La batería del coche eléctrico puede almacenar energía de la red para equilibrar la demanda

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1 1 de 6 Contenido publicado en Entrelíneas, la revista digital de Red Eléctrica de España. La Entrevista C. C. Chan Pionero del vehículo eléctrico La batería del coche eléctrico puede almacenar energía de la red para equilibrar la demanda Ignacio F. Bayo a crisis del petróleo de 1973 marcó su destino. El ingeniero C. C. Chan había trabajado hasta entonces en el diseño de vehículos eléctricos para su utilización en minas y esa experiencia le permitió encabezar los programas de investigación en coches eléctricos, desarrollados ante el estrangulamiento que la OPEP impuso a la producción de crudo. Ahora, casi cuatro decenios después, vive su momento de gloria. Su plena dedicación durante décadas a este campo se ve compensada ahora por el súbito interés que despierta. Mientras los países occidentales intentan adaptarse al nuevo entorno logístico que estos vehículos necesitan, Chan tiene ya desarrollado en China todo un modelo de ciudad adaptada a estos coches. El desafío, dice, exige un cambio de mentalidad: crear una red inteligente que cubra toda la ciudad; un sistema neuronal cuyos principales nervios serían los de la red eléctrica, a la que estarían conectados los vehículos a través de las baterías. Así lo