Una batería de vehículo eléctrico ( EVB , también conocida como batería de tracción ) es una batería recargable que se utiliza para alimentar los motores eléctricos de un vehículo eléctrico de batería (BEV) o de un vehículo eléctrico híbrido (HEV).
Las baterías de vehículos eléctricos se diferencian de las baterías de arranque, iluminación y encendido (SLI) porque suelen ser baterías de iones de litio diseñadas para una alta relación potencia-peso y densidad de energía . Son deseables baterías más pequeñas y ligeras porque reducen el peso del vehículo y, por tanto, mejoran su rendimiento. En comparación con los combustibles líquidos, la mayoría de las tecnologías de baterías actuales tienen una energía específica mucho menor, y esto a menudo afecta la autonomía máxima de los vehículos totalmente eléctricos. A diferencia de las químicas de baterías anteriores, en particular las de níquel-cadmio , las baterías de iones de litio se pueden descargar y recargar diariamente y en cualquier estado de carga. Otros tipos de baterías recargables utilizadas en vehículos eléctricos incluyen plomo-ácido , níquel-cadmio , níquel-hidruro metálico y otras. [1]
La batería constituye una parte importante del coste y del impacto medioambiental de un vehículo eléctrico. El crecimiento de la industria ha generado interés en asegurar cadenas de suministro de baterías éticas , lo que presenta muchos desafíos y se ha convertido en una cuestión geopolítica importante. En diciembre de 2019 [actualizar], el costo de las baterías de los vehículos eléctricos ha caído un 87% desde 2010 por kilovatio-hora. [2] A partir de 2018, están disponibles vehículos con más de 400 km (250 mi) de autonomía totalmente eléctrica, como el Tesla Model S. [3]
El precio de la electricidad para hacer funcionar un vehículo eléctrico es una pequeña fracción del costo del combustible para motores de combustión interna equivalentes, lo que refleja una mayor eficiencia energética .
Las baterías de plomo-ácido inundadas son las baterías para vehículos más antiguas, más baratas y, en el pasado, más comunes disponibles. Hay dos tipos principales de baterías de plomo-ácido: baterías de arranque de motores de automóviles y baterías de ciclo profundo . Las baterías de arranque de motores de automóviles están diseñadas para utilizar un pequeño porcentaje de su capacidad para proporcionar altas velocidades de carga para arrancar el motor, mientras que las baterías de ciclo profundo se utilizan para proporcionar electricidad continua para hacer funcionar vehículos eléctricos como montacargas o carritos de golf. Las baterías de ciclo profundo también se utilizan como baterías auxiliares en vehículos recreativos, pero requieren una carga diferente y en varias etapas. [4] Ninguna batería de plomo ácido debe descargarse por debajo del 50% de su capacidad, ya que acorta la vida útil de la batería. [4] Las baterías inundadas requieren una inspección de los niveles de electrolitos y el reemplazo ocasional de agua, que se desprende durante el ciclo de carga normal.
Anteriormente, la mayoría de los vehículos eléctricos usaban baterías de plomo-ácido debido a su tecnología madura, alta disponibilidad y bajo costo, con la notable excepción de algunos de los primeros BEV, como el Detroit Electric , que usaba una batería de níquel-hierro . Las baterías de plomo de ciclo profundo son caras y tienen una vida útil más corta que el propio vehículo y, por lo general, necesitan ser reemplazadas cada 3 años.
Las baterías de plomo-ácido en aplicaciones de vehículos eléctricos terminan representando una porción significativa (25-50%) de la masa final del vehículo. Como todas las baterías, tienen una energía específica significativamente menor que la de los combustibles derivados del petróleo; en este caso, entre 30 y 50 W⋅h/kg. Si bien la diferencia no es tan extrema como parece a primera vista debido al tren motriz más liviano de un vehículo eléctrico, incluso las mejores baterías tienden a generar masas más altas cuando se aplican a vehículos con una autonomía normal. La eficiencia (70–75%) y la capacidad de almacenamiento de la generación actual de baterías de plomo-ácido de ciclo profundo comunes disminuyen con temperaturas más bajas, y desviar energía para hacer funcionar una bobina de calentamiento reduce la eficiencia y el alcance hasta en un 40%. [ cita necesaria ]
La carga y el funcionamiento de las baterías suelen provocar la emisión de hidrógeno , oxígeno y azufre , que se producen de forma natural y normalmente son inofensivos si se ventilan adecuadamente. Los primeros propietarios de Citicar descubrieron que, si no se ventilaba adecuadamente, se filtraban olores desagradables a azufre en la cabina inmediatamente después de la carga.
Las baterías de plomo-ácido alimentaron los primeros vehículos eléctricos modernos como las versiones originales del EV1 .
Las baterías de hidruro metálico de níquel se consideran ahora una tecnología relativamente madura . [5] Si bien son menos eficientes (60-70%) en la carga y descarga que incluso el plomo-ácido, tienen una energía específica de 30-80 W⋅h/kg, mucho más alta que la del plomo-ácido. Cuando se usan correctamente, las baterías de hidruro metálico de níquel pueden tener una vida útil excepcionalmente larga, como se ha demostrado en su uso en automóviles híbridos y en los vehículos eléctricos NiMH Toyota RAV4 de primera generación que se conservan y que aún funcionan mucho después de 100.000 millas (160.000 km) y más de un año. década de servicio. Las desventajas incluyen la baja eficiencia, la alta autodescarga, los ciclos de carga muy delicados y el bajo rendimiento en climas fríos.
GM Ovonic produjo la batería de NiMH utilizada en la segunda generación del EV-1, y Cobasys fabrica una batería casi idéntica (diez celdas de NiMH de 1,2 V 85 A⋅h en serie en contraste con once celdas de la batería Ovonic). Esto funcionó muy bien en el EV-1. [6] La carga de patentes ha limitado el uso de estas baterías en los últimos años.
La batería de cloruro de sodio y níquel o "Zebra" utiliza una sal de cloroaluminato de sodio (NaAlCl 4 ) fundida como electrolito. La batería Zebra, una tecnología relativamente madura, tiene una energía específica de 120 W⋅h/kg. Dado que la batería debe calentarse para su uso, el clima frío no afecta mucho su funcionamiento, excepto por el aumento de los costos de calefacción. Se han utilizado en varios vehículos eléctricos, como el vehículo comercial Modec . [7] Las baterías Zebra pueden durar unos pocos miles de ciclos de carga y no son tóxicas. Las desventajas de la batería Zebra incluyen una potencia específica deficiente (<300 W/kg) y el requisito de tener que calentar el electrolito a aproximadamente 270 °C (518 °F), lo que desperdicia algo de energía, presenta dificultades en el almacenamiento a largo plazo de carga y es potencialmente un peligro.
