Eléctricos

Qué debe pasar para que todo el mundo compre un coche eléctrico

Baterías con más autonomía y redes de carga ultrarrápida. Son, junto con la reducción de costes, los grandes desafíos pendientes del vehículo a pilas.

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En las ciudades pronto abundarán los coches eléctricos.

De los eléctricos 1.0 a los 2.0. Los fabricantes tienen dos alternativas tecnológicas para afrontar la producción masiva de modelos eléctricos. La primera y más sencilla consiste en diseñar una plataforma o base común que permita producir en la misma cadena las versiones de todos los combustibles: gasolina, diésel, gas natural (GNC), híbrido, híbrido enchufable (PHEV) y eléctrico.

Tiene la ventaja de reducir la inversión inicial que implica desarrollar un chasis solo para los de pilas y aporta una gran flexibilidad para adaptar con rapidez la producción a cualquier cambio en la demanda. Y son los eléctricos 1.0, la solución elegida hasta ahora por la mayoría de las marcas en la primera fase de implantación (con excepciones como los Nissan Leaf, Renault Zoe, BMW i3 y algún otro) para evitar riesgos y blindarse ante los vaivenes del mercado. Pero no optimiza todas las virtudes de los modelos de baterías.

Ahora en cambio, cuando la demanda empieza a despegar, llegan los eléctricos 2.0, que suponen la democratización masiva del automóvil de baterías. Como su diseño parte de una hoja en blanco, optimizan las ventajas de la propulsión eléctrica, mucho más simple al prescindir de grandes motores, caja de cambios, depósito de combustible, líquidos y circuitos de refrigeración, escapes, etc.

Así, se están desarrollando plataformas o chasis específicos, como la MEB del Grupo Volkswage o la del Jaguar i-Pace, que aplican el concepto «las personas arriba, la mecánica abajo». Integran las baterías en una plancha tipo sándwich situada debajo del piso y ubican los motores eléctricos sobre los ejes delantero y trasero. Y como ya no llevan motor delante, permiten acortar el morro y desplazar las ruedas a las cuatro esquinas para liberar el máximo espacio interior y dedicárselo a pasajeros y equipaje.

El resultado es un aumento de la habitabilidad en la misma longitud: pueden ofrecer el espacio interior de un Volkswagen Passat en el tamaño de un Golf, por ejemplo. A cambio, exigen una mayor inversión en el desarrollo y volúmenes de ventas elevados solo al alcance de los grandes grupos mundiales. Pero cuando se consiguen, aumentan las economías de escala, reducen mucho los costes y ganan competitividad.

Baterías e infraestructuras

Pilas con más autonomía y redes de carga ultrarrápida en ruta. Son junto a la reducción de costes, los grandes desafíos pendientes del vehículo eléctrico para poder viajar y cumplir como primer coche de la casa. Ya están en marcha, pero como todo, llevará años.

El depósito de combustible de los eléctricos son sus baterías y las de los últimos modelos tienen de 30 a 65 kWh de capacidad y ofrecen de 200 a 350 kilómetros de autonomía real. Las de los eléctricos premium, como el Jaguar i-Pace o los Tesla, llegan a 90 y 100 kWh, pero al ser más pesados, su rango de uso en carretera (120 km/h) baja a 300 kilómetros en el primero y 400 en los últimos. Las próximas mejoras vendrán a principios de 2020 en dos modelos populares: el Renault Zoe subirá a 52 kWh y 410 kilómetros, más de 300 reales, y el ID.3 de VW se venderá con pilas de 45 a 77 kWh y autonomías de 330 a 550 kilómetros, un 20% menos en uso normal.

