quedado desfasada al plantearse para tecnologías de vehículos de 2014 (sin posibilidad de recarga rápida/ultra rápida en DC) es necesario un replanteamiento de los criterios de despliegue. 

Un ejemplo de los criterios que podrían aplicar para el despliegue de infraestructura de recarga pública sería la tabla incluida a continuación. Según lo estimado, esta red de recarga daría una cobertura que cubriría las necesidades de la flota hasta al menos 2027, lo que resolvería las necesidades de corto plazo. Al final los criterios de la tabla a continuación aplican de forma distinta en función de la densidad del núcleo urbano y del tráfico de las carreteras. 

Criterios de despliegue Urbano
Criterio

Cobertura

Áreas densamente urbanizadas: 1 PR de al menos 50kW cada km2 de zona urbanizada continua con más de 4,000 Puntos de suministro.
Zonas comerciales e industriales:  1 PR de al menos 50kW cada 2 km2 de  zona industrial, comercial  y de recreo con más de 1.000 Puntos de suministro.
Garantizando una distancia máxima entre PR de 15km.
Criterios de despliegue Interurbano
Vías de alta capacidad Criterio Cobertura Una electrolinera de 3 puntos de recarga de 150kW cada 60 km de carretera.
Otras

vías

Criterio Cobertura Garantizando una distancia máxima de 30 km entre PR.
Electrolinera con 1 PR de al menos 50 kW cada 200 km de carretera.
A: Criterio hasta 2022. B: Criterio desde 2022. PR: Punto Recarga.

GAU: Gran Area Urbana ≥50k habitantes. PAU: Pequeña Area Urbana <50k habitantes

Los criterios de cobertura implican un adelanto de las inversiones de lo que se estima aplicando un criterio por demanda. El criterio por demanda se basa en estimar los puntos de recarga (PR) necesarios en función de la flota real estimada y, por lo tanto, no dan una red de cobertura básica porque, en los primeros años de crecimiento del mercado, el volumen esperado de vehículos es pequeño. 

Para calcularlo hay varios métodos, pero en este caso en lugar de aplicar ratios a priori del tipo 1PR:10VE, se han definido los hábitos de recarga en función del tipo y uso de vehículo, obteniendo un número de recargas diarias por punto de recarga, y el % de utilización por punto de recarga para la definición del total de PR necesarios. Los criterios por cobertura adelantan inversiones hasta un punto a partir del cual es la demanda la que dicta las necesidades. A continuación, se muestra el número total de PR para el periodo 2020-2030 a nivel nacional. 

Número de puntos de recarga
2022 2025 2030
Nacional 3.100 6.100 11.500

 

 

1.10 Capacidad del sistema de distribución e inversiones necesarias

La recarga de los vehículos eléctricos se realiza desde la red de distribución eléctrica, que es la red de proximidad a la que se conectan tanto los puntos de recarga de menor potencia, o lentos, como los de potencias superiores, tanto para recarga rápida como super rápida

 

Los primeros efectos de estas recargas, fundamentalmente de la lenta, se verán en las redes de BT y en los centros de transformación. Este impacto se producirá de forma localizada debido a las diferentes velocidades de penetración de la movilidad eléctrica en los distintos ámbitos geográficos y territorios. 

 

En el medio y largo plazo, con escenarios de mayor penetración de vehículo eléctrico, el impacto se irá trasladando también de forma localizada a redes de tensión superior. Esto requiere integrar dentro de la planificación de las redes de distribución criterios asociados al desarrollo del vehículo eléctrico, para poder detectar con antelación donde puede ser necesario realizar actuaciones puntuales. 

 

En todo caso, la red eléctrica está preparada, el sistema eléctrico ha afrontado satisfactoriamente crecimientos de demanda superiores a los esperados para el vehículo eléctrico, y las inversiones esperadas para la implementación de este estarán asociadas a problemas localizados y son limitadas.

 

Las inversiones estimadas por Monitor Deloitte en redes a 2030 derivadas de esta integración supondrán un total de unos 2.700-3.500 millones de euros, incluyendo la suma total de las inversiones a realizar por operadores de redes (1.400 millones de euros) y promotores de infraestructura de recarga (1.400-2.000 millones de euros), esto supone menos del 5% del cómputo de las inversiones estimadas por los operadores de redes a 2030 (aproximadamente 30.000 millones de euros). 

Figura 4-7. Inversiones estimadas para la integración del vehículo eléctrico

Fuente: Monitor Deloitte

Las inversiones por operadores de redes (1.400 millones de euros) se corresponden en su mayoría con el aumento de capacidad de centros de transformación (300 millones) y refuerzos de línea (1.100 millones). Es necesario mencionar que el aumento de potencia de los postes podría conllevar impactos locales en las redes que en algún caso podría llevar a inversiones adicionales en aumento de capacidad de centros de transformación, pero que en cualquier caso no supondría una variación sustancial sobre las estimaciones indicadas de 300 millones sobre el cómputo total de las inversiones necesarias en redes a 2030 (30.000-35.000 millones de euros).

