La instalación de puntos de carga para VE i la gestión de la energía

Sí, esta vez el vehículo eléctrico (VE) ha llegado para quedarse y los datos lo demuestran. Un total de 2,1 millones de VE se han fabricado en todo el mundo en 2018 y las ventas de este tipo de vehículos crecerán un 64% respeto las del 2017. Estas cifras pueden parecer un avance importante pero no son nada comparadas con las predicciones de los líderes de opinión del mercado. El verdadero crecimiento está por venir.

El cambio esperado en los sectores energético y del automóvil es un gran reto para la humanidad. Este cambio es incluso superior al que se produjo cuando auto de gasolina arrasó al de caballos.

 Estamos delante de un cambio enorme que hace que surjan muchas preguntas tales como:

  • ¿Cuánto tardarán los VE en tener presencia masiva en las calles y carreteras?
  • ¿Están preparados los sectores del automóvil, eléctrico, petrolero y gubernamental para respaldar la demanda del mercado de VE?
  • ¿Cuántos cargadores de VE se necesitan? ¿De qué tipos? ¿Dónde estarán ubicados?
  • ¿Cuáles son los desafíos tecnológicos para adaptar la carga de VE a los nuevos modelos de negocio, satisfaciendo las expectativas de adopción del conductor?

Hay cuatro mercados principales para el Vehículo Eléctrico: China, el más grande y el que está experimentando un crecimiento más rápido, Estados Unidos, la India y Europa. En este artículo nos vamos a centrar en el mercado europeo.

Situación actual y predicciones de crecimiento

En 2017 las ventas totales de VE en el mundo fueron de 1,2 millones de unidades. Las ventas de Europa VE fueron 306 mil unidades. Los países líderes son Noruega (20% del mercado), seguido de Alemania (18%) y Reino Unido (15%). España queda aún lejos de estos países representando aún tan solo un 2% del mercado.

Este crecimiento será cada vez más importante, ya en 2018 se prevé que sea del 64% en todo el mundo y llegue a los 2,1 millones de vehículos eléctricos y con los años va a aumentar aún más. Bloomberg New Energy Finance prevé que en 2020 se fabricarán 4 millones de VE, una cifra que representará un 4,2% del total de vehículos fabricados. Prevé también que el parque mundial de vehículos eléctricos será de 9-10 millones de unidades y continuará creciendo hasta llegar a los 60 millones en 2040, que corresponderán al 55% del mercado mundial de vehículos ligeros y un 33% de la flota mundial.

Esto nos lleva a algunas conclusiones relacionadas con la situación que se espera en el mercado para 2040:

  • Las ventas de VE a largo plazo se verán influenciadas por la rapidez con que la infraestructura de carga se propague en de los mercados clave.
  • China es, y seguirá siendo, el mayor mercado de VE en el mundo.
  • La electrificación de los autobuses será más rápida que la de los vehículos ligeros.
  • Los VE sustituirán unos 7,3 millones barriles de combustible al día.
  • El nuevo escenario de la movilidad eléctrica causará un gran impacto en la industria del automóvil, las condiciones ambientales y en el sector de la energía eléctrica

Un nuevo negocio: equipos y servicios de carga para vehículos eléctricos

El despliegue masivo de los puntos de carga de VE es clave para su implantación. Para conseguirlo es necesaria una inversión en la industria de recarga de VE y de proveedores de soluciones. Las empresas, pequeñas o grandes, tienen muchas oportunidades, pero es necesario hacer una inversión importante. Se calcula que la inversión para hacer frente a las necesidades de cargadores de VE en 2030 es de 55 billones de dólares y liderará esta inversión China (19 billones) seguida de cerca por Europa (17 billones).

En lo que se refiere a Europa, la EAFO (Europe Alternative Fuels Observatory) nos muestra las cifras de los cargadores de VE públicos existentes en Europa en las que se aprecia un gran desequilibrio según los países con una constante, la amplia mayoría de los cargadores son de carga lenta (AC). El país líder es Alemania con 25.755 cargadores AC y 828 DC, seguido de Francia con 16.554 AC i 777 DC, Gran Bretaña con 15.347 cargadores AC y 935 cargadores DC. España está aún muy lejos de los primeros puestos con 5.191 cargadores AC y 188 DC.