Las baterías de iones de litio (y las de polímero de litio, mecánicamente similares), se desarrollaron y comercializaron inicialmente para su uso en computadoras portátiles y electrónica de consumo. Con su alta densidad de energía y su largo ciclo de vida, se han convertido en el tipo de batería líder para uso en vehículos eléctricos. La primera química de iones de litio comercializada fue un cátodo de óxido de litio y cobalto y un ánodo de grafito demostrado por primera vez por N. Godshall en 1979, y por John Goodenough y Akira Yoshino poco después. [8] [9] [10] [11] Las desventajas de las baterías tradicionales de iones de litio incluyen la sensibilidad a la temperatura, el rendimiento energético a bajas temperaturas y la degradación del rendimiento con el tiempo. [12] Debido a la volatilidad de los electrolitos orgánicos, la presencia de óxidos metálicos altamente oxidados y la inestabilidad térmica de la capa SEI del ánodo, las baterías tradicionales de iones de litio representan un riesgo de seguridad contra incendios si se perforan o se cargan incorrectamente. [13] Estas primeras celdas no aceptaban ni suministraban carga cuando hacía mucho frío, por lo que en algunos climas pueden ser necesarios calentadores para calentarlas. La madurez de esta tecnología es moderada. El Tesla Roadster (2008) y otros automóviles producidos por la empresa utilizaron una forma modificada de las tradicionales celdas de "batería de portátil" de iones de litio.
Los vehículos eléctricos recientes están utilizando nuevas variaciones de la química de iones de litio que sacrifican energía y potencia específicas para proporcionar resistencia al fuego, respeto al medio ambiente, carga rápida (en tan solo unos minutos) y una vida útil más larga. Se ha demostrado que estas variantes (fosfatos, titanatos, espinelas, etc.) tienen una vida útil mucho más larga; los tipos A123 que utilizan fosfato de hierro y litio duran al menos más de 10 años y más de 7000 ciclos de carga/descarga, [14] y LG Chem espera que sus baterías de espinela de litio y manganeso duren hasta 40 años. [ cita necesaria ]
Se está trabajando mucho en baterías de iones de litio en el laboratorio. [15] El óxido de litio y vanadio ya se ha introducido en el prototipo Subaru G4e , duplicando la densidad energética. [16] Los nanocables de silicio, [17] [18] las nanopartículas de silicio , [19] y las nanopartículas de estaño [20] [21] prometen varias veces la densidad de energía [ aclaración necesaria ] en el ánodo, mientras que los compuestos [22] [23] y Los cátodos de superred [24] también prometen mejoras significativas en la densidad.
Nuevos datos han demostrado que la exposición al calor y el uso de carga rápida promueven la degradación de las baterías de Li-ion más que el tiempo y el uso real, y que la batería promedio de un vehículo eléctrico conservará el 90% de su capacidad inicial después de seis años y seis meses. de servicio. Por ejemplo, la batería de un Nissan Leaf se degradará dos veces más rápido que la batería de un Tesla, porque el Leaf no tiene un sistema de enfriamiento activo para su batería. [25]
Los coches híbridos no enchufables tienen capacidades de batería de entre 0,65 kW⋅h ( Honda Civic Hybrid 2012 ) y 1,8 kW⋅h ( Toyota Prius 2001 ).
Los coches híbridos enchufables tienen capacidades de batería de entre 4,4 kW⋅h ( Toyota Prius Plug-in Hybrid 2012 ) y 40,6 kW⋅h ( Li Auto One ).
Los coches totalmente eléctricos tienen capacidades de batería de entre 6,0 kW⋅h ( Renault Twizy 2012 ) y 212,7 kW⋅h ( GMC Hummer EV 2022 [26] ).
La cadena de suministro de vehículos eléctricos comprende la extracción y refinación de materias primas y los procesos de fabricación que producen baterías de iones de litio y otros componentes para vehículos eléctricos . La cadena de suministro de baterías de iones de litio es un componente importante de la cadena de suministro general de los vehículos eléctricos, y la batería representa entre el 30% y el 40% del valor del vehículo. [27] El litio, el cobalto , el grafito , el níquel y el manganeso son minerales críticos necesarios para las baterías de los vehículos eléctricos. [28] Existe una demanda en rápido crecimiento de estos materiales debido al crecimiento del mercado de vehículos eléctricos, impulsado en gran medida por la transición propuesta a la energía renovable . Asegurar la cadena de suministro de estos materiales es una cuestión económica mundial importante. [29] El reciclaje y el avance en la tecnología de baterías son estrategias propuestas para reducir la demanda de materias primas. Los problemas de la cadena de suministro podrían crear cuellos de botella, aumentar los costos de los vehículos eléctricos y ralentizar su adopción. [27] [30]
La cadena de suministro de baterías enfrenta muchos desafíos. Los minerales de las baterías suelen viajar 80.000 kilómetros (50.000 millas) desde donde se extraen hasta las instalaciones de fabricación posteriores. [ cita necesaria ] Los depósitos de minerales críticos se concentran en un pequeño número de países, principalmente en el Sur Global . La extracción de estos depósitos presenta peligros para las comunidades cercanas debido a una regulación débil, corrupción y degradación ambiental . Estas comunidades enfrentan violaciones de derechos humanos , problemas de justicia ambiental , problemas de trabajo infantil y legados potencialmente generacionales de contaminación por actividades mineras.
La fabricación de tecnología de baterías está dominada en gran medida por China.
