Un vehículo eléctrico ( EV ) es un vehículo que utiliza uno o más motores eléctricos para su propulsión . Puede alimentarse mediante un sistema colector , con electricidad de fuentes extravehiculares, o puede alimentarse de forma autónoma mediante una batería o convirtiendo el combustible en electricidad mediante un generador o pilas de combustible . [1] Los vehículos eléctricos incluyen vehículos de carretera y ferroviarios , embarcaciones eléctricas y embarcaciones submarinas , aviones eléctricos y naves espaciales eléctricas .
Los primeros vehículos eléctricos surgieron por primera vez a finales del siglo XIX, cuando la Segunda Revolución Industrial trajo consigo la electrificación . El uso de electricidad estaba entre los métodos preferidos para la propulsión de vehículos de motor, ya que proporciona un nivel de silencio, comodidad y facilidad de operación que no podían lograr los automóviles con motor de gasolina de la época, pero generaba ansiedad debido al limitado almacenamiento de energía que ofrecían los automóviles contemporáneos. Las tecnologías de baterías obstaculizaron cualquier adopción masiva de vehículos eléctricos privados a lo largo del siglo XX. Los motores de combustión interna (tanto de gasolina como diésel ) fueron los mecanismos de propulsión dominantes para automóviles y camiones durante aproximadamente 100 años, pero la locomoción propulsada por electricidad siguió siendo común en otros tipos de vehículos, como los vehículos de transporte público impulsados por líneas aéreas , como trenes eléctricos y tranvías. , monorraíles y trolebuses , así como varios vehículos personales pequeños, de baja velocidad y de corto alcance que funcionan con baterías, como scooters de movilidad .
Los vehículos eléctricos híbridos , en los que se utilizan motores eléctricos como propulsión complementaria a los motores de combustión interna, se generalizaron a finales de los años 1990. Los vehículos eléctricos híbridos enchufables , en los que los motores eléctricos pueden utilizarse como propulsión predominante en lugar de como complemento, no experimentaron ninguna producción en masa hasta finales de la década de 2000, y los coches eléctricos de batería no se convirtieron en opciones prácticas para el mercado de consumo hasta la década de 2010.
Los avances en baterías, motores eléctricos y electrónica de potencia han hecho que los coches eléctricos sean más viables que durante el siglo XX. Como medio para reducir las emisiones de dióxido de carbono y otros contaminantes del tubo de escape, y para reducir el uso de combustibles fósiles, en muchas áreas existen incentivos gubernamentales para promover la adopción de automóviles y camiones eléctricos.
La energía motriz eléctrica comenzó en 1827, cuando el sacerdote húngaro Ányos Jedlik construyó el primer motor eléctrico tosco pero viable; al año siguiente lo utilizó para impulsar un modelo de coche pequeño. [2] En 1835, el profesor Sibrandus Stratingh de la Universidad de Groningen , en los Países Bajos , construyó un automóvil eléctrico a pequeña escala, y en algún momento entre 1832 y 1839, Robert Anderson de Escocia inventó el primer carro eléctrico tosco, propulsado por baterías no recargables. células primarias . [3] El herrero e inventor estadounidense Thomas Davenport construyó una locomotora eléctrica de juguete, impulsada por un motor eléctrico primitivo, en 1835. En 1838, un escocés llamado Robert Davidson construyó una locomotora eléctrica que alcanzaba una velocidad de cuatro millas por hora (6 km/h). h). En Inglaterra, se concedió una patente en 1840 para el uso de rieles como conductores de corriente eléctrica, y en 1847 se concedieron patentes estadounidenses similares a Lilley y Colten .
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Los primeros vehículos eléctricos producidos en masa aparecieron en Estados Unidos a principios del siglo XX. En 1902, Studebaker Automobile Company entró en el negocio de la automoción con vehículos eléctricos, aunque también entró en el mercado de vehículos de gasolina en 1904. Sin embargo, con la llegada de los coches de cadena de montaje baratos de Ford Motor Company , la popularidad de los coches eléctricos disminuyó significativamente. [5]
Debido a la falta de redes eléctricas [6] y las limitaciones de las baterías de almacenamiento en ese momento, los coches eléctricos no ganaron mucha popularidad; sin embargo, los trenes eléctricos ganaron una inmensa popularidad debido a sus economías y velocidades alcanzables. En el siglo XX, el transporte ferroviario eléctrico se volvió algo común debido a los avances en el desarrollo de las locomotoras eléctricas . Con el tiempo, su uso comercial de uso general se redujo a funciones especializadas como camiones de plataforma , carretillas elevadoras , ambulancias, [7] tractores de remolque y vehículos de reparto urbanos, como el icónico flotador de leche británico . Durante la mayor parte del siglo XX, el Reino Unido fue el mayor usuario de vehículos eléctricos de carretera del mundo. [8]
Para el transporte de carbón se utilizaban trenes electrificados, ya que los motores no utilizaban el valioso oxígeno de las minas. La falta de recursos fósiles naturales de Suiza obligó a la rápida electrificación de su red ferroviaria . Edison prefirió una de las primeras baterías recargables , la batería de níquel-hierro , para su uso en automóviles eléctricos.
Los vehículos eléctricos estuvieron entre los primeros automóviles y, antes de la preeminencia de los motores de combustión interna (ICE) ligeros y potentes, los automóviles eléctricos ostentaban muchos récords de velocidad y distancia en tierra a principios del siglo XX. Fueron producidos por Baker Electric , Columbia Electric , Detroit Electric y otros, y en un momento de la historia se vendieron más que los vehículos propulsados por gasolina. En 1900, el 28 por ciento de los automóviles que circulaban por las carreteras de Estados Unidos eran eléctricos. Los vehículos eléctricos eran tan populares que incluso el presidente Woodrow Wilson y sus agentes del servicio secreto recorrieron Washington, DC, en su Milburn Electrics, que cubría entre 60 y 70 millas (100 a 110 km) por carga. [9]
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La mayoría de los productores de turismos optaron por los de gasolina en la primera década del siglo XX, pero los camiones eléctricos eran un nicho establecido hasta bien entrada la década de 1920. [10] [11] [6] Una serie de acontecimientos contribuyeron a una disminución de la popularidad de los coches eléctricos. [12] La mejora de la infraestructura vial requería una autonomía mayor que la ofrecida por los automóviles eléctricos, y el descubrimiento de grandes reservas de petróleo en Texas, Oklahoma y California condujo a una amplia disponibilidad de gasolina asequible, lo que hizo que los automóviles propulsados por combustión interna fueran más baratos que operar a largas distancias. [13] Los vehículos eléctricos no rara vez se comercializaban como automóviles de lujo para mujeres, lo que puede haber sido un estigma entre los consumidores masculinos. [14] Además, los automóviles propulsados por combustión interna se volvieron cada vez más fáciles de operar gracias a la invención del arranque eléctrico por Charles Kettering en 1912, [15] que eliminó la necesidad de una manivela para arrancar un motor de gasolina y el ruido emitido. Los coches ICE se hicieron más llevaderos gracias al uso del silenciador , que Hiram Percy Maxim había inventado en 1897. A medida que se mejoraron las carreteras fuera de las zonas urbanas, la autonomía de los vehículos eléctricos no pudo competir con los ICE. Finalmente, el inicio de la producción en masa de vehículos propulsados por gasolina por parte de Henry Ford en 1913 redujo significativamente el costo de los automóviles de gasolina en comparación con los eléctricos. [dieciséis]
En la década de 1930, National City Lines , que era una sociedad de General Motors , Firestone y Standard Oil de California, compró muchas redes de tranvías eléctricos en todo el país para desmantelarlas y reemplazarlas con autobuses GM. La sociedad fue condenada por conspiración para monopolizar la venta de equipos y suministros a sus filiales, pero fue absuelta de conspiración para monopolizar la prestación de servicios de transporte.