Además de estas inversiones señaladas, es necesaria la inversión en modernización y digitalización de la red de distribución, que por otro lado ya era de prever para conseguir los objetivos de descarbonización, donde aumenta el peso de las renovables, así como una electrificación de la economía (transporte y edificación). 

Desde el punto de vista de la infraestructura de recarga, el tener una red inteligente permitirá una reducción de las inversiones necesarias y la optimización y aprovechamiento máximo de los activos de redes. Esta inversión en modernización y digitalización ascenderá a 20.000 millones de euros y supondrá la partida fundamental de inversiones a 2030.

Desde el punto de vista de los promotores de recarga (despliegue en infraestructuras urbanas y de puntos en corredores), se estima que las inversiones necesarias alcanzarán una horquilla de unos 1.400 a 2.000 millones de euros.

Otras inversiones necesarias

Aparte de las inversiones en red de distribución indicadas es posible otras inversiones de menor rango y puntuales pero que deben ser planificadas en aras de conseguir que sean implementadas eficazmente: 

  • Actuaciones puntuales en acometidas de viviendas.
  • Adaptaciones puntuales de las instalaciones eléctricas interiores de los bloques de viviendas.
  • Posibles actuaciones en acometidas en centros de trabajo por la penetración del vehículo eléctrico, para la carga de estos durante el horario de trabajo.
  • Disposición de espacios adecuados para localizar la recarga en entornos urbanos.

1.11 Retos y oportunidades del despliegue de las infraestructuras de recarga

 

El despliegue de la infraestructura de recarga traerá consigo distintos retos y oportunidades que deberán ser afrontados por los distintos sectores involucrados de forma conjunta, coordinada y en busca de la optimización de tal despliegue. 

Entre las principales oportunidades cabe resaltar:

 

Recarga inteligente

 

La recarga inteligente consiste en aprovechar los momentos en los que la red eléctrica está poco usada y el precio es bajo (p. ej. las madrugadas) para cargar la batería del coche. Ello puede hacerse con sistemas automáticos. 

Figura 4-8. Aplanamiento de la curva de demanda eléctrica 

 

Fuente: REE

El uso de la recarga inteligente, teniendo en cuenta la perspectiva de la red de distribución, y la preparación de la red mediante la tecnología digital necesaria para la implementación de esta será uno de los factores principales para minimizar el aumento de la capacidad de las redes y aprovechar el gran potencial que puede tener el vehículo eléctrico como demanda flexible, especialmente la demanda asociada a recargas lentas vinculadas que se producen durante la noche.

Esta recarga inteligente es una oportunidad desde el punto de vista del cliente (recarga en los momentos del día con costes más bajos), así como desde el punto de vista de las redes (reducción de las inversiones en aumento de centros de transformación y refuerzo de líneas).

Figura 4-9. Efecto sobre la simultaneidad de la recarga inteligente

Fuente: Monitor Deloitte

Según el estudio Smart Charging For Electric Vehicles de IRENA el uso de VE como baterías (V2G- Vehicle to Grid) podría facilitar en particular la integración de una gran parte de la generación solar en la red, almacenando el exceso de generación solar durante el día e inyectándolo en la red cuando la demanda alcanza su punto máximo por la tarde, por ejemplo.

 

Servicios de gestión de demanda

 

Los servicios de gestión de demanda y, en particular, la tecnología V2G (vehicle to grid), son otras de las oportunidades vinculadas al despliegue del vehículo eléctrico. Las baterías pueden ser utilizadas durante las horas que el vehículo está conectado a la red, pero se requerirá del desarrollo de acuerdos comerciales que beneficien al usuario por el uso de tales baterías.

 

Salvo casos especiales, la mayoría del tiempo los vehículos están parados (hay cálculos que indican que un 95% de media e incluso los hay que elevan esta cifra). Por lo tanto, con un sistema de carga inteligente y la posibilidad de descargar unos pocos kWh desde los vehículos, se abre la posibilidad de interaccionar con el sistema bien a nivel estrictamente local (con la micro-red del edificio) o incluso con la totalidad del sistema.

El parque español de vehículos ligeros es de unos 25 millones. Supongamos sólo un 20% de vehículos eléctricos –5 millones- con baterías del orden de 50kWh de los que sólo se van a usar de intercambio 10kWh para eliminar de forma casi absoluta el desgaste o la disminución de vida por ciclaje. Se dispondría de 50.000 MWh para respaldar renovables o para simple transferencia de energía eléctrica entre horas.

1.Ver informe sintético de indicadores de eficiencia energética en España

2.  Datos obtenidos de Eurostat

3. Considerando todo el ciclo de vida.

4. En la actualidad se hace referencia a tiempos de carga rápida estimados de 30 minutos (AIE). Sin embargo, esta duración todavía parece poco operativa para un consumidor convencional. La implantación masiva de este tipo de vehículos requerirá una reducción considerable en este tiempo de carga. 

5. Se ha supuesto una vida útil de 15 años y recorrido anual de 20.000 kilómetros.

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4.2. La eficiencia energética del vehículo eléctrico

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