Hay principalmente cuatro etapas durante el ciclo de vida de las baterías de vehículos eléctricos de litio: la fase de materias primas, la fase de fabricación de la batería, la fase de operación y la fase de gestión del final de su vida útil. Como se muestra en el esquema del ciclo de vida de las baterías de vehículos eléctricos, durante la primera etapa, los materiales de tierras raras se extraen en diferentes partes del mundo. Una vez refinados en las fábricas de preprocesamiento, las empresas fabricantes de baterías se hacen cargo de estos materiales y comienzan a producir baterías y a ensamblarlas en paquetes. Estos paquetes de baterías luego se envían a empresas de fabricación de automóviles para su integración en vehículos eléctricos. En la última etapa, si no se implementa una gestión, los materiales valiosos de las baterías podrían desperdiciarse. Una buena fase de gestión del final de la vida intentará cerrar el círculo. Los paquetes de baterías usados se reutilizarán como almacenamiento estacionario o se reciclarán según el estado de salud (SOH) de la batería. [31]
El ciclo de vida de la batería es bastante largo y requiere una estrecha cooperación entre empresas y países. Actualmente, la fase de materias primas y la fase de fabricación y operación de baterías están bien establecidas. La fase de gestión del final de su vida útil tiene dificultades para crecer, especialmente el proceso de reciclaje, principalmente por motivos económicos. Por ejemplo, solo el 6 % de las baterías de iones de litio se recogieron para su reciclaje en 2017-2018 en Australia. [32] Sin embargo, cerrar el círculo es extremadamente importante. No sólo por la escasez prevista de níquel, cobalto y litio en el futuro, sino que también el reciclaje de baterías de vehículos eléctricos tiene el potencial de maximizar el beneficio medioambiental. Xu et al. predijo que en el escenario de desarrollo sostenible, el litio, el cobalto y el níquel alcanzarán o superarán la cantidad de reservas conocidas en el futuro si no se implementa el reciclaje. [33] Ciez y Whitacre descubrieron que mediante el reciclaje de baterías se podrían evitar algunas emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) procedentes de la minería. [34]
Para desarrollar una comprensión más profunda del ciclo de vida de las baterías de vehículos eléctricos, es importante analizar las emisiones asociadas con las diferentes fases. Utilizando celdas cilíndricas NMC como ejemplo, Ciez y Whitacre descubrieron que se emiten alrededor de 9 kg de CO 2 por kg de batería − 1 durante el preprocesamiento de materias primas y la fabricación de baterías en la red eléctrica promedio de EE. UU. La mayor parte de las emisiones provino de la preparación de materiales y representó más del 50% de las emisiones. Si se utiliza una celda de bolsa NMC, la emisión total aumenta a casi 10 kg de CO 2 y kg de batería − 1 , mientras que la fabricación de materiales sigue contribuyendo a más del 50 % de las emisiones. [34] Durante la fase de gestión del final de su vida útil, el proceso de restauración añade pocas emisiones a las emisiones del ciclo de vida. El proceso de reciclaje, por otro lado, como sugieren Ciez y Whitacre, emite una cantidad significativa de GEI. Como se muestra en los gráficos a y c de emisiones de reciclaje de baterías, la emisión del proceso de reciclaje varía con los diferentes procesos de reciclaje, la diferente química y el diferente factor de forma. Por lo tanto, la emisión neta evitada en comparación con no reciclar también varía con estos factores. De un vistazo, como se muestra en los gráficos byd, el proceso de reciclaje directo es el proceso más ideal para reciclar baterías de tipo bolsa, mientras que el proceso hidrometalúrgico es el más adecuado para baterías de tipo cilíndrico. Sin embargo, con las barras de error mostradas, no se puede elegir con confianza el mejor enfoque. Vale la pena señalar que para la química de los fosfatos de hierro y litio (LFP), el beneficio neto es negativo. Debido a que las células LFP carecen de cobalto y níquel, cuya producción es costosa y consumen mucha energía, su extracción es más eficiente energéticamente. En general, además de promover el crecimiento de un solo sector, debería realizarse un esfuerzo más integrado para reducir las emisiones durante el ciclo de vida de las baterías de vehículos eléctricos. Un suministro total finito de tierras raras aparentemente puede justificar la necesidad de reciclarlo. Pero el beneficio ambiental del reciclaje necesita un examen más detenido. Según la tecnología de reciclaje actual, el beneficio neto del reciclaje depende de los factores de forma, la química y el proceso de reciclaje elegido.
Hay principalmente tres etapas durante el proceso de fabricación de baterías para vehículos eléctricos: fabricación de materiales, fabricación de celdas e integración, como se muestra en el gráfico del proceso de fabricación de baterías para vehículos eléctricos en color gris, verde y naranja, respectivamente. Este proceso mostrado no incluye la fabricación de hardware de celda, es decir, carcasas y colectores de corriente. Durante el proceso de fabricación de materiales, primero se mezclan el material activo, los aditivos de conductividad, el aglutinante polimérico y el disolvente. Después de esto, se recubren sobre los colectores de corriente listos para el proceso de secado. Durante esta etapa, los métodos para fabricar materiales activos dependen del electrodo y de la química. Para el cátodo, dos de las sustancias químicas más populares son los óxidos de metales de transición, es decir, los óxidos de litio, níquel, manganeso y cobalto (Li-NMC) y los fosfatos de litio metálico, es decir, los fosfatos de litio y hierro (LFP). Para el ánodo, la química más popular actualmente es el grafito. Sin embargo, recientemente muchas empresas han comenzado a fabricar ánodos mixtos de Si (Sila Nanotech, ProLogium ) y ánodos de metal Li (Cuberg, Solid Power). En general, para la producción de materiales activos, existen tres pasos: preparación de materiales, procesamiento de materiales y refinamiento. Schmuch et al. discutimos la fabricación de materiales con mayor detalle. [35]
En la etapa de fabricación de la celda, el electrodo preparado se procesará hasta darle la forma deseada para envasarlo en formato cilíndrico, rectangular o de bolsa. Luego, después de llenar los electrolitos y sellar las celdas, las celdas de la batería se ciclan cuidadosamente para formar SEI que protege el ánodo. Luego, estas baterías se ensamblan en paquetes listos para la integración en el vehículo. Kwade et al. Analice el proceso general de fabricación de baterías con mayor detalle.
Cuando un paquete de baterías de vehículos eléctricos se degrada entre un 70 % y un 80 % de su capacidad original, se considera que llega al final de su vida útil. Uno de los métodos de gestión de residuos es la reutilización del paquete. Al reutilizar el paquete para almacenamiento estacionario, se puede extraer más valor del paquete de baterías y al mismo tiempo reducir el impacto del ciclo de vida por kWh. Sin embargo, lograr que la batería tenga una segunda vida útil no es fácil. Varios desafíos están obstaculizando el desarrollo de la industria del reacondicionamiento de baterías.