La Cumbre de Copenhague , que se llevó a cabo en medio de un severo cambio climático observable provocado por las emisiones de gases de efecto invernadero provocadas por el hombre, se celebró en 2009. Durante la cumbre, más de 70 países desarrollaron planes para eventualmente alcanzar el cero neto. Para muchos países, la adopción de más vehículos eléctricos ayudará a reducir el uso de gasolina. [17]
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En enero de 1990, el presidente de General Motors presentó su concepto de vehículo eléctrico biplaza, el "Impact", en el Salón del Automóvil de Los Ángeles. Ese septiembre, la Junta de Recursos del Aire de California ordenó a los principales fabricantes de automóviles vender vehículos eléctricos, en fases a partir de 1998. De 1996 a 1998, GM produjo 1.117 EV1 , 800 de los cuales estuvieron disponibles mediante arrendamientos de tres años. [18]
Chrysler, Ford, GM, Honda y Toyota también produjeron un número limitado de vehículos eléctricos para los conductores de California durante este período. En 2003, tras la expiración de los arrendamientos de EV1 de GM, GM los suspendió. La interrupción se ha atribuido de diversas formas a:
Una película realizada sobre el tema en 2005-2006 se tituló ¿ Quién mató al coche eléctrico? y estrenada en cines por Sony Pictures Classics en 2006. La película explora los roles de los fabricantes de automóviles , la industria petrolera , el gobierno de los EE. UU. , las baterías, los vehículos de hidrógeno y el público en general, y cada uno de sus roles en la limitación del despliegue y la adopción de esta tecnología. .
Ford lanzó al mercado varias de sus furgonetas de reparto Ford Ecostar . Honda, Nissan y Toyota también recuperaron y aplastaron la mayoría de sus vehículos eléctricos, que, al igual que los EV1 de GM, sólo estaban disponibles mediante arrendamiento a plazo cerrado. Después de protestas públicas, Toyota vendió 200 de sus vehículos eléctricos RAV4 ; Más tarde se vendieron por encima de su precio original de cuarenta mil dólares. Más tarde, BMW de Canadá vendió varios Mini EV cuando finalizaron sus pruebas en Canadá.
La producción del Citroën Berlingo Electrique se detuvo en septiembre de 2005. Zenn comenzó la producción en 2006 pero finalizó en 2009. [19]
A finales del siglo XX y principios del XXI, el impacto ambiental de la infraestructura de transporte basada en el petróleo, junto con el temor al pico del petróleo , llevaron a un renovado interés en la infraestructura de transporte eléctrico. [22] Los vehículos eléctricos se diferencian de los vehículos propulsados por combustibles fósiles en que la electricidad que consumen puede generarse a partir de una amplia gama de fuentes, incluidos combustibles fósiles , energía nuclear y energías renovables como la energía solar y la energía eólica , o cualquier combinación de ellas.
La huella de carbono y otras emisiones de los vehículos eléctricos varían según el combustible y la tecnología utilizados para la generación de electricidad . [23] [24] La electricidad puede almacenarse en el vehículo mediante una batería, un volante o supercondensadores . Los vehículos que utilizan motores de combustión interna normalmente sólo obtienen su energía de una o varias fuentes, normalmente combustibles fósiles no renovables. Una ventaja clave de los vehículos eléctricos es el frenado regenerativo , que recupera la energía cinética , normalmente perdida durante el frenado por fricción en forma de calor, a medida que la electricidad se devuelve a la batería de a bordo.
Hay muchas formas de generar electricidad, de distintos costos, eficiencia y deseabilidad ecológica.
También es posible tener vehículos eléctricos híbridos que obtengan electricidad de múltiples fuentes, como:
En el caso de vehículos eléctricos especialmente grandes, como los submarinos , la energía química del diésel-eléctrico puede sustituirse por un reactor nuclear . El reactor nuclear suele proporcionar calor, que acciona una turbina de vapor , que a su vez acciona un generador, que luego se alimenta a la propulsión. Véase Propulsión marina nuclear .
Unos pocos vehículos experimentales, como algunos automóviles y un puñado de aviones, utilizan paneles solares para obtener electricidad.
Estos sistemas se alimentan desde una planta generadora externa (casi siempre cuando está estacionaria) y luego se desconectan antes de que se produzca movimiento, y la electricidad se almacena en el vehículo hasta que se necesite.
Las baterías, los condensadores eléctricos de doble capa y los acumuladores de energía en el volante son formas de sistemas de almacenamiento de electricidad recargables a bordo. Al evitar un paso mecánico intermedio, se puede mejorar la eficiencia de conversión de energía en comparación con los híbridos evitando conversiones de energía innecesarias. Además, las conversiones de baterías electroquímicas son reversibles, lo que permite almacenar energía eléctrica en forma química. [27]
La mayoría de los vehículos eléctricos utilizan baterías de iones de litio (Li-Ions o LIB). Las baterías de iones de litio tienen una mayor densidad de energía , una vida útil más larga y una mayor densidad de potencia que la mayoría de las otras baterías prácticas. [30] Los factores que complican el proceso incluyen la seguridad, la durabilidad, la degradación térmica, el impacto ambiental y el costo . Las baterías de iones de litio deben usarse dentro de rangos seguros de temperatura y voltaje para funcionar de manera segura y eficiente. [31]
Aumentar la vida útil de la batería disminuye los costos efectivos y el impacto ambiental. Una técnica consiste en operar un subconjunto de celdas de batería a la vez y cambiar estos subconjuntos. [32]
En el pasado, las baterías de hidruro metálico de níquel se utilizaban en algunos coches eléctricos, como los fabricados por General Motors. [33] Estos tipos de baterías se consideran obsoletos debido a su tendencia a autodescargarse con el calor. [34] Además, Chevron tenía una patente para este tipo de batería, lo que creó un problema para su desarrollo generalizado. [35] Estos factores, junto con su alto costo, han llevado a que las baterías de iones de litio sean la batería predominante para los vehículos eléctricos. [36]
Los precios de las baterías de iones de litio han disminuido drásticamente durante la última década, lo que ha contribuido a una reducción del precio de los vehículos eléctricos, pero un aumento en el precio de minerales críticos como el litio desde 2021 hasta finales de 2022 ha ejercido presión sobre las baterías históricas. el precio disminuye. [37] [38]
La potencia del motor eléctrico de un vehículo, como en otras máquinas, se mide en kilovatios (kW). Los motores eléctricos pueden entregar su par máximo en un amplio rango de RPM. Esto significa que las prestaciones de un vehículo con motor eléctrico de 100 kW superan a las de un vehículo con motor de combustión interna de 100 kW, que sólo puede entregar su par máximo dentro de un rango limitado de revoluciones del motor.