La recarga del VE se realizará en lugares muy distintos, pero la recarga en el hogar y lugar de trabajo es el más conveniente para el conductor y para la red eléctrica. Por un lado, el conductor del VE gana tiempo pues su vehículo se carga mientras está aparcado en los lugares en los que pasa más horas al día. Por otro lado, la red eléctrica se beneficia de la demanda lenta en millones de puntos, pudiéndose regular la carga nocturna o en horas de baja demanda del resto del sistema. Además, en un futuro próximo las baterías de los VE sean capaces de devolver energía a la red eléctrica cuando sea conveniente para ambos.

Si dividimos la carga en sectores teniendo en cuenta el lugar en el que se instala el cargador nos encontramos con cuatro. Los mayoritarios son el doméstico y el de destino, que incluye lugares de trabajo, flotas de vehículos, car sharings, parkings y centros comerciales. Los vehículos también se podrán cargar en ruta, con cargadores en la vía pública, estaciones de servicio y electrolineras. Y no hay que olvidar el sector de los autobuses eléctricos.

Otro punto clave va a ser el coste del servicio de recarga del VE que actualmente es desigual, dependiendo del país y del operador de carga. En algunos países o zonas la carga es gratuita, ya que es subvencionada por el gobierno o las autoridades locales. Esto es común en los países en los que la movilidad eléctrica está comenzando y los organismos gubernamentales quieren facilitar su adopción.

En otros casos o lugares, en cambio, la carga se paga, pero los costes son dispares. Es difícil monitorear los precios de cada país porque todavía hay una gran dispersión.

Uno de los retos importantes para este aumento de los puntos de carga es la cantidad de energía necesaria para hacerlos funcionar. En 2018 la energía eléctrica total consumida del mundo para cargar los 4 millones de VE existentes será alrededor de 10 Twh (promedio por coche 12.500 km/año – consumo 20kWh/100KM). Esta es una cifra muy baja en comparación con la energía eléctrica total consumida que es de 25.000 TWh en todo el mundo, 4.000 TWh en la Unión Europea i 265 TWh en España. La demanda de electricidad para cargar VE aumentará mucho en los próximos años y podría llegar a 300 Twh en 2030 que serían necesarios para cargar 140 millones de VE en las condiciones de uso y consumo anteriormente mencionadas.

Las predicciones de las consultoras más creíbles y de las empresas del sector nos indican que la carga en corriente alterna (CA) será la forma dominante para llenar las baterías de los VE. Sin embargo, la carga de corriente continua (CC), más rápida, es necesaria para vehículos que no puedan cargar en el hogar o en el lugar de trabajo o flotas, por ejemplo. La carga ultrarrápida (también de CC) será necesaria para vehículos en tránsito (autopistas), la carga de autobuses eléctricos (eBUS) y vehículos pesados eléctricos (eTRUCK).

Hay que tener en cuenta, pero, que la red eléctrica local en baja tensión no siempre podrá soportar la carga ultrarrápida o rápida y a veces una carga semi rápida de CA o CC será más apropiada.
La potencia necesaria para cargar simultáneamente 1 millón de coches, con una potencia media de 10 kW, es de 10 GW. Algunos cargarán en casa a 3,2-7,4 kW, algunos en el trabajo a 7,4-11 kW, otros en cargadores públicos a 22-50 kW, además de los que lo harán en cargadores de alta velocidad a 50-150-350 kW. Como consecuencia, para la carga de un millón de VE se requieren alrededor de 20 GWh (considerando una carga promedio de 20 kWh por sesión).

Como consecuencia, la carga de un millón VE de sólo es posible con una gestión global de la energía del país o macrozona adecuada (deben considerarse la curva de potencia diaria y las limitaciones de energía local en la distribución de energía eléctrica en baja tensión).

Con todo esto vemos que los años que vienen serán una gran oportunidad para el vehículo eléctrico que se impone día a día como el vehículo predominante en nuestras ciudades y carreteras. Pero este auge significa también un reto tanto para instalar puntos de carga como para ofrecer sistemas de gestión de energía que permitan que funcionen sin saturar la red. Empiezan, pues, unos años apasionantes para la movilidad eléctrica, un sector que va a revolucionar el sector automovilístico y energético.

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