En primer lugar, durante el funcionamiento del vehículo eléctrico se produce una degradación desigual y no deseada de la batería. Cada celda de la batería podría degradarse de manera diferente durante el funcionamiento. Actualmente, la información del estado de salud (SOH) de un sistema de gestión de baterías (BMS) se puede extraer a nivel de paquete. Obtener información sobre el estado de salud de la célula requiere BMS de próxima generación. Además, debido a que muchos factores podrían contribuir al bajo SOH al final de su vida útil, como la temperatura durante el funcionamiento, el patrón de carga/descarga y la degradación del calendario, el mecanismo de degradación podría ser diferente. Por lo tanto, conocer el SOH no es suficiente para garantizar la calidad del paquete reacondicionado. Para resolver este desafío, los ingenieros pueden mitigar la degradación diseñando el sistema de gestión térmica de próxima generación. Para comprender completamente la degradación dentro de la batería, los métodos computacionales, incluido el método del primer principio, el modelo basado en la física y el método basado en el aprendizaje automático, deben trabajar juntos para identificar los diferentes modos de degradación y cuantificar el nivel de degradación después de operaciones severas. Por último, se deben utilizar herramientas de características de baterías más eficientes, por ejemplo, la espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS), para garantizar la calidad del paquete de baterías. [36] [37]
En segundo lugar, desmontar módulos y celdas es costoso y requiere mucho tiempo. Siguiendo el último punto, el primer paso es realizar pruebas para determinar el SOH restante de los módulos de batería. Esta operación podría variar para cada sistema retirado. A continuación, el módulo debe estar completamente descargado. Luego, el paquete debe desmontarse y reconfigurarse para cumplir con los requisitos de potencia y energía de la aplicación de segunda vida. Es importante tener en cuenta que se requieren trabajadores calificados y herramientas especializadas para desmontar las baterías de los vehículos eléctricos, de alto peso y alto voltaje. Además de las soluciones comentadas en el apartado anterior, una empresa de renovación puede vender o reutilizar la energía descargada del módulo para reducir el coste de este proceso. Para acelerar el proceso de desmontaje, ha habido varios intentos de incorporar robots en este proceso. En este caso, los robots pueden realizar tareas más peligrosas aumentando la seguridad del proceso de desmantelamiento. [36] [38]
En tercer lugar, la tecnología de las baterías no es transparente y carece de estándares. Dado que el desarrollo de baterías es la parte central de los vehículos eléctricos, al fabricante le resulta difícil etiquetar la química exacta del cátodo, el ánodo y los electrolitos en el paquete. Además, la capacidad y el diseño de las celdas y paquetes cambian anualmente. La empresa de restauración debe trabajar estrechamente con el fabricante para tener una actualización oportuna de esta información. Por otro lado, el gobierno puede establecer normas de etiquetado. [36]
Por último, el proceso de restauración añade coste a las baterías usadas. Desde 2010, los costos de la batería han disminuido en más del 85%, lo que es significativamente más rápido de lo previsto. Debido al costo adicional de la restauración, la unidad reacondicionada puede resultar menos atractiva para el mercado que las baterías nuevas. [36]
No obstante, ha habido varios éxitos en la aplicación de segunda vida, como se muestra en los ejemplos de proyectos de almacenamiento que utilizan baterías de vehículos eléctricos de segunda vida. Se utilizan en aplicaciones de almacenamiento estacionario menos exigentes como reducción de picos o almacenamiento adicional para fuentes de generación renovables. [36]
Aunque la vida útil de la batería se puede ampliar habilitando una aplicación de segunda vida, en última instancia, las baterías de los vehículos eléctricos deben reciclarse. Actualmente, la reciclabilidad no es una consideración de diseño importante para los fabricantes de baterías, y en 2019 solo se reciclaron el 5% de las baterías de vehículos eléctricos. [39] Las tecnologías BEV carecen de un marco de reciclaje establecido en muchos países, lo que hace que el uso de BEV y otros equipos eléctricos operados por baterías constituya un gran gasto de energía y, en última instancia, aumenta las emisiones de CO 2 , especialmente en países que carecen de recursos de energía renovable. [40] Actualmente, existen cinco tipos de procesos de reciclaje: recuperación pirometalúrgica, separación física de materiales, recuperación hidrometalúrgica de metales, método de reciclaje directo y recuperación biológica de metales. Los procesos más utilizados son los tres primeros procesos enumerados, como se muestra en los ejemplos de las instalaciones actuales de reciclaje de baterías de iones de litio. Los dos últimos métodos aún se encuentran a escala de laboratorio o piloto; sin embargo, potencialmente pueden evitar la mayor cantidad de emisiones provenientes de la minería.
El proceso pirometalúrgico implica quemar los materiales de la batería con escoria, piedra caliza, arena y coque para producir una aleación de metal mediante un horno de alta temperatura. Los materiales resultantes son una aleación metálica, escoria y gases. Los gases se componen de moléculas que se evaporan del electrolito y de los componentes aglutinantes. La aleación de metal se puede separar mediante procesos hidrometalúrgicos en los materiales constituyentes. La escoria, que es una mezcla de metales como aluminio, manganeso y litio, puede recuperarse mediante procesos hidrometalúrgicos o utilizarse en la industria del cemento. Este proceso es muy versátil y relativamente seguro. Como no es necesario realizar una clasificación previa, puede funcionar con una amplia variedad de baterías. Además, debido a que se quema toda la celda, el metal de los colectores de corriente podría ayudar al proceso de fundición y, debido a la reacción exotérmica de la quema de electrolitos y plásticos, también se puede reducir el consumo de energía. Sin embargo, este proceso todavía requiere un consumo de energía relativamente mayor y sólo se puede recuperar una cantidad limitada de materiales. Separación física de materiales recuperados mediante trituración mecánica y aprovechamiento de las propiedades físicas de diferentes componentes como tamaño de partícula, densidad, ferromagnetismo e hidrofobicidad. Las carcasas de cobre, aluminio y acero se pueden recuperar mediante clasificación. El resto de materiales, denominados "masa negra", que está compuesto por níquel, cobalto, litio y manganeso, necesitan un tratamiento secundario para recuperarse. Para el proceso hidrometalúrgico, los materiales del cátodo deben triturarse para eliminar el colector de corriente. Luego, los materiales catódicos se lixivian mediante soluciones acuosas para extraer los metales deseados de los materiales catódicos. El reciclaje directo de cátodo, como sugiere el nombre, extrae los materiales directamente, produciendo una potencia catódica que está lista para usarse como nuevo material catódico prístino. Este proceso consiste en extraer el electrolito utilizando CO 2 líquido o supercrítico . Una vez reducido el tamaño de los componentes recuperados, se pueden separar los materiales del cátodo. Para la recuperación biológica de metales o biolixiviación, el proceso utiliza microorganismos para digerir los óxidos metálicos de forma selectiva. Luego, los recicladores pueden reducir estos óxidos para producir nanopartículas metálicas. Aunque la biolixiviación se ha utilizado con éxito en la industria minera, este proceso aún es incipiente en la industria del reciclaje y existen muchas oportunidades para futuras investigaciones. [34] [36] [38]
