30 mar. 2013

¿POR QUÉ EL COCHE ELÉCTRICO NO ES LA SOLUCIÓN EN ESTOS MOMENTOS? III

...Continuación posts anteriores.

En el post anterior mostraba dos coches eléctricos, y un coche convencional en comparación:

Nissan Leaf: coche eléctrico con baterías de iones de litio

Honda FCX Clarity: coche eléctrico con pila de hidrógeno

Renault Mégane Sport Tourer Expression Energy dCi 110 S&S: coche convencional de referencia

El objeto de este post es realizar unos números rápidos para comparar consumo y autonomía.

Antes de empezar hay que tener en cuenta que un coche eléctrico es muy eficiente a cargas muy baja, justo al contrario de un coche convencional con un motor térmico. Como ya he comentado numerosas ocasiones el rendimiento a cargas muy bajas de un motor térmico es horrible, y normalmente cuanto mayor es la carga del motor mejor es el rendimiento (hasta cierto punto). Además hay otro detalle importante, cuando circulamos despacio (ya sea circulación urbana, carretera de montaña o un atasco), normalmente frenamos con frecuencia. En un coche convencional cada vez que frenas tiras algo del combustible a la "basura", en cambio en un coche eléctrico recuperas una parte importante de la energía cinética cuando frenas suavemente. Esto aumenta todavía más la ventaja de un coche eléctrico respecto a un coche convencional en las típicas condiciones de circulación lenta.

Finalmente, en un coche eléctrico las cargas auxiliares del coche (especialmente la climatización) son, en proporción, mucho más significativas que en un coche convencional cuando circulamos despacio. Por tanto, cuando la climatización tiene que trabajar duro (ya sea por mucho calor o por mucho frio) la autonomía será menor.

Estas diferencias impactan enormemente en el consumo del coche. Por tanto nuestra experiencia en coches convencionales no es representativa de lo que pasará si nos compramos un coche eléctrico.

Tomemos como ejemplo los consumos de mi coche:

En carretera:
  • En carretera convencional (máximo 100Km/h), buen tiempo, evitando puertos de montaña complicados y conduciendo con cuidado el consumo es del entorno de 5l/100Km.
  • Autopista sin pasar de 120Km/h y buen tiempo del entorno de 6l/100Km
  • En condiciones adversas (puertos de montaña complicados, nieve, viento muy fuerte...) 7l/100Km, aunque nunca circulo muchos kilómetros en esas condiciones.
 En ciudad:
  • Condiciones ideales (muy poco tráfico, evitando semáforos) 5,5l/100Km
  • Condiciones típicas (vivo en una ciudad pequeña en la que los atascos son casi inexistentes) 6,5l/100Km
  • Condiciones más adversas (atasco)  8,5l/100Km, de nuevo nunca circulo muchos kilómetros en esas condiciones.
Las oscilaciones típicas de consumo se encuentran por tanto entre 5l/100Km y 8,5l/100km.  Gracias a que dispongo de un depósito generoso, y que no es posible conducir cientos de kilómetros en las condiciones más adversas en realidad los consumos medios oscilan típicamente entre 5,2l/100Km y 6,5l/100Km. Repostando típicamente 65litros permite una autonomía entre 1000Km y 1250Km. Es decir, si las cosas se dan mal la autonomía se reduce un 20% respecto a condiciones muy favorables.

Ahora veamos lo que ocurre con el consumo del Nissan Leaf:
  •  Condiciones ideales (velocidad más o menos constante de 60Km/h, climatizador sin conectar): autonomía 220Km, consumo 11KWh/100Km
  • Conducción urbana real, sin climatizador (velocidad 40Km/h): autonomía 170Km, consumo 14KWh/100Km
  • Conducción carretera real con climatizador (velocidad 90Km/h): autonomía 110Km, consumo 22KWh/100Km
  • Condiciones más desfavorables (autopista a 120Km/h con climatizador): autonomía 80Km, consumo 30KWh/100Km
    NOTA: el consumo varía en función de la temperatura, densidad del aire, temperatura de consigna de la climatización, lo que ha envejecido la batería, desnivel recorrido... Por eso según donde consultes y según el ciclo de homologación la autonomía varía enormemente. Podéis consultar directamente en Nissan. La información publicada en la Wikipedia también es interesante.

Ya se ve claramente la diferencia con un coche convencional. Asumiendo una autonomía de 170Km en condiciones favorables, en condiciones desfavorables la autonomía se reduce en más de un 50%. Y a diferencia de un coche convencional, en un coche eléctrico la autonomía es tan reducida que es mucho más fácil conducir todos los kilómetros de una carga de la batería en condiciones muy desfavorables (por ejemplo viento en contra, nieve, o temperaturas extremas).

En el caso del Honda Clarity haré la simplificación de considerar una autonomía 3,2 veces mayor que en el caso del Nissan Leaf, en realidad habrá pequeñas diferencias, téngase en cuenta que el Honda es más pesado y también más aerodinámico.

En el caso del coche convencional (Renault Mégane): un conductor muy cuidadoso puede bajar de 4 litros cada 100Km. En cambio un conductor poco cuidadoso puede alcanzar un consumo de 7litros cada 100Km. La gran mayoría de los conductores obtendrán un consumo medio en el rango 4,5l/100Km y 6l/100Km para un depósito completo. Tomo estos dos últimos consumos para calcular la autonomía. Si además tenemos en cuenta que el depósito tiene 60l, ya podemos calcular la autonomía: 1000Km a 1300Km.

