14 de abril de 2011

ELECTRIFICACIÓN DEL TRANSPORTE



CAPACIDAD DE ALMACENAJE DE ELECTRICIDAD POR PESO
 
Mucho se habla ahora de la electrificación del transporte como principal medida para detener la mortal contaminación atmosférica de las ciudades y los efectos del cambio climático. Pero conseguir un vehículo eléctrico no es tan fácil como pudiera parecer en un principio. Y eso a pesar de que los primeros automóviles que se fabricaron en la historia fueron eléctricos y no de gasolina. El primer automóvil eléctrico data de 1835, cincuenta años antes de la aparición del primer coche con motor de explosión de Daimler-Benz, que apareció en 1886. Pero muy pronto el superior desempeño de los vehículos de gasolina relegó a los coches eléctricos al olvido. Más de un siglo después de aquellos primeros intentos, se vuelve a pensar en la acuciante necesidad de los vehículos no contaminantes. Necesidad incrementada por la imparable escalada del precio del petróleo, un recurso cada vez más escaso.

El problema de los automóviles eléctricos no se encuentra en desarrollar motores potentes o eficientes. Hace años me reprocharon que los motores eléctricos ¡solo sirvan para mover coches de Scalextric! Nada más lejos de la realidad. Los motores eléctricos ofrecen lo que ningún motor a explosión se atreve a ofrecer: fuerza constante desde el primer giro, optima relación potencia/tamaño, menor peso, un rendimiento energético sobresaliente (95-98%) frente al (22-28%) de los motores diesel más modernos, precio muy bajo, mantenimiento casi nulo, nivel sonoro mínimo, ausencia de vibraciones y sobre todas las virtudes, ¡no contaminantes!

Si los motores eléctricos tienen capacidades tan sobresalientes, ¿por qué no se han implantado todavía? El gran reto de la electrificación se encuentra en el aún no resuelto almacenaje de electricidad. Actualmente conocemos multitud de formas de producir electricidad, muchas de ellas no contaminantes, pero apenas hay tecnologías validas para almacenarla de forma adecuada. Examinemos brevemente las existentes:

  • Baterías Amóviles:
Son tan grandes y pesadas que no sirven para el transporte pero permiten almacenar energía del orden del megavatio-hora. Eso las hace útiles para almacenar el exceso de electricidad de las energías renovables. Aunque les sorprenda, ese es el gran problema de las energías renovables, como expondré en un próximo post.

  • Baterías de Automoción:
Baterías de plomo-acido: Las que podemos ver bajo el capó de la mayoría de vehículos a motor actuales. Su peso es tan elevado y su capacidad de almacenaje tan ridícula, que solo sirven para el arranque del motor de explosión y para algunos accesorios eléctricos del automóvil.

Baterías de NIMH (Nickel- hidruro metlálico): En el mundo de la electrónica representan la generación anterior. Su elevado peso y escasa capacidad las han llevado al desuso para los productos electrónicos actuales, aunque se utilizan con profusión en los vehículos hibridos (ej. Toyota Prius) debido a su bajo precio.

Baterías de Litio–Ion: Son la principal apuesta actual para los coches eléctricos. Los fabricantes de automóviles fijan como objetivo a largo plazo una batería de litio-ion (semejante a las de los teléfonos móviles actuales) que dure 15 años y soporte al menos 5000 ciclos de carga, con un coste objetivo de 250 euros por kWh almacenado. Por supuesto, eso está lejos de conseguirse en la actualidad: 5 a 7 años de duración máxima, 4000 ciclos de carga, 600 euros KWh (20.000 euros para una batería media). Además su peso las sigue penalizando para su uso en el transporte. Se necesita una batería de 400-550 kg, para conseguir autonomías de entre 150-250 km. Se imaginan un típico camión de 20 Tn  ¡Eléctrico! ¡Necesitaría 6,6 toneladas de baterías!

Supercapacitadores: Se utilizan para algunas aplicaciones específicas (Formula 1) por su capacidad para cargarse y suministrar toda su carga en un instante. Su problema reside en la escasa capacidad de almacenaje, que es incluso inferior a las baterías de plomo tradicionales.

Células de combustible: Se trata de un sistema que se desarrolló en principio para obtener electricidad en el espacio. Se llaman células de combustible porque utilizan una serie paralela de membranas (células) que permiten el paso de protones (carga +) desde la molécula de H2 a la de O2. El resultado no puede ser más óptimo pues a partir del combustible (hidrógeno gaseoso) se genera electricidad expulsando como subproducto vapor de agua. Las células de combustible han evolucionado mucho desde sus primeros usos espaciales. Algunas firmas de automóviles como General Motors, Mercedes, Honda o Toyota han invertido miles de millones en su optimización. Pero aún les queda un largo recorrido para abaratar su costo. Además el hidrógeno no lo podemos considerar como almacén de energía eléctrica, sino como un vector de transporte, pues el almacenamiento de hidrógeno presenta su propia problemática de difícil solución. En cualquier caso este sistema presenta grandes ventajas:  bajo peso, facilidad de repostajes rápidos en hidrogeneras y amplias autonomías de hasta 570 km. Eso las convierte en la mejor alternativa de almacenamiento a largo plazo.

Los únicos vehículos eléctricos que son competitivos y con un gran futuro, son los trenes de alta velocidad, los trenes de cercanías y el metro. Es previsible que un futuro todos los trenes utilicen líenas de alta tensión para su funcionamiento, pero hasta que no se encuentre un método eficaz de almacenar electricidad, seguiremos sin contar con una alternativa real al automóvil con motor de explosión.

2 comentarios:

Tempo dijo...

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Máximo Pretoria dijo...

Gracias Tempo. El problema es que me pilla un poco lejos, 6000 km son para pensárselo!!!