Ha habido muchos esfuerzos en todo el mundo para promover el desarrollo y la implementación de tecnologías de reciclaje. En los EE. UU., las Oficinas de Tecnologías de Vehículos Energéticos (VTO) establecieron dos esfuerzos dirigidos a la innovación y la viabilidad de los procesos de reciclaje. El centro ReCell Lithium Recycling RD reúne a tres universidades y tres laboratorios nacionales para desarrollar tecnologías de reciclaje innovadoras y eficientes. En particular, el método de reciclaje directo de cátodo fue desarrollado por el centro ReCell. Por otro lado, VTO también creó el premio al reciclaje de baterías para incentivar a los empresarios estadounidenses a encontrar soluciones innovadoras para resolver los desafíos actuales. [41]
Se estima que la transición a los vehículos eléctricos requerirá un aumento del 87.000% en el suministro de metales específicos para 2060 que deben extraerse inicialmente, y el reciclaje (ver arriba) cubrirá parte de la demanda en el futuro. [42] Sólo en el Reino Unido, se estima que cambiar 31,5 millones de vehículos de gasolina a eléctricos requeriría "207.900 toneladas de cobalto, 264.600 toneladas de carbonato de litio, 7.200 toneladas de neodimio y disprosio, y 2.362.500 toneladas de cobre", y un gasto mundial El cambio requeriría 40 veces estas cantidades. [43] En 2022, el gobierno de EE. UU. planeó otorgar a los estados de EE. UU. 5 mil millones de dólares durante cinco años para cargadores de vehículos eléctricos. [44] Según el estudio de 2021 de la AIE, los suministros de minerales deben aumentar de 400 kilotones en 2020 a 11.800 kilotones en 2040 para cubrir la demanda de vehículos eléctricos. Este aumento crea una serie de desafíos clave, desde la cadena de suministro (ya que el 60% de la producción se concentra en China) hasta el impacto significativo en el clima y el medio ambiente como resultado de un aumento tan grande en las operaciones mineras. [45]
En 2010, los científicos de la Universidad Técnica de Dinamarca pagaron 10.000 dólares estadounidenses por una batería certificada para vehículos eléctricos con 25 kWh de capacidad (es decir, 400 dólares estadounidenses/kWh), sin reembolsos ni recargos. [48] Dos de cada 15 productores de baterías pudieron proporcionar los documentos técnicos necesarios sobre calidad y seguridad contra incendios. [49] En 2010 se estimó que pasarían como máximo 10 años antes de que el precio de la batería bajara a un tercio. [48]
Según un estudio de 2010, realizado por el Consejo Nacional de Investigación de Estados Unidos , el coste de un paquete de baterías de iones de litio era de unos 1.700 dólares estadounidenses / kWh de energía utilizable, y teniendo en cuenta que un PHEV -10 requiere unos 2,0 kWh y un PHEV-40 unos 8 kWh, el coste de fabricante del paquete de baterías para un PHEV-10 es de unos 3.000 dólares estadounidenses y sube hasta 14.000 dólares estadounidenses para un PHEV-40. [50] [51] El MIT Technology Review estimó que el costo de los paquetes de baterías para automóviles oscilará entre 225 y 500 dólares estadounidenses por kilovatio hora para 2020. [52] Un estudio de 2013 realizado por el Consejo Americano para una Economía Energéticamente Eficiente informó que las baterías Los costos se redujeron de 1.300 dólares EE.UU./kWh en 2007 a 500 dólares EE.UU./kWh en 2012. El Departamento de Energía de EE. UU. ha fijado objetivos de costos para su investigación patrocinada sobre baterías de 300 dólares EE.UU./kWh en 2015 y 125 dólares EE.UU./kWh para 2022. Reducciones de costos mediante Los avances en la tecnología de baterías y los mayores volúmenes de producción permitirán que los vehículos eléctricos enchufables sean más competitivos con los vehículos convencionales con motor de combustión interna. [53] En 2016, el mundo tenía una capacidad de producción de iones de litio de 41,57 GW⋅h. [54]
Los costos reales de las celdas están sujetos a mucho debate y especulación, ya que la mayoría de los fabricantes de vehículos eléctricos se niegan a discutir este tema en detalle. Sin embargo, en octubre de 2015, el fabricante de automóviles GM reveló en su Conferencia Global de Negocios anual que esperaba un precio de 145 dólares estadounidenses /kWh para las celdas de iones de litio a partir de 2016, sustancialmente más bajo que las estimaciones de costos de otros analistas. GM también espera un costo de 100 dólares EE.UU./kWh para finales de 2021. [55]
Según un estudio publicado en febrero de 2016 por Bloomberg New Energy Finance (BNEF), los precios de las baterías cayeron un 65% desde 2010, y un 35% sólo en 2015, hasta alcanzar los 350 dólares /kWh. El estudio concluye que los costos de las baterías están en camino de hacer que los vehículos eléctricos sin subsidios gubernamentales sean tan asequibles como los autos con motor de combustión interna en la mayoría de los países para 2022. BNEF proyecta que para 2040, los autos eléctricos de largo alcance costarán menos de 22.000 dólares estadounidenses expresados en 2016. dólares. BNEF espera que los costes de las baterías de los coches eléctricos estén muy por debajo de los 120 dólares EE.UU./kWh para 2030, y que caigan aún más a partir de entonces a medida que se disponga de nuevas sustancias químicas. [56] [57]
En 2010, el profesor de baterías Poul Norby afirmó que creía que las baterías de litio necesitarán duplicar su energía específica y reducir el precio de 500 dólares estadounidenses (2010) a 100 dólares estadounidenses por kWh de capacidad para tener un impacto en los automóviles de gasolina. [69] Citigroup indica 230 dólares EE.UU./kWh.
La página oficial del Toyota Prius enchufable 2012 declara 21 kilómetros de autonomía y una capacidad de batería de 5,2 kWh con una relación de 4 kilómetros/kWh, mientras que el utilitario Addax (modelo 2015) ya alcanza los 110 kilómetros. (68,5 millas) o una relación de 7,5 kilómetros (4,6 millas)/kWh. [70]
Los coches eléctricos de batería tienen un consumo de energía de entre 2,5 millas (4,0 km)/kWh (85 MPGe ) y 5,0 millas (8,0 km)/kWh (135 MPGe).
El Secretario de Energía de los Estados Unidos, Steven Chu, predijo que los costos de una batería con un alcance de 40 millas caerán de un precio de 12.000 dólares estadounidenses en 2008 a 3.600 dólares estadounidenses en 2015 y a 1.500 dólares estadounidenses en 2020. [71] [72] iones de litio, Li -Las baterías de poli, aluminio-aire y zinc-aire han demostrado energías específicas lo suficientemente altas como para ofrecer autonomía y tiempos de recarga comparables a los de los vehículos convencionales que funcionan con combustibles fósiles.