La eficiencia de la carga varía considerablemente según el tipo de cargador [39] y la energía se pierde durante el proceso de conversión de energía eléctrica en energía mecánica.
Por lo general, la electricidad de corriente continua (CC) se alimenta a un inversor CC/CA donde se convierte en electricidad de corriente alterna (CA) y esta electricidad de CA se conecta a un motor de CA trifásico.
Para trenes eléctricos, carretillas elevadoras y algunos coches eléctricos, se suelen utilizar motores de CC. En algunos casos, se utilizan motores universales y luego se puede emplear CA o CC. En los vehículos de producción reciente se han implementado varios tipos de motores; por ejemplo, motores de inducción en vehículos Tesla Motor y máquinas de imanes permanentes en Nissan Leaf y Chevrolet Bolt. [40]
La mayoría de los grandes sistemas de transporte eléctrico funcionan con fuentes estacionarias de electricidad que están conectadas directamente a los vehículos a través de cables. La tracción eléctrica permite el uso del frenado regenerativo , en el que los motores se utilizan como frenos y se convierten en generadores que transforman el movimiento de, normalmente, un tren en energía eléctrica que luego se devuelve a las líneas. Este sistema es particularmente ventajoso en operaciones montañosas, ya que los vehículos que descienden pueden producir una gran parte de la potencia necesaria para los que ascienden. Este sistema regenerativo sólo es viable si el sistema es lo suficientemente grande como para utilizar la energía generada por los vehículos que descienden.
En los sistemas anteriores, el movimiento lo proporciona un motor eléctrico giratorio . Sin embargo, es posible "desenrollar" el motor para conducirlo directamente contra una pista especial adaptada. Estos motores lineales se utilizan en trenes maglev que flotan sobre los rieles sostenidos por levitación magnética . Esto permite que el vehículo casi no tenga resistencia a la rodadura y que no haya desgaste mecánico del tren o de la vía. Además de los sistemas de control de alto rendimiento necesarios, los cambios y las curvas de las vías se vuelven difíciles con los motores lineales, que hasta la fecha han restringido sus operaciones a servicios punto a punto de alta velocidad.
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Generalmente es posible equipar cualquier tipo de vehículo con un sistema de propulsión eléctrico.
Un vehículo puramente eléctrico o un vehículo totalmente eléctrico funciona exclusivamente mediante motores eléctricos. La electricidad puede provenir de una batería ( vehículo eléctrico de batería ), un panel solar ( vehículo solar ) o una pila de combustible ( vehículo de pila de combustible ).
Un vehículo eléctrico híbrido (HEV) es un tipo de vehículo híbrido que combina un sistema de motor de combustión interna (ICE) convencional con un sistema de propulsión eléctrica ( tren motriz de vehículo híbrido ). La presencia del tren motriz eléctrico tiene como objetivo lograr una mejor economía de combustible que un vehículo convencional o un mejor rendimiento. Existe una variedad de tipos de HEV y el grado en que cada uno de ellos funciona como vehículo eléctrico (EV) también varía. La forma más común de HEV es el coche eléctrico híbrido, aunque también existen camiones eléctricos híbridos (pickups y tractores), autobuses, barcos y aviones.
Los HEV modernos utilizan tecnologías que mejoran la eficiencia, como frenos regenerativos que convierten la energía cinética del vehículo en energía eléctrica, que se almacena en una batería o supercondensador . Algunas variedades de HEV utilizan un motor de combustión interna para hacer girar un generador eléctrico , que recarga las baterías del vehículo o alimenta directamente sus motores eléctricos; esta combinación se conoce como motor-generador . [42] Muchos HEV reducen las emisiones en ralentí apagando el motor al ralentí y reiniciándolo cuando es necesario; esto se conoce como sistema start-stop . Un híbrido eléctrico produce menores emisiones de escape que un automóvil de gasolina de tamaño similar, ya que el motor de gasolina del híbrido suele ser más pequeño que el de un vehículo de gasolina. Si el motor no se utiliza para impulsar el automóvil directamente, se puede adaptar para que funcione con la máxima eficiencia, mejorando aún más la economía de combustible.Hay diferentes formas en que un vehículo eléctrico híbrido puede combinar la potencia de un motor eléctrico y del motor de combustión interna. El tipo más común es un híbrido paralelo que conecta el motor y el motor eléctrico a las ruedas mediante un acoplamiento mecánico. En este escenario, el motor eléctrico y el motor pueden accionar las ruedas directamente. Los híbridos en serie solo utilizan el motor eléctrico para impulsar las ruedas y, a menudo, pueden denominarse vehículos eléctricos de autonomía extendida (EREV) o vehículos eléctricos de autonomía extendida (REEV). También existen híbridos serie-paralelo donde el vehículo puede ser propulsado por el motor trabajando solo, el motor eléctrico solo o ambos trabajando juntos; esto está diseñado para que el motor pueda funcionar en su rango óptimo con la mayor frecuencia posible. [43]
Un vehículo eléctrico enchufable (PEV) es cualquier vehículo de motor que puede recargarse desde cualquier fuente externa de electricidad, como enchufes de pared , y la electricidad almacenada en los paquetes de baterías recargables impulsa o contribuye a impulsar las ruedas. PEV es una subcategoría de vehículos eléctricos que incluye vehículos eléctricos de batería (BEV), vehículos híbridos enchufables (PHEV) y conversiones de vehículos eléctricos de vehículos eléctricos híbridos y vehículos convencionales con motor de combustión interna . [48] [49] [50]
Un vehículo eléctrico de autonomía extendida (REEV) es un vehículo propulsado por un motor eléctrico y una batería enchufable. Un motor de combustión auxiliar se utiliza únicamente para complementar la carga de la batería y no como fuente principal de energía. [51]
Los vehículos eléctricos de carretera incluyen coches eléctricos, trolebuses eléctricos, autobuses eléctricos , autobuses eléctricos de batería , camiones eléctricos , bicicletas eléctricas , motocicletas y scooters eléctricos , transportadores personales , vehículos eléctricos vecinales , carritos de golf , flotadores de leche y montacargas . Los vehículos todoterreno incluyen vehículos todo terreno electrificados y tractores eléctricos .
La naturaleza fija de una línea ferroviaria hace que sea relativamente fácil alimentar vehículos eléctricos a través de líneas aéreas permanentes o terceros rieles electrificados , eliminando la necesidad de pesadas baterías a bordo. Las locomotoras eléctricas , las unidades múltiples eléctricas , los tranvías eléctricos (también llamados tranvías o tranvías), los sistemas de trenes ligeros eléctricos y el tránsito rápido eléctrico son todos de uso común en la actualidad, especialmente en Europa y Asia.
