Por Daniel Boustani
Los vehículos eléctricos (VE) de consumo han tenido una significativa penetración en el mercado en la década pasada. Según Reuters, en el tercer trimestre de 2023 se experimentaron las mayores ventas de VE en la historia de EE. UU., con una participación de mercado de 7,9 %, hasta prácticamente 50 % año tras año. Sin embargo, otras industrias del transporte han tardado más en adoptar la electrificación. En este artículo se identifican varios sectores que no son de consumo con probabilidad de experimentar pronto un crecimiento en la tecnología de vehículos eléctricos y los desafíos de la infraestructura de carga de flotas de VE que han demorado la electrificación de flotas comerciales.
Tendencias actuales y futuras del transporte
Los buses y los camiones son el próximo obstáculo para la electrificación del transporte. Afortunadamente, los grandes avances de las tecnologías de VE como los sistemas de administración de baterías, relés automotrices, conectores para automóviles y mucho más aceleran la adopción de VE en estos segmentos de transporte:
Buses eléctricos a batería (BEB)
Los buses eléctricos a batería (BEB), que son distintos de los trolebuses eléctricos, se están convirtiendo cada vez en más populares en los entornos urbanos. Se ha observado el uso de BEB en redes de transporte público debido a sus menores costos operativos, menos emisiones y facilidad de mantenimiento en comparación con los buses o trolebuses a combustión.
Sin embargo, su uso requiere de infraestructura de carga, por lo que la adopción puede ser más lenta en regiones con menos incentivos para políticas de infraestructura. Algunas ciudades alrededor del mundo, como Shenzhen, ya han reemplazado toda su flota municipal de buses gracias a masivos incentivos gubernamentales y al fabricante de VE de China BYD.
Los avances en las tecnologías de semiconductores de potencia, como los MOSFET de carburo de silicio, permiten conjuntos de baterías más baratos y eficientes. A medida que la tecnología de baterías siga mejorando, también lo hará la gama de buses BEB y el costo de estos vehículos disminuirá, lo que permitirá una adopción más generalizada.
Buses con carga en movimiento (IMC)
Una solución híbrida a los BEB y trolebuses son los buses con carga en movimiento (IMC, por sus siglas en inglés). Esta prometedora tecnología de buses eléctricos se encuentra principalmente en Europa Central. En ciudades donde hay líneas de troles instaladas anteriormente, los buses IMC se pueden cargar en movimiento y desviar de las líneas de troles según sea necesario.
Los buses IMC tienen una mayor autonomía general de vehículo, menor peso en vacío y utilizan sofisticados sistemas de administración de baterías para funcionar con potencia directa. IMC también podría experimentar una expansión en el mercado a medida que las tecnologías de carga por inducción en carretera crezcan, junto con el refuerzo de la infraestructura de vehículos de consumo. Para obtener más información sobre sistemas de administración de baterías y cómo permiten el consumo eficiente de la energía, lea la guía de Arrow para sistemas de administración de baterías.
Camiones para trabajo pesado de gama baja a media
Los camiones para servicio pesado están realizando una transición hacia la energía eléctrica, especialmente aquellos que transitan por rutas de distancia corta. Si bien estos vehículos tienen un peso y requisitos de potencia muy distintos de los vehículos de consumo, su adopción es ventajosa dados los bajos costos de mantenimiento de la flota y el mayor rendimiento del vehículo.
En aplicaciones de arranque y parada de bajo kilometraje, como vehículos de despacho y camiones recolectores de basura, los vehículos eléctricos pueden demostrar ser mucho más eficientes y rentables que los competidores con motor de combustión. Especialmente dadas sus capacidades de par alto e instantáneo, es probable que pronto los vehículos eléctricos para servicio pesado experimenten una amplia adopción.
Por ejemplo, Amazon recientemente se asoció con el fabricante de VE Rivian para crear 100 000 vehículos de despacho para 2030 con el fin de ir reemplazando su flota de vehículos a combustión existente, todo como parte de su esfuerzo por lograr cero emisiones netas de carbono para 2040. Esta nueva flota de vehículos contará con tecnología de VE de vanguardia, sensores automotrices, y sistemas de administración de baterías inteligentes que ayudarán a Amazon a atender a sus clientes de manera más eficiente y reducir costos.
Desafíos de la carga de flotas de VE
Es menos probable que medios de transporte como aviones, barcos grandes y camiones de larga distancia adopten la tecnología de VE en el corto plazo por los siguientes motivos:
Densidad de potencia
Actualmente, las baterías tienen una relación potencia-peso demasiado alta, lo que convierte su adopción en ineficiente o imposible para vuelos. Los aviones requieren una gran potencia con el menor peso posible para lograr la máxima eficiencia. Incluso en la aviación a combustión, mientras más pesadas sean las aeronaves, más costoso es que vuelen.