Los diferentes costos son importantes. Una cuestión es el precio de compra y la otra es el coste total de propiedad. A partir de 2015, los coches eléctricos son más caros de comprar inicialmente, pero más baratos de utilizar y, al menos en algunos casos, el coste total de propiedad puede ser menor. [ cita necesaria ]
Según Kammen et al., 2008 , los nuevos PEV serían rentables para los consumidores si los precios de las baterías disminuyeran de 1.300 dólares EE.UU./kWh a aproximadamente 500 dólares EE.UU./kWh (para que la batería pudiera amortizarse sola). [73]
En 2010, se informó que la batería del Nissan Leaf se produjo a un costo de 18.000 dólares. [74] Los costes de producción iniciales de Nissan en el lanzamiento del Leaf fueron, por tanto, de unos 750 dólares EE.UU. por kilovatio hora (para la batería de 24 kWh). [74]
En 2012, McKinsey Quarterly vinculó los precios de las baterías con los precios de la gasolina sobre la base del costo total de propiedad de un automóvil en cinco años , estimando que 3,50 dólares por galón equivalen a 250 dólares por kWh. [75] En 2017, McKinsey estimó que los automóviles eléctricos serán competitivos con un costo de paquete de baterías de 100 dólares EE.UU./kWh (previsto alrededor de 2030), y espera que los costos de los paquetes sean de 190 dólares EE.UU./kWh para 2020. [76]
En octubre de 2015, el fabricante de automóviles GM reveló en su Conferencia Empresarial Mundial anual que esperaban un precio de 145 dólares estadounidenses por kilovatio hora para las células de iones de litio a partir de 2016. [55]
La paridad de autonomía significa que el vehículo eléctrico tiene la misma autonomía que un vehículo de combustión promedio (500 kilómetros o 310 millas), con baterías de energía específica superior a 1 kWh/kg . [77] Una mayor autonomía significa que los vehículos eléctricos recorrerían más kilómetros sin recarga. Actualmente, las ventas de vehículos eléctricos son menores de lo esperado debido a la ansiedad por la autonomía: incluso con la misma autonomía que un vehículo de combustión total promedio, los compradores deben tener la seguridad de que existen estaciones de carga ampliamente disponibles y compatibles para sus vehículos, que actualmente no son tan comunes como gasolineras. [78]
Funcionarios japoneses y de la Unión Europea están en conversaciones para desarrollar conjuntamente baterías recargables avanzadas para automóviles eléctricos con el fin de ayudar a las naciones a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Desarrollar una batería que pueda alimentar un vehículo eléctrico a 500 kilómetros (310 millas) con una sola carga es factible, dijo el fabricante japonés de baterías GS Yuasa Corp. Sharp Corp y GS Yuasa se encuentran entre los fabricantes japoneses de baterías y celdas de energía solar que pueden beneficiarse de la cooperación. . [79]
Los diseños de paquetes de baterías para vehículos eléctricos (EV) son complejos y varían ampliamente según el fabricante y la aplicación específica. Sin embargo, todos incorporan una combinación de varios sistemas de componentes mecánicos y eléctricos simples que realizan las funciones básicas requeridas del paquete.
Las celdas de batería reales pueden tener diferentes químicas, formas físicas y tamaños según lo prefieran los distintos fabricantes de paquetes. Los paquetes de baterías siempre incorporarán muchas celdas discretas conectadas en serie y en paralelo para lograr los requisitos totales de voltaje y corriente del paquete. Los paquetes de baterías para todos los vehículos eléctricos de propulsión eléctrica pueden contener varios cientos de celdas individuales. Cada celda tiene un voltaje nominal de 3-4 voltios , dependiendo de su composición química.
Para ayudar en la fabricación y el ensamblaje, la gran pila de celdas generalmente se agrupa en pilas más pequeñas llamadas módulos. Varios de estos módulos se colocan en un solo paquete. Dentro de cada módulo, las celdas están soldadas entre sí para completar el camino eléctrico para el flujo de corriente. Los módulos también pueden incorporar mecanismos de enfriamiento, monitores de temperatura y otros dispositivos. Los módulos deben permanecer dentro de un rango de temperatura específico para un rendimiento óptimo. [84] En la mayoría de los casos, los módulos también permiten monitorear el voltaje producido por cada celda de la batería en la pila mediante el uso de un sistema de gestión de batería (BMS). [85]
La pila de celdas de la batería tiene un fusible principal que limita la corriente del paquete en caso de cortocircuito. Se puede quitar un "enchufe de servicio" o una "desconexión de servicio" para dividir la pila de baterías en dos mitades eléctricamente aisladas. Con el enchufe de servicio retirado, los terminales principales expuestos de la batería no presentan ningún peligro eléctrico potencial alto para los técnicos de servicio. [85] [86]
El paquete de baterías también contiene relés o contactores que controlan la distribución de la energía eléctrica del paquete de baterías a los terminales de salida. En la mayoría de los casos, habrá un mínimo de dos relés principales que conectan la pila de celdas de la batería a los principales terminales de salida positivo y negativo del paquete, que luego suministran alta corriente al motor de accionamiento eléctrico. Algunos diseños de paquetes incluyen rutas de corriente alterna para precargar el sistema de transmisión a través de una resistencia de precarga o para alimentar un bus auxiliar que también tendrá sus propios relés de control asociados. Por razones de seguridad, todos estos relés están normalmente abiertos. [85] [86]
El paquete de baterías también contiene una variedad de sensores de temperatura, voltaje y corriente. La recopilación de datos de los sensores del paquete y la activación de los relés del paquete se logran mediante la unidad de monitoreo de batería (BMU) o BMS del paquete. El BMS también es responsable de las comunicaciones con el vehículo fuera del paquete de baterías. [85]
Las baterías de los BEV deben recargarse periódicamente. Los BEV suelen cargarse desde la red eléctrica (en casa o utilizando un punto de recarga en la calle o en una tienda ), que a su vez se genera a partir de una variedad de recursos domésticos, como carbón , hidroelectricidad , energía nuclear , gas natural y otros. La energía doméstica o de red, como los paneles de células solares fotovoltaicas , la eólica o la microhidráulica , también se puede utilizar y promover debido a la preocupación por el calentamiento global .