Por último, realizo los siguientes supuestos para el cálculo económico:
  • Precio gasóleo 1,37euros (correspondiente al precio que se puede obtener en estos momentos en España).
  • Precio cargar batería Nissan Leaf: oscila entre 7,13€ y 2,36€ según tarifa eléctrica que tengas contratada, y horario en el que recargues la batería. Fuente la Wikipedia.
    NOTA: he utilizado tarifas eléctricas disponibles en España. El coste unitario de la energía eléctrica corresponde a una potencia contratada de 10KW (cantidad que me parece razonable si destinas unos 4KW a recargar el coche). El coste mínimo corresponde a la tarifa supervalle y el coste máximo corresponde a la tarifa normal.
  • Precio kilogramo de hidrógeno comprimido: 4$ a 8$. Tomo el precio de Estados Unidos porque hay más mercado, y los precios son más transparentes. Este precio en origen lo paso a euros y añado el IVA (en estos momentos el Impuesto Sobre el Valor Añadido en España es del 21%, al menos este impuesto habría que pagarlo seguro)
Toda la información se puede presentar en una tabla:

Modelo Mégane Leaf FCX Clarity
Fabricante Renault Nissan Honda
Consumo condiciones favorables 4l/100Km 14KWh/100Km 0,74Kg/100Km
Consumo condiciones desfavorables 7l/100Km 30KWh/100Km 1,56Kg/100Km
Coste unitario favorable 1,37€/l 0,1€/KWh 3,7€/Kg
Coste unitario desfavorable 1,37€/l 0,3€/KWh 7,4€/Kg
Coste recorrer 100Km favorable 5,48€ 1,4€ 2,74€
Coste recorrer 100Km desfavorable 9,59€ 9,0€ 11,54€
Autonomía favorable 1300Km 170Km 544Km
Autonomía desfavorable 1000Km 80Km 256Km

Análisis coste combustible
El Nissan Leaf es mucho más barato que cualquiera de las otras opciones si se recarga con una tarifa eléctrica económica. Además, tenemos la ventaja que la tarifa eléctrica más económica está disponible por la madrugada, que es justo cuando usualmente no se conduce el coche.

El Honda FCX Clarity depende completamente del coste del hidrógeno comprimido. En la estimación superior (7,4€/Kg) el coste es comparable al coche convencional de referencia. En la estimación inferior (3,7€/Kg) el coste es intermedio entre el Nissan Leaf y el Renault Mégane. Como el coste del hidrógeno es todavía una incógnita, comprar un coche de hidrógeno es arriesgado.

Análisis autonomía
Finalmente, llegamos al talón de Aquiles de estos coches. En determinadas condiciones la autonomía puede ser reducidísima. En el caso del Nissan Leaf se puede quedar en unos exiguos 80Km. Además aunque existiera una red amplia de "electrolineras" tampoco sería operativo realizar un viaje largo, ya que incluso con instalaciones de recarga adecuadas (una toma de 50KW) se requiere media hora para realizar una recarga de la batería, y únicamente se recarga hasta el 80% de la capacidad. Al menos podemos recargar las baterías en 8 o 12 horas si encontramos un enchufe normal de corriente alterna.
NOTA: la recarga rápida contribuye a reducir la vida de las baterías.

En el caso de un coche impulsado por hidrógeno las cosas son también bastante malas. En conducción por autopista apenas tenemos combustible para circular dos horas. Y además, una vez se acabe el hidrógeno, va a ser muy difícil encontrar un lugar en el que nos rellenen el depósito.

Llegamos por tanto a una conclusión bien conocida, de momento el coche eléctrico no es una opción para muchos usuarios por su reducida autonomía ¿Qué haría falta para que un coche eléctrico alcanzara un uso masivo?

Para el caso de un coche con baterías:
  • Una autonomía mucho mayor. Por ejemplo 200Km en condiciones desfavorables. Para conseguir un alcance así haría falta unas baterías mucho más pesadas, lo cual perjudicaría el consumo del coche (no demasiado grave), y aumentaría enormemente el precio del vehículo (muy grave). Por ejemplo el Tesla Modelo S, con una batería de 60KWh tiene un precio de más de 70.000€ en España. Como no es razonable esperar que el consumidor medio page esas cantidades por un coche, para un alcance mucho mayor se necesita un precio de las baterías mucho menor. Probablemente esto sólo será posible con un cambio tecnológico.
  • Disponer de "electrolineras" con cambio de baterías. En un viaje largo no es operativo esperar 30 minutos para cargar las baterías. Parece mucho más razonable cambiar las baterías. Es decir, necesitamos un coche, y una estación de servicio que permita cambiar las baterías en unos minutos. En el caso del Nissan Leaf esta opción no está disponible. Sin embargo en los coches eléctricos fabricados por Renault si que se ha pensado un sistema de recambio de las baterías, que se comercializa con el nombre de QuickDrop.
  • Finalmente, para poder viajar cómodamente con un coche eléctrico, también necesitamos que se cree una densa red de "electrolineras".
Para el caso de un coche de hidrógeno:
  • Ya partimos de una autonomía baja pero casi aceptable. Para un uso masivo de este coche sólo es necesario una red muy densa de "hidrogeneras" que comercialicen el hidrógeno a un precio competitivo.
Continuará...

No hay comentarios:

Publicar un comentario