Dado que los trenes eléctricos no necesitan llevar un motor de combustión interna pesado ni baterías grandes, pueden tener muy buenas relaciones potencia-peso . Esto permite que los trenes de alta velocidad , como los TGV de dos pisos de Francia , funcionen a velocidades de 320 km/h (200 mph) o más, y que las locomotoras eléctricas tengan una potencia de salida mucho mayor que las locomotoras diésel . Además, tienen una mayor potencia de sobretensión a corto plazo para una aceleración rápida, y el uso de frenos regenerativos puede devolver la potencia de frenado a la red eléctrica en lugar de desperdiciarla.
Los trenes Maglev también son casi siempre vehículos eléctricos. [52]
También hay trenes de pasajeros eléctricos de batería que circulan por líneas ferroviarias no electrificadas.
Los barcos eléctricos eran populares a principios del siglo XX. El interés por el transporte marítimo silencioso y potencialmente renovable ha aumentado constantemente desde finales del siglo XX, a medida que las células solares han dado a las lanchas a motor una gama infinita de veleros . Los motores eléctricos pueden y también se han utilizado en veleros en lugar de los motores diésel tradicionales. [53] Los transbordadores eléctricos funcionan de forma rutinaria. [54] Los submarinos utilizan baterías (cargadas por motores diésel o de gasolina en la superficie), energía nuclear , pilas de combustible [55] o motores Stirling para hacer funcionar las hélices impulsadas por motores eléctricos.
Desde los inicios de la aviación, la energía eléctrica para aviones ha sido objeto de mucha experimentación. Actualmente, los aviones eléctricos que vuelan incluyen vehículos aéreos pilotados y no pilotados.
La energía eléctrica tiene una larga historia de uso en naves espaciales . [56] [57] Las fuentes de energía utilizadas para las naves espaciales son baterías, paneles solares y energía nuclear. Los métodos actuales para propulsar una nave espacial con electricidad incluyen el cohete arcjet , el propulsor de iones electrostáticos , el propulsor de efecto Hall y la propulsión eléctrica por emisión de campo .
Se han utilizado vehículos con y sin tripulación para explorar la Luna y otros planetas del Sistema Solar . En las últimas tres misiones del programa Apolo en 1971 y 1972, los astronautas condujeron vehículos lunares impulsados por baterías de óxido de plata a distancias de hasta 35,7 kilómetros (22,2 millas) en la superficie lunar. [58] Vehículos exploradores no tripulados impulsados por energía solar han explorado la Luna y Marte . [59] [60]
El tipo de batería , el tipo de motor de tracción y el diseño del controlador del motor varían según el tamaño, la potencia y la aplicación propuesta, que puede ser tan pequeña como un carrito de compras motorizado o una silla de ruedas , pasando por pedelecs , motos y scooters eléctricos, vehículos eléctricos de barrio. , carretillas elevadoras industriales e incluso muchos vehículos híbridos.
Los vehículos eléctricos son mucho más eficientes que los vehículos de combustibles fósiles y tienen pocas emisiones directas. Al mismo tiempo, dependen de la energía eléctrica que generalmente proviene de una combinación de plantas de combustibles no fósiles y plantas de combustibles fósiles. En consecuencia, los vehículos eléctricos pueden ser menos contaminantes en general modificando la fuente de electricidad. En algunas áreas, las personas pueden solicitar a las empresas de servicios públicos que les proporcionen electricidad a partir de energías renovables.
Los estándares de eficiencia y contaminación de los vehículos que utilizan combustibles fósiles tardan años en filtrarse en la flota de vehículos de un país. Las nuevas normas de eficiencia y contaminación dependen de la compra de vehículos nuevos, a menudo cuando los vehículos actuales que ya están en circulación llegan al final de su vida útil. Sólo unos pocos países fijan una edad de jubilación para los vehículos viejos, como Japón o Singapur , lo que obliga a actualizar periódicamente todos los vehículos que ya están en circulación.
Una batería de vehículo eléctrico (EVB), además de los sistemas especiales de baterías de tracción utilizados para vehículos industriales (o recreativos), son baterías que se utilizan para alimentar el sistema de propulsión de un vehículo eléctrico de batería (BEV). Estas baterías suelen ser una batería secundaria (recargable) y suelen ser baterías de iones de litio.
Las baterías de tracción, diseñadas específicamente con una alta capacidad de amperios-hora, se utilizan en montacargas, carritos de golf eléctricos, fregadoras de pisos, motocicletas eléctricas, automóviles eléctricos, camiones, furgonetas y otros vehículos eléctricos. [70] [71]
Los vehículos eléctricos convierten entre el 59% y el 62% de la energía de la red en las ruedas. Los vehículos de gasolina convencionales convierten entre un 17% y un 21%. [72]
Si casi todos los vehículos de carretera fueran eléctricos, la demanda mundial de electricidad aumentaría hasta un 25% para 2050 en comparación con 2020. [73] Sin embargo, el consumo general de energía y las emisiones disminuirían debido a la mayor eficiencia de los vehículos eléctricos durante todo el ciclo, y la reducción de la energía necesaria para refinar los combustibles fósiles.
Una estación de carga , también conocida como punto de carga, punto de carga o equipo de suministro de vehículos eléctricos (EVSE), es un dispositivo de suministro de energía que suministra energía eléctrica para recargar vehículos eléctricos enchufables (incluidos vehículos eléctricos de batería , camiones eléctricos , autobuses eléctricos , vehículos eléctricos de barrio y vehículos híbridos enchufables ).
Hay dos tipos principales de cargadores de vehículos eléctricos: estaciones de carga de corriente alterna (CA) y estaciones de carga de corriente continua (CC). Las baterías de los vehículos eléctricos sólo pueden cargarse con electricidad de corriente continua, mientras que la mayor parte de la electricidad procedente de la red eléctrica se suministra en forma de corriente alterna. Por esta razón, la mayoría de los vehículos eléctricos tienen un convertidor de CA a CC incorporado comúnmente conocido como "cargador a bordo". En una estación de carga de CA, la energía de CA de la red se suministra a este cargador integrado, que la convierte en energía de CC para luego recargar la batería. Los cargadores de CC facilitan una carga de mayor potencia (que requiere convertidores de CA a CC mucho más grandes) al incorporar el convertidor en la estación de carga en lugar del vehículo para evitar restricciones de tamaño y peso. Luego, la estación suministra energía CC directamente al vehículo, sin pasar por el convertidor integrado. La mayoría de los modelos de automóviles eléctricos modernos pueden aceptar energía tanto de CA como de CC.
Las estaciones de carga proporcionan conectores que cumplen con una variedad de estándares internacionales. Las estaciones de carga de CC suelen estar equipadas con múltiples conectores para poder cargar una amplia variedad de vehículos que utilizan estándares de la competencia.
Las estaciones de carga públicas generalmente se encuentran al lado de la calle o en centros comerciales, instalaciones gubernamentales y otras áreas de estacionamiento. Las estaciones de carga privadas suelen encontrarse en residencias, lugares de trabajo y hoteles.En lugar de recargar los vehículos eléctricos en los enchufes eléctricos, las baterías podrían reemplazarse mecánicamente en estaciones especiales en unos minutos ( battery swapping ).