Con fuentes de alimentación adecuadas, normalmente se logra una buena vida útil de la batería a velocidades de carga que no excedan la mitad de la capacidad de la batería por hora ("0,5 C"), [87] por lo que se necesitan dos o más horas para una carga completa, pero se requiere una carga más rápida. Disponible incluso para baterías de gran capacidad. [88]
El tiempo de carga en casa está limitado por la capacidad del tomacorriente doméstico , a menos que se realicen trabajos de cableado eléctrico especializados. En EE. UU., Canadá, Japón y otros países con electricidad de 120 V, un tomacorriente doméstico normal produce 1,5 kilovatios . En otros países con electricidad de 230 V se pueden entregar entre 7 y 14 kilovatios (230 V monofásico y 400 V trifásico, respectivamente). En Europa, la conexión a la red de 400 V (trifásica 230 V) es cada vez más popular, ya que las casas más nuevas no tienen conexión de gas natural debido a las normas de seguridad de la Unión Europea.
Los coches eléctricos como el Tesla Model S , el Renault Zoe , el BMW i3 , etc. pueden recargar sus baterías al 80 por ciento en estaciones de carga rápida en 30 minutos. [89] [90] [91] [92] Por ejemplo, un Tesla Model 3 de largo alcance que se cargaba en un sobrealimentador Tesla Versión 3 de 250 kW pasó de un estado de carga del 2 % con 6 millas (9,7 km) de alcance a un estado del 80 %. sin carga con 240 millas (390 km) de alcance en 27 minutos, lo que equivale a 520 millas (840 km) por hora. [93]
La energía de carga se puede conectar al automóvil de dos maneras. La primera es una conexión eléctrica directa conocida como acoplamiento conductor . Esto podría ser tan simple como conectar la red eléctrica a un enchufe resistente a la intemperie a través de cables especiales de alta capacidad con conectores para proteger al usuario de altos voltajes . El estándar moderno para la carga de vehículos enchufables es el conector conductor SAE 1772 (IEC 62196 tipo 1) en EE. UU. La ACEA ha elegido el VDE-AR-E 2623-2-2 (IEC 62196 Tipo 2) para su implementación en Europa, lo que, sin pestillo, implica requisitos de energía adicionales innecesarios para el mecanismo de bloqueo. [ cita necesaria ]
El segundo enfoque se conoce como carga inductiva . Se inserta una 'paleta' especial en una ranura del automóvil. La paleta es un devanado de un transformador , mientras que el otro está integrado en el automóvil. Cuando se inserta la paleta, se completa un circuito magnético que proporciona energía a la batería. En un sistema de carga inductiva, [94] un devanado se fija a la parte inferior del coche y el otro permanece en el suelo del garaje. La ventaja del enfoque inductivo es que no hay posibilidad de electrocución ya que no hay conductores expuestos, aunque los enclavamientos, los conectores especiales y los detectores de falla a tierra pueden hacer que el acoplamiento conductor sea casi igual de seguro. La carga inductiva también puede reducir el peso del vehículo, al retirar más componentes de carga. [95] Un defensor de la carga inductiva de Toyota sostuvo en 1998 que las diferencias generales de costos eran mínimas, mientras que un defensor de la carga conductiva de Ford sostuvo que la carga conductiva era más rentable. [95]
En abril de 2020 [actualizar], hay 93.439 ubicaciones y 178.381 estaciones de carga de vehículos eléctricos en todo el mundo. [96]
Aunque hay muchas estaciones de carga en todo el mundo, y el número sigue creciendo, un problema con esto es que un conductor de vehículo eléctrico puede encontrarse en una estación de carga remota con otro vehículo enchufado al único cargador o puede encontrar otro vehículo estacionado. en el único lugar para vehículos eléctricos. Actualmente, ninguna ley prohíbe desconectar el vehículo de otra persona, simplemente se rige por la etiqueta. [78]
La autonomía de un BEV depende de la cantidad y el tipo de baterías utilizadas. El peso y el tipo de vehículo, así como el terreno, la climatología y el rendimiento del conductor también influyen, al igual que en el kilometraje de los vehículos tradicionales . El rendimiento de la conversión de un vehículo eléctrico depende de varios factores, incluida la química de la batería:
La resistencia interna de algunas baterías puede aumentar significativamente a bajas temperaturas [100] , lo que puede provocar una reducción notable en la autonomía del vehículo y en la vida útil de la batería.
Encontrar el equilibrio económico entre autonomía versus rendimiento, capacidad de la batería versus peso y tipo de batería versus costo es un desafío para todos los fabricantes de vehículos eléctricos.
Con un sistema de CA o un sistema de CC avanzado, el frenado regenerativo puede ampliar el alcance hasta en un 50 % en condiciones de tráfico extremas sin detenerse por completo. Por lo demás, la autonomía se amplía entre un 10 y un 15% en ciudad y sólo de forma insignificante en carretera, dependiendo del terreno. [ cita necesaria ]
Los BEV (incluidos autobuses y camiones) también pueden utilizar remolques de grupos electrógenos y remolques empujadores para ampliar su alcance cuando lo deseen sin el peso adicional durante el uso normal de corto alcance. Los remolques cesta descargados se pueden sustituir en el camino por otros recargados. Si se alquila, los costes de mantenimiento se pueden aplazar a la agencia.
Algunos BEV pueden convertirse en vehículos híbridos dependiendo del tipo de energía y tren motriz del remolque y del automóvil.
La capacidad de la batería auxiliar transportada en remolques puede aumentar la autonomía general del vehículo, pero también aumenta la pérdida de potencia derivada de la resistencia aerodinámica , aumenta los efectos de transferencia de peso y reduce la capacidad de tracción .
Una alternativa a la recarga es cambiar las baterías agotadas o casi agotadas (o módulos extensores de autonomía de la batería ) por baterías completamente cargadas. Esto se llama cambio de batería y se realiza en estaciones de intercambio . [101]
Las características de las estaciones de intercambio incluyen: [102]
Las preocupaciones sobre las estaciones de intercambio incluyen:
Las baterías de flujo de zinc-bromo se pueden recargar usando un líquido, en lugar de recargarlas mediante conectores, lo que ahorra tiempo.
La red inteligente permite a los BEV suministrar energía a la red en cualquier momento, especialmente:
Las cuestiones de seguridad de los vehículos eléctricos de batería se tratan en gran medida en la norma internacional ISO 6469. Esta norma se divide en tres partes:
Los bomberos y el personal de rescate reciben capacitación especial para lidiar con los voltajes y sustancias químicas más altos que se encuentran en accidentes de vehículos eléctricos e híbridos. Si bien los accidentes de BEV pueden presentar problemas inusuales, como incendios y humos resultantes de la descarga rápida de la batería, muchos expertos coinciden en que las baterías de BEV son seguras en vehículos disponibles comercialmente y en colisiones traseras, y son más seguras que los automóviles propulsados por gasolina con tanques de gasolina traseros. . [105]
Por lo general, las pruebas de rendimiento de la batería incluyen la determinación de:
Las pruebas de rendimiento simulan los ciclos de conducción de los trenes de transmisión de vehículos eléctricos de batería (BEV), vehículos eléctricos híbridos (HEV) y vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEV) según las especificaciones requeridas de los fabricantes de automóviles ( OEM ). Durante estos ciclos de conducción, se puede realizar un enfriamiento controlado de la batería, simulando las condiciones térmicas del coche.
Además, las cámaras climáticas controlan las condiciones ambientales durante las pruebas y permiten la simulación de todo el rango de temperatura y las condiciones climáticas del automóvil. [ cita necesaria ]
Las patentes pueden utilizarse para impedir el desarrollo o la implementación de tecnología de baterías. Por ejemplo, las patentes relevantes para el uso de celdas de hidruro metálico de níquel en automóviles estaban en manos de una filial de Chevron Corporation , una compañía petrolera, que mantenía poder de veto sobre cualquier venta o concesión de licencias de tecnología NiMH. [106] [107]
A partir de diciembre de 2019, está previsto invertir miles de millones de euros en investigación en todo el mundo para mejorar las baterías. [108] [109]
Los investigadores han propuesto algunas consideraciones de diseño para cargadores BEV sin contacto. Los sistemas de transferencia de energía acoplados inductivamente (ICPT) están diseñados para transferir energía de manera eficiente desde una fuente primaria (estación de carga) a una o más fuentes secundarias (BEV) sin contacto mediante acoplamiento magnético. [110]
Europa tiene planes de realizar grandes inversiones en el desarrollo y la producción de baterías para vehículos eléctricos, e Indonesia también pretende producir baterías para vehículos eléctricos en 2023, invitando a la empresa china de baterías GEM y a Contemporary Amperex Technology Ltd a invertir en Indonesia. [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118]
Los condensadores eléctricos de doble capa (o "ultracondensadores") se utilizan en algunos vehículos eléctricos, como el prototipo conceptual de AFS Trinity, para almacenar energía rápidamente disponible con su alta potencia específica, con el fin de mantener las baterías dentro de límites seguros de calentamiento resistivo y extender su vida útil. . [119] [120]
Dado que los ultracondensadores disponibles comercialmente tienen una energía específica baja, ningún coche eléctrico de producción utiliza ultracondensadores exclusivamente.
En enero de 2020, Elon Musk , director ejecutivo de Tesla , afirmó que los avances en la tecnología de baterías de iones de litio han hecho que los ultracondensadores sean innecesarios para los vehículos eléctricos. [121]
Existen varios tipos de medidas políticas para hacer que los BEV sean más deseables. Los incentivos basados en la compra incluyen una devolución de impuestos o un subsidio al comprar o registrar un BEV moderno. Las medidas políticas basadas en el uso incluyen proporcionar una exención del cobro por congestión para los usuarios de BEV, permitir que los usuarios de BEV utilicen carriles bus o dar estacionamiento gratuito a los BEV. Estos pueden clasificarse en incentivos de políticas locales y globales. Los incentivos locales, incluidas las exenciones de cargos por congestión o el estacionamiento gratuito de vehículos eléctricos en una ciudad, solo influyen en aquellos ubicados en esta área específica. Los incentivos de políticas globales, incluidos subsidios o devoluciones de impuestos nacionales, se aplican a cualquier persona en un país. [122]
En 2009, el presidente Barack Obama anunció 48 nuevos proyectos avanzados de baterías y propulsión eléctrica que recibirían 2.400 millones de dólares de financiación en virtud de la Ley Estadounidense de Recuperación y Reinversión . El gobierno afirmó que estos proyectos acelerarían el desarrollo de la capacidad de fabricación estadounidense de baterías y componentes de propulsión eléctrica, así como el despliegue de vehículos de propulsión eléctrica, ayudando a establecer el liderazgo estadounidense en la creación de la próxima generación de vehículos avanzados. [123] El anuncio marcó la mayor inversión en tecnología avanzada de baterías para vehículos híbridos y eléctricos jamás realizada. Los funcionarios de la industria esperaban que esta inversión de 2.400 millones de dólares, junto con otros 2.400 millones de dólares en costos compartidos por parte de los ganadores del premio, resultaría directamente en la creación de decenas de miles de empleos manufactureros en las industrias de baterías y automóviles de Estados Unidos. Los premios cubren 1.500 millones de dólares en subvenciones a fabricantes con sede en Estados Unidos para producir baterías y sus componentes y ampliar la capacidad de reciclaje de baterías.
El 2 de mayo de 2022, el presidente Biden anunció que la administración iniciará un plan de 3160 millones de dólares para impulsar la fabricación nacional y el reciclaje de baterías, en un esfuerzo mayor por hacer que el país pase de los automóviles a gasolina a los vehículos eléctricos. El objetivo de la administración Biden es que la mitad de la producción de automóviles de Estados Unidos sea eléctrica para 2030. [131]
La Ley de Reducción de la Inflación , aprobada el 16 de agosto de 2022, tenía como objetivo incentivar la fabricación de energía limpia con un crédito fiscal al consumidor de 7.500 dólares para vehículos eléctricos con baterías fabricadas en Estados Unidos y subsidios para plantas de vehículos eléctricos. En octubre de 2022, se habían anunciado miles de millones de dólares en inversiones para más de dos docenas de plantas de baterías en EE. UU., lo que llevó a algunos comentaristas a apodar al Medio Oeste como el "cinturón de baterías". [132] [133]
Noruega se ha convertido en un ejemplo destacado de promoción de BEV. La cuota de mercado de BEV es la más alta del mundo en Noruega, la razón principal son los fuertes incentivos para promover la compra y propiedad de BEV. Noruega tiene un paquete de incentivos para los BEV que a menudo equivale o incluso hace que la compra de un BEV sea más barata que la de un vehículo con motor de combustión interna (ICEV). Además de los incentivos en el precio de compra, también existen incentivos que hacen que los BEV sean más rentables y convenientes en el uso diario. Las políticas de incentivos tienen un claro éxito a la hora de aumentar las ventas de BEV en Noruega, lo que las convierte en un gran caso del que aprender para otros países que quieran ir en la misma dirección. [134]
{{cite journal}}: |last=tiene nombre genérico ( ayuda ) ; El diario de citas requiere |journal=( ayuda )Las baterías actuales de Tesla cuestan entre 200 y 300 dólares por kilovatio hora.
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