Al peso del combustible se le ha dado una gran importancia en cada vuelo, y las aerolíneas optan por tener una reserva de combustible mínima para cada vuelo con el fin de maximizar la eficiencia. De manera similar, los grandes barcos requieren un gran volumen de energía para su transporte. Si bien almacenar esta energía puede parecer factible en el inicio, las baterías de hoy en día aún pesan demasiado para reemplazar al combustible. Por ejemplo, un buque contenedor estándar puede transportar alrededor de 3 millones de galones de combustible diésel. Un solo galón de combustible diésel contiene 138 700 BTU o 40,6 kWh, que es la misma capacidad de almacenamiento de energía equivalente a tres (3) Tesla Powerwall 3. Tres Tesla Powerwall 3 tienen una capacidad de 387 822,8 centímetros cúbicos y pesan 390,5 kilos, mientras un galón de diésel equivale a 3785,4 centímetros cúbicos y pesa 3,2 kilos.
Así que, para que un buque contenedor sea completamente eléctrico con la misma capacidad de potencia, debe poder albergar 102 veces el espacio de almacenamiento y 121 veces su peso de almacenamiento de combustible actual. A modo de comparación, 9 millones de Tesla Powerwall 3 (equivalentes a 3 millones de galones de diésel) equivalen al mismo volumen que 30 211 contenedores de transporte. El buque contenedor más grande del mundo puede transportar 24 000 contenedores y almacena más de 5 millones de galones de combustible para su funcionamiento.
Desafíos de la infraestructura de carga de flotas de VE
Los vehículos eléctricos requieren infraestructura de apoyo, como estaciones o puertos de carga. El desarrollo de esta infraestructura de carga puede ser costoso en entornos urbanos, prohibitivo en zonas rurales e incluso tecnológicamente inviable en entornos marítimos.
En cuanto a aviones, barcos y camiones de larga distancia, los que tienen mayor probabilidad de contar con una infraestructura de apoyo en el corto plazo son los camiones de larga distancia, ya que una gran mayoría de entornos urbanos ya han iniciado la electrificación de la infraestructura para respaldar vehículos de consumo. El mayor desafío para los camiones de larga distancia es la electrificación de zonas rurales, las que solo pueden restringir algunas rutas comerciales que se extienden a distancias fuera del alcance de VE de larga distancia.
Lasa zonas rurales pueden tener una infraestructura eléctrica limitada o inexistente, ni habla de una infraestructura lo suficientemente sólida para cargar de manera constante flotas de vehículos de larga distancia. Para que se adopten camiones eléctricos de larga distancia, probablemente será necesario que se desarrolle generación y transporte de energía dedicado en centros de carga estratégicos, de la misma amanera que existen zonas de descanso rurales y estaciones de carga de petróleo para los vehículos a combustión.
Consideraciones sobre el costo de VE comerciales
Si bien algunas industrias pronto puedan técnicamente hacer realidad la electrificación, el costo puede ser prohibitivo. El cambio de cargar una flota de vehículos de combustión interna a vehículos eléctricos puede tener un costo prohibitivo para cualquier empresa.
Para industrias que tengan márgenes de ganancias limitados, el costo inicial del vehículo y la infraestructura probablemente impedirá la adopción masiva, incluso si el costo operacional es menos a largo plazo. Los incentivos reglamentarios y de políticas pueden compensar los costos de inversión para acelerar la adopción generalizada, de manera similar al modo en que los créditos fiscales del gobierno aceleran la adopción de vehículos de consumo en países que estén dispuestos a hacerlo.
Un aumento en los vehículos eléctricos comerciales
Aunque puede que algunos sectores sean más lentos en adoptar la electrificación, como las embarcaciones marítimas de gran envergadura, la aviación y los camiones de larga distancia, mejoras recientes en la tecnología de los VE hacen posible una revolución en el transporte comercial. Los buses BEB e IMC gana terreno internacional debido a sus menores costos operativos, menores emisiones y rendimiento superior. Los camiones para servicio pesado probablemente experimentarán un renacimiento de la electrificación, lo que se ejemplifica con el plan de Amazon de reemplazar 100 000 vehículos a combustión por VE dentro de la siguiente década.
Desafíos como la densidad de potencia, restricciones de infraestructura y altos costos iniciales harán que la electrificación sea más lenta en algunos sectores. Aún así, en los próximos años la adopción continua de VE se observará en prácticamente todas las industrias y los sectores, a medida que los sistemas de monitoreo de baterías, la administración de potencia y la tecnología de VE sigan avanzando.
Ver Productos relacionados
Ver Productos relacionados
Ver Productos relacionados