Las baterías con mayor densidad energética , como las pilas de combustible de metal-aire, no siempre se pueden recargar de forma puramente eléctrica, por lo que en su lugar se puede utilizar alguna forma de recarga mecánica. Una batería de zinc-aire , técnicamente una pila de combustible , es difícil de recargar eléctricamente, por lo que se puede "recargar" reemplazando periódicamente el ánodo o el electrolito. [74]
TRL (anteriormente Transport Research Laboratory) enumera tres tipos de entrega de energía para carga dinámica , o carga mientras el vehículo está en movimiento: líneas eléctricas aéreas y energía a nivel del suelo a través de ferrocarril o inducción . TRL enumera la energía aérea como la solución tecnológicamente más madura que proporciona los niveles más altos de energía, pero la tecnología no es adecuada para vehículos no comerciales. La energía a nivel del suelo es adecuada para todos los vehículos, siendo el ferrocarril una solución madura con una alta transferencia de energía y elementos de fácil acceso e inspección. La carga inductiva ofrece la menor cantidad de energía y requiere más equipamiento en carretera que las alternativas. [75] : Apéndice D
La Comisión Europea publicó en 2021 una solicitud de regulación y estandarización de los sistemas viarios eléctricos. [78] Poco después, un grupo de trabajo del Ministerio de Ecología francés recomendó la adopción de una norma europea para carreteras eléctricas formulada con Suecia, Alemania, Italia, Países Bajos, España, Polonia y otros. [79] La primera norma para equipos eléctricos a bordo de un vehículo propulsado por un sistema ferroviario eléctrico de carretera (ERS), la norma técnica CENELEC 50717, se aprobó a finales de 2022. [80] Las siguientes normas, que abarcan la "plena interoperabilidad" y una "Solución unificada e interoperable" para el suministro de energía a nivel del suelo, se publicarán a finales de 2024 y detallan "especificaciones completas para la comunicación y el suministro de energía a través de rieles conductores integrados en la carretera". [81] [82]
Se está trabajando en condensadores eléctricos convencionales de doble capa para lograr la densidad de energía de las baterías de iones de litio, ofreciendo una vida útil casi ilimitada y sin problemas ambientales. Los condensadores eléctricos de doble capa de alto K, como los EESU de EEStor , podrían mejorar varias veces la densidad de energía de los iones de litio si se pudieran producir. Las baterías de litio-azufre ofrecen 250 Wh/kg . [83] Las baterías de iones de sodio prometen 400 Wh/kg con una expansión/contracción mínima durante la carga/descarga y una superficie muy alta, y dependen de materiales de menor costo que las de iones de litio, lo que lleva a baterías más baratas que no requieren minerales críticos. . [84]
Las Naciones Unidas en Ginebra ( CEPE ) han adoptado el primer reglamento internacional (Reglamento 100) sobre la seguridad de los coches eléctricos tanto totalmente eléctricos como híbridos, con la intención de garantizar que los coches con un sistema de propulsión eléctrico de alto voltaje , como los híbridos y los totalmente- Los vehículos eléctricos son tan seguros como los coches de combustión. La UE y Japón ya han indicado que tienen intención de incorporar el nuevo Reglamento de la CEPE en sus respectivas normas sobre normas técnicas para vehículos. [85]
Los vehículos eléctricos no liberan contaminantes del aire por el tubo de escape y reducen las enfermedades respiratorias como el asma . [88] Sin embargo, los vehículos eléctricos se cargan con electricidad que puede generarse por medios que tienen impactos sobre la salud y el medio ambiente. [89] [90]
Las emisiones de carbono derivadas de la producción y operación de un vehículo eléctrico son, en la mayoría de los casos, menores que las de la producción y operación de un vehículo convencional. [91] Los vehículos eléctricos en zonas urbanas casi siempre contaminan menos que los vehículos de combustión interna. [92]
Una limitación del potencial medioambiental de los vehículos eléctricos es que el simple hecho de cambiar la actual flota de vehículos de propiedad privada de vehículos de motor de combustión interna a vehículos eléctricos no liberará espacio en las carreteras para viajes activos o transporte público. [93] Los vehículos eléctricos de micromovilidad , como las bicicletas eléctricas, pueden contribuir a la descarbonización de los sistemas de transporte, especialmente fuera de las zonas urbanas que ya cuentan con un buen servicio de transporte público. [94]
Los vehículos con motor de combustión interna utilizan muchas más materias primas a lo largo de su vida útil que los vehículos eléctricos. [95]
Desde su primer lanzamiento comercial en 1991, las baterías de iones de litio se han convertido en una tecnología importante para lograr sistemas de transporte con bajas emisiones de carbono. La información sobre la sostenibilidad del proceso de producción de baterías se ha convertido en un tema con carga política. [96] [ fuente obsoleta ]
Los procesos comerciales de extracción de materias primas en la práctica plantean cuestiones de transparencia y responsabilidad en la gestión de los recursos extractivos. En la compleja cadena de suministro de la tecnología del litio, existen diversas partes interesadas que representan intereses corporativos, grupos de interés público y élites políticas preocupadas por los resultados de la producción y el uso de la tecnología. Una posibilidad para lograr procesos extractivos equilibrados sería el establecimiento de estándares comúnmente acordados sobre la gobernanza de la tecnología en todo el mundo. [96]
El cumplimiento de estos estándares puede evaluarse mediante la Evaluación de la Sostenibilidad en los Marcos de las Cadenas de Suministro (ASSC). En este sentido, la evaluación cualitativa consiste en examinar la gobernanza y el compromiso social y ambiental . Los indicadores para la evaluación cuantitativa son los sistemas y estándares de gestión, el cumplimiento y los indicadores sociales y ambientales. [97]
Una fuente estima que más de una quinta parte del litio y alrededor del 65% del cobalto necesarios para los automóviles eléctricos procederán de fuentes recicladas en 2035. [98] Por otro lado, si se cuentan las grandes cantidades de combustibles fósiles que consumen los automóviles no eléctricos Se puede considerar que a lo largo de su vida útil, los coches eléctricos reducen drásticamente las necesidades de materia prima. [98]
En 2022, la fabricación de un vehículo eléctrico emitió en promedio alrededor de un 50% más de CO2 que un vehículo con motor de combustión interna equivalente, pero esta diferencia se ve más que compensada por las emisiones mucho más altas del aceite utilizado para conducir un vehículo con motor de combustión interna a lo largo de su vida útil. en comparación con los de generar la electricidad utilizada para conducir el vehículo eléctrico. [99]
En 2023, Greenpeace publicó un vídeo criticando la opinión de que los vehículos eléctricos son la "solución mágica para el clima", argumentando que la fase de construcción tiene un alto impacto ambiental. Por ejemplo, el aumento de las ventas de SUV de Hyundai casi elimina los beneficios climáticos de pasar a los vehículos eléctricos en esta empresa, porque incluso los SUV eléctricos tienen una alta huella de carbono, ya que consumen muchas materias primas y energía durante su construcción. Greenpeace propone en cambio un concepto de movilidad como servicio , basado en la bicicleta, el transporte público y los viajes compartidos. [100]
Un estudio realizado en 2003 en el Reino Unido encontró que "[l]a contaminación está más concentrada en áreas donde es más probable que vivan los niños pequeños y sus padres y menos concentrada en áreas hacia las cuales los ancianos tienden a migrar", y que "aquellas comunidades que Los más contaminados y los que emiten menos contaminación tienden a estar entre los más pobres de Gran Bretaña". [101] Un estudio del Reino Unido de 2019 encontró que "los hogares en las áreas más pobres emiten menos NOx y PM, mientras que las áreas menos pobres emitieron las emisiones de vehículos más altas, por km, por hogar al tener una mayor propiedad de vehículos, poseer más vehículos diésel y conducir más." [102]
Los motores eléctricos son mecánicamente muy simples y a menudo alcanzan una eficiencia de conversión de energía del 90% [103] en todo el rango de velocidades y potencia de salida y pueden controlarse con precisión. También se pueden combinar con sistemas de frenado regenerativo que tienen la capacidad de convertir la energía del movimiento nuevamente en electricidad almacenada. Esto se puede utilizar para reducir el desgaste de los sistemas de frenos (y el consiguiente polvo de las pastillas de freno) y reducir el requerimiento total de energía de un viaje. El frenado regenerativo es especialmente efectivo para el uso en ciudad con arranque y parada.
Se pueden controlar con precisión y proporcionar un alto par desde parado hasta en movimiento, a diferencia de los motores de combustión interna, y no necesitan varias marchas para igualar las curvas de potencia. Esto elimina la necesidad de cajas de cambios y convertidores de par .
Los vehículos eléctricos proporcionan un funcionamiento silencioso y suave y, en consecuencia, tienen menos ruido y vibración que los motores de combustión interna. [104] Si bien este es un atributo deseable, también ha despertado la preocupación de que la ausencia de los sonidos habituales de un vehículo que se aproxima representa un peligro para los peatones ciegos, ancianos y muy jóvenes. Para mitigar esta situación, muchos países exigen sonidos de advertencia cuando los vehículos eléctricos se mueven lentamente, hasta una velocidad en la que los ruidos normales de movimiento y rotación (carretera, suspensión, motor eléctrico, etc.) se vuelven audibles. [105]
Los motores eléctricos no requieren oxígeno, a diferencia de los motores de combustión interna; esto es útil para submarinos y vehículos espaciales .
La electricidad se puede producir a partir de diversas fuentes; por lo tanto, otorga el mayor grado de resiliencia energética . [106]
La eficiencia de los vehículos eléctricos desde el tanque hasta las ruedas es aproximadamente tres veces mayor que la de los vehículos con motor de combustión interna. [104] No se consume energía mientras el vehículo está parado, a diferencia de los motores de combustión interna que consumen combustible en ralentí. En 2022, los vehículos eléctricos permitieron una reducción neta de alrededor de 80 Mt de emisiones de GEI, sobre una base sólida , y el beneficio neto de GEI de los vehículos eléctricos aumentará con el tiempo a medida que el sector eléctrico se descarbonice. [84]
La eficiencia de un vehículo eléctrico desde el pozo hasta las ruedas tiene menos que ver con el vehículo en sí y más con el método de producción de electricidad. Un vehículo eléctrico en particular sería instantáneamente dos veces más eficiente si la producción de electricidad se cambiara de combustibles fósiles a energía renovable, como la energía eólica, la energía mareomotriz, la energía solar y la energía nuclear. Así, cuando se habla de "well-to-wheels", la discusión ya no gira en torno al vehículo, sino a toda la infraestructura de suministro de energía; en el caso de los combustibles fósiles, esto también debería incluir la energía gastada en exploración, minería, refinación, y distribución. [ cita necesaria ]
El análisis del ciclo de vida de los vehículos eléctricos muestra que incluso cuando funcionan con la electricidad con mayor emisión de carbono de Europa, emiten menos gases de efecto invernadero que un vehículo diésel convencional. [107]
A partir de 2021, [update]el precio de compra de un vehículo eléctrico suele ser mayor, pero el costo total de propiedad de un vehículo eléctrico varía enormemente según la ubicación [108] y la distancia recorrida por año: [109] en partes del mundo donde los combustibles fósiles están subsidiados, Los costos del ciclo de vida de un vehículo propulsado por diésel o gasolina son a veces menores que los de un vehículo eléctrico comparable. [110]
Los fabricantes de automóviles europeos enfrentan una presión significativa por parte de modelos chinos más asequibles y recortes de precios por parte de Tesla Motor, con sede en Estados Unidos. De 2021 a 2022, la cuota de mercado europea de los fabricantes chinos de vehículos eléctricos se duplicó hasta casi el 9%, lo que llevó al director general de Stellantis a calificarlo de "invasión". [111]
Los vehículos eléctricos pueden tener una autonomía más corta en comparación con los vehículos con motores de combustión interna, [112] [113] , por lo que la electrificación del transporte de larga distancia, como el transporte marítimo de larga distancia, sigue siendo un desafío.
En 2022, la autonomía media ponderada por las ventas de los BEV pequeños vendidos en Estados Unidos fue de casi 350 km, mientras que en Francia, Alemania y el Reino Unido fue de poco menos de 300 km, en comparación con menos de 220 km en China. [84]
Las cabinas bien aisladas pueden calentar el vehículo utilizando el calor corporal de los pasajeros. Sin embargo, esto no es suficiente en climas más fríos, ya que el conductor sólo proporciona unos 100 W de potencia de calefacción. Un sistema de bomba de calor , capaz de enfriar la cabina durante el verano y calentarla durante el invierno, es una forma eficiente de calentar y enfriar los vehículos eléctricos. [114] En el caso de los vehículos conectados a la red, los vehículos eléctricos con batería se pueden precalentar o enfriar, con poca o ninguna necesidad de energía de la batería, especialmente para viajes cortos. La mayoría de los coches eléctricos nuevos vienen con bombas de calor de serie. [115]
Los cambios del transporte privado al público (tren, trolebús , transporte rápido personal o tranvía) tienen el potencial de generar grandes ganancias en eficiencia en términos de distancia recorrida por un individuo por kWh.
Las investigaciones muestran que la gente prefiere los tranvías a los autobuses, [116] porque son más silenciosos y cómodos y se les percibe como de mayor estatus. [117] Por lo tanto, puede ser posible reducir el consumo de combustibles fósiles líquidos en las ciudades mediante el uso de tranvías eléctricos. Los tranvías pueden ser la forma de transporte público más eficiente desde el punto de vista energético, ya que los vehículos con ruedas de goma utilizan dos tercios más de energía que el tranvía equivalente y funcionan con electricidad en lugar de combustibles fósiles.
En términos de valor actual neto , también son los más baratos: los tranvías de Blackpool siguen funcionando después de 100 años, [118] pero los autobuses de combustión sólo duran unos 15 años.
La AIE sugiere que gravar a los vehículos con motor de combustión interna ineficientes podría fomentar la adopción de vehículos eléctricos, y que los impuestos recaudados se utilizarían para financiar subsidios para los vehículos eléctricos. [84] La contratación pública se utiliza a veces para alentar a los fabricantes nacionales de vehículos eléctricos. [119] [120] Muchos países prohibirán las ventas de vehículos de combustibles fósiles entre 2025 y 2040. [121]
Muchos gobiernos ofrecen incentivos para promover el uso de vehículos eléctricos, con el objetivo de reducir la contaminación del aire y el consumo de petróleo. Algunos incentivos pretenden aumentar las compras de vehículos eléctricos compensando el precio de compra con una subvención. Otros incentivos incluyen tasas impositivas más bajas o exención de ciertos impuestos e inversión en infraestructura de carga.
Las empresas que venden vehículos eléctricos se han asociado con empresas de servicios eléctricos locales para ofrecer grandes incentivos en algunos vehículos eléctricos. [122]
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Una encuesta europea basada en el clima encontró que a partir de 2022, el 39% de los ciudadanos europeos tendería a preferir los vehículos híbridos, el 33% preferiría los vehículos de gasolina o diésel, seguidos de los coches eléctricos, que eran los preferidos por el 28% de los europeos. [123] El 44% de los compradores de automóviles chinos son los más propensos a comprar un automóvil eléctrico, mientras que el 38% de los estadounidenses optaría por un automóvil híbrido, el 33% preferiría gasolina o diésel, mientras que sólo el 29% optaría por un automóvil eléctrico. [123]
En una encuesta de 2023 centrada específicamente en la propiedad de automóviles eléctricos en EE. UU., el 50% de los encuestados que planeaban comprar un automóvil en el futuro consideraban que era poco probable que consideraran seriamente comprar un vehículo eléctrico. La encuesta también encontró que el apoyo a la prohibición de la producción de vehículos no eléctricos en EE.UU. para 2035 ha disminuido del 47% al 40%. [124]
Al reducir los tipos de contaminación del aire, como el dióxido de nitrógeno , los vehículos eléctricos podrían prevenir cientos de miles de muertes prematuras cada año, [126] [127] especialmente causadas por camiones y tráfico en las ciudades. [128]
El impacto ambiental total de los vehículos eléctricos incluye los impactos del ciclo de vida de las emisiones de carbono y azufre, así como los metales tóxicos que ingresan al medio ambiente.
Los motores de vehículos eléctricos utilizan metales de tierras raras ( neodimio , disprosio ) y otros metales extraídos (cobre, níquel, hierro), mientras que las baterías utilizan litio, cobalto y manganeso. [129] [130] En 2023, el Departamento de Estado de EE. UU. dijo que el suministro de litio tendría que aumentar 42 veces para 2050 a nivel mundial para respaldar una transición a la energía limpia. [131] La mayor parte de la producción de baterías de iones de litio se produce en China, donde la mayor parte de la energía utilizada proviene de centrales eléctricas que queman carbón. Un estudio de cientos de automóviles a la venta en 2021 concluyó que las emisiones de GEI durante el ciclo de vida de los automóviles totalmente eléctricos son ligeramente menores que las de los híbridos y que ambos son menores que las de los automóviles de gasolina y diésel. [132]
Un método alternativo para obtener materiales esenciales para baterías que está deliberando la Autoridad Internacional de los Fondos Marinos es la minería en aguas profundas , sin embargo, los fabricantes de automóviles no la utilizarán a partir de 2023. [133]
Los avances en las baterías de iones de litio, impulsados al principio por la industria electrónica de uso personal, permiten que los vehículos eléctricos de tamaño completo y aptos para autopistas viajen casi tan lejos con una sola carga como los automóviles convencionales con un solo tanque de gasolina. Las baterías de litio se han vuelto seguras, se pueden recargar en minutos en lugar de horas (ver tiempo de recarga ) y ahora duran más que un vehículo típico (ver vida útil ). El costo de producción de estas baterías de iones de litio más ligeras y de mayor capacidad está disminuyendo gradualmente a medida que la tecnología madura y los volúmenes de producción aumentan. [134] [135] También se están realizando investigaciones para mejorar la reutilización y el reciclaje de las baterías, lo que reduciría aún más el impacto ambiental de las baterías. [136] [137]
Muchas empresas e investigadores también están trabajando en tecnologías de baterías más nuevas, incluidas baterías de estado sólido [138] y tecnologías alternativas. [139]
Otra mejora es desacoplar el motor eléctrico de la batería mediante control electrónico, utilizando supercondensadores para amortiguar demandas de energía grandes pero cortas y energía de frenado regenerativa . [140] El desarrollo de nuevos tipos de células combinado con la gestión celular inteligente mejoró los dos puntos débiles mencionados anteriormente. La gestión de celdas implica no solo monitorear el estado de las celdas sino también una configuración de celdas redundantes (una celda más de las necesarias). Con un cableado conmutado sofisticado, es posible acondicionar una celda mientras el resto está en servicio. [ cita necesaria ]
Un camión eléctrico es un vehículo eléctrico propulsado por baterías diseñado para transportar carga , transportar cargas útiles especializadas o realizar otros trabajos utilitarios.
Los camiones eléctricos han prestado servicio a aplicaciones específicas como flotadores de leche , remolcadores de empuje y montacargas durante más de cien años, utilizando típicamente baterías de plomo-ácido , pero el rápido desarrollo de baterías químicas más ligeras y con mayor densidad de energía en el siglo XXI ha ampliado el rango. de aplicabilidad de la propulsión eléctrica a camiones en muchas más funciones.
Los camiones eléctricos reducen el ruido y la contaminación en comparación con los camiones de combustión interna. Debido a la alta eficiencia y el bajo número de componentes de los trenes de potencia eléctricos, la ausencia de consumo de combustible en ralentí y la aceleración silenciosa y eficiente, los costos de propiedad y operación de camiones eléctricos son dramáticamente más bajos que los de sus predecesores. [141] [142] Según el Departamento de Energía de los Estados Unidos , el costo promedio por kWh de capacidad de los paquetes de baterías para camiones cayó de $500 en 2013 a $200 en 2019, y aún más a $137 en 2020, con algunos vehículos por menos de $100 por la primera vez. [143] [144]
El transporte de mercancías de larga distancia ha sido el segmento del transporte por carretera menos susceptible a la electrificación, ya que el mayor peso de las baterías, en relación con el combustible, resta capacidad de carga útil, y la alternativa, una recarga más frecuente, resta valor al tiempo de entrega. Por el contrario, el reparto urbano de corta distancia se ha electrificado rápidamente, ya que la naturaleza limpia y silenciosa de los camiones eléctricos encaja bien con la planificación urbana y la regulación municipal, y las capacidades de las baterías de tamaño razonable se adaptan bien al tráfico diario de paradas y arranques. dentro de un área metropolitana. [145] [146] [147]
En Corea del Sur , los camiones eléctricos ocupan una parte notable del mercado de camiones nuevos; En 2020, entre los camiones producidos y vendidos en el país (que constituyen la gran mayoría de los camiones nuevos vendidos en el país), el 7,6% eran vehículos totalmente eléctricos. [148]Especialmente en Europa, los trenes eléctricos de pila de combustible están ganando popularidad para sustituir a las unidades diésel-eléctricas . En Alemania, varios Estados federados han encargado trenes Alstom Coradia iLINT , en servicio desde 2018, [149] y Francia también planea encargar trenes. [150] El Reino Unido, los Países Bajos, Dinamarca, Noruega, Italia, Canadá [149] y México [151] están igualmente interesados. En Francia, la SNCF planea reemplazar todos sus trenes diésel-eléctricos restantes por trenes de hidrógeno para 2035. [152] En el Reino Unido, Alstom anunció en 2018 su plan para modernizar los trenes British Rail Class 321 con pilas de combustible. [153]
En Nuevo México, el gobierno está buscando aprobar una legislación que exija la instalación de receptáculos eléctricos de mayor voltaje en los garajes de las casas de nueva construcción. [154] Los tomacorrientes NEMA 14-50 proporcionan 240 voltios y 50 amperios para un total de 12,5 kilovatios para carga de nivel 2 de vehículos eléctricos. [155] [156] La carga de nivel 2 puede agregar hasta 30 millas de alcance por hora de carga en comparación con hasta 4 millas de alcance por hora para la carga de nivel 1 desde tomas de 120 voltios .
General Motors (GM) está añadiendo una capacidad llamada V2H, o carga bidireccional, para permitir que sus nuevos vehículos eléctricos envíen energía desde sus baterías a la casa del propietario. GM comenzará con los modelos 2024, incluidos los vehículos eléctricos Silverado y Blazer, y promete continuar con la función hasta el año modelo 2026. Esto podría ser útil para el propietario durante cortes inesperados de la red eléctrica porque un vehículo eléctrico es una batería gigante sobre ruedas. [157]
Con el aumento del número de vehículos eléctricos, es necesario crear un número adecuado de estaciones de carga para abastecer la creciente demanda, [158] y un adecuado sistema de gestión que coordine el turno de carga de cada vehículo para evitar tener algunas estaciones de carga sobrecargadas con vehículos y otros vacíos. [159]
Dado que los vehículos eléctricos se pueden conectar a la red eléctrica cuando no están en uso, los vehículos propulsados por baterías podrían reducir la necesidad de generación gestionable alimentando electricidad a la red desde sus baterías durante períodos de alta demanda y bajo suministro (como justo después del atardecer) mientras realizan la mayor parte de su carga durante la noche o el mediodía, cuando hay capacidad de generación no utilizada. [160] [161] Esta conexión de vehículo a red (V2G) tiene el potencial de reducir la necesidad de nuevas plantas de energía, siempre y cuando a los propietarios de vehículos no les importe reducir la vida útil de sus baterías, al ser agotadas por la compañía eléctrica. durante el pico de demanda. Los estacionamientos para vehículos eléctricos pueden dar respuesta a la demanda . [162]
Es posible que la infraestructura eléctrica actual tenga que hacer frente a una proporción cada vez mayor de fuentes de energía de producción variable, como la eólica y la solar . Esta variabilidad podría abordarse ajustando la velocidad a la que se cargan, o incluso se descargan, las baterías de los vehículos eléctricos. [163]
Algunos conceptos contemplan intercambios de baterías y estaciones de carga de baterías, muy parecidos a las gasolineras actuales. Estos requerirán enormes potenciales de almacenamiento y carga, que podrían manipularse para variar la tasa de carga y generar energía durante períodos de escasez, de la misma manera que los generadores diésel se utilizan durante períodos cortos para estabilizar algunas redes nacionales. [164] [165]
La infraestructura para la reparación de vehículos después de accidentes es una preocupación para aseguradoras y mecánicos debido a los requisitos de seguridad. [166] Las baterías y otros componentes deben evaluarse cuidadosamente en lugar de ser cancelados por completo por las aseguradoras . [167]
Portal de energía
Portal de energías renovables
Portal tecnológico
Portal de coches
Portal de medio ambienteLos precios de las baterías de los coches eléctricos han caído un 13% en 2020, alcanzando en algunos casos un hito crucial para la asequibilidad, según un informe anual publicado el miércoles por Bloomberg New Energy Finance.
Los precios promedio han caído de 1.100 dólares por kilovatio-hora a 137 dólares por kwh, una disminución del 89% en la última década, según el análisis.
En esta época del año pasado, BNEF informó un precio promedio de $156 por kwh, lo que en sí representa una disminución del 13% con respecto a 2018. También se informaron por primera vez precios de paquetes de baterías de menos de $100 por kwh, aunque solo para los autobuses eléctricos en China. según BNEF.
Los analistas suelen promocionar el umbral de 100 dólares por kwh como el punto en el que los vehículos eléctricos alcanzarán una verdadera asequibilidad.
Las baterías también alcanzaron los 100 dólares por kwh por celda, mientras que los paquetes en realidad llegaron a 126 dólares por kwh en un promedio ponderado por volumen, señaló BNEF.
Todas las principales empresas de reparto están empezando a sustituir sus flotas propulsadas por gasolina por vehículos eléctricos o de bajas emisiones, un cambio que, según las empresas, mejorará sus resultados y al mismo tiempo luchará contra el cambio climático y la contaminación urbana.
UPS ha realizado un pedido de 10.000 vehículos de reparto eléctricos.
Amazon comprará 100.000 a la start-up Rivian.
DHL dice que los vehículos de cero emisiones constituyen una quinta parte de su flota y que habrá más en el futuro.
Y FedEx acaba de comprometerse a reemplazar el 100% de su flota de recogida y entrega por vehículos propulsados por baterías.
Vehículos eléctricos, drones de reparto y normas sobre cuándo pueden operar los camiones de reparto son algunas de las soluciones propuestas en un nuevo informe.
El informe proporciona 24 recomendaciones para los responsables de la formulación de políticas y el sector privado, incluida la obligación de que los vehículos de reparto sean eléctricos.
El informe señala que si los responsables de las políticas se preocupan por la sostenibilidad, es posible que quieran imponer nuevas y agresivas regulaciones sobre vehículos eléctricos.
Reemplazar flotas de camiones medianos y pesados puede ayudar a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y hacer que las ciudades sean más silenciosas y limpias.
Debido a que los camiones necesitan tanta potencia de transporte, han eludido la electrificación hasta hace poco;
una batería que pudiera soportar un peso significativo sería en sí misma demasiado pesada y costosa.
Pero ahora, las mejoras en la tecnología de las baterías están dando sus frutos, reduciendo tanto el tamaño como el costo.
Se espera que el número de camiones híbridos y eléctricos crezca casi un 25 por ciento anual, del 1 por ciento del mercado en 2017 al 7 por ciento en 2027, un salto de alrededor de 40.000 camiones eléctricos en todo el mundo este año a 371.000.
Más allá de los beneficios de la estabilización de la red, la carga inteligente de vehículos eléctricos, utilizando tarifas eléctricas diferenciadas en horas de menor actividad, también puede mitigar la presión sobre la demanda de electricidad.
Esto se debe a que los vehículos se pueden cargar durante el día, cuando la demanda es menor y la generación de energías renovables está disponible.
La intermitencia de las tecnologías solar o eólica puede generar variaciones de voltaje y frecuencia.
Las baterías se pueden cargar y descargar para estabilizar la red en tales casos.
Por lo tanto, las baterías de los vehículos eléctricos, los autobuses eléctricos o los vehículos eléctricos de dos ruedas, mientras estén conectadas a la red, podrían desempeñar un papel en la protección de la estabilidad de la red.
Medios relacionados con vehículos eléctricos en Wikimedia Commons