«A las baterías de ion litio actuales les queda un 30% de mejora. Pero en 2025 llegarán las de ion litio en estado sólido, que en la primera fase no darán más autonomía, pero reducirán mucho los costes. En la segunda hacia 2030 –espero que Renault sea la primera y antes de esa fecha– incluirán un electrolito sólido de cerámica y la densidad energética pasará de 600 a 1.000 watios/litro» según Gaspar Gascón, responsable mundial de ingeniería de Renault. El aumento llevaría la autonomía a más de 700 kilómetros con el mismo volumen de las pilas.

La otra solución para poder viajar es aumentar la velocidad de carga, también porque a mayor capacidad de batería, más espera. En casa no hay prisa, porque se hace por la noche: de 5 a 13 horas para baterías de 40 kWh en un poste tipo Wall Box (3 a 6 kW). Pero en los viajes hace falta rapidez. Con los postes rápidos de 50 kW que se están desplegando en las autopistas, se recupera energía para 200 kilómetros en una hora, lo que se tarda en comer.

El consorcio europeo Ionity, formado por BMW, Ford, Mercedes y Volkswagen, va a desplegar en los próximos años 400 estaciones por toda Europa, algunas en España, con postes de 150 y 350 kW de potencia. Los últimos, que también tiene ya Repsol operativos en Álava, se podrá cargar energía para 400 kilómetros en 15 minutos. Además, Porsche, BMW y Siemens están desarrollando estaciones de 450 kW que suministrarán energía para 100 kilómetros cada tres minutos, 500 en un cuarto de hora.

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Las imprescindibles tecnologías de transición

Las previsiones de Bosch, el proveedor alemán de automoción, indican que en 2030 apenas una cuarta parte de los vehículos serán 100% eléctricos. Y muchos fabricantes coinciden. Eso implica que más de un 75% tendrá todavía motor de combustión, de los cuales un 40% serán convencionales, el 26% incluirá hibridación ligera (48 voltios), el 10% serán híbridos e híbridos enchufables, y solo el 24% restante 100% eléctricos. Así que resulta imprescindible seguir reduciendo las emisiones durante la transición hacia la electrificación.

De hecho, los sistemas de descontaminación, como filtros, catalizadores, etcétera, tienen ya costes superiores a los del propio motor, sobre todo en los diésel. Con las próximas normas, como la futura Euro 7, seguirán aumentando y las mecánicas de gasóleo serán inviables para coches pequeños y quedarán para los más grandes, que tienen más margen para absorber el sobrecoste.

Las líneas de trabajo van en tres vías. La primera es la evolución del automóvil: optimización del peso, aerodinámica, resistencia a la rodadura, recuperación de energía al frenar y programas de conducción. Según Bosch, se aplicará incluso la Inteligencia Artificial (IA) para analizar los patrones de comportamiento del conductor al volante y predecir el tratamiento de los gases de escape en función de sus errores e ineficiencias más habituales.

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La segunda vía consiste en evolucionar los motores de gasolina y diésel para bajar al mínimo sus consumos y emisiones. Y se basa por una parte en las soluciones clásicas, como fricción del motor, sistemas de inyección, turbos, proceso de combustión y otros, que pueden reducir los consumos actuales de un 13% a un 20%, lo que equivaldría pasar de 120 g/km a algo menos de 100 g/km en modelos de tamaño medio. Pero el gran avance vendría de ampliar el apoyo eléctrico, tanto en gasolina como en diésel.

Así, se está trabajando en híbridos más potentes, con el motor eléctrico integrado en la transmisión. Y por encima estarían los híbridos enchufables, con baterías más potentes, ligeras y con mayor autonomía eléctrica. La combinación de todas estas tecnologías permitiría bajar las emisiones de CO2 a unos 20 g/km, el equivalente a unos 0,8 litros de consumo a los 100 kilómetros.

La tercera pata serían los combustibles sintéticos o e-Fuels, que ofrecen la posibilidad de lograr que el motor de combustión interna sea ‘100% neutral’ en su huella de carbono si se producen utilizando energías renovables. Esto incluye también al gas natural procedente del tratamiento de basuras o la biomasa (e-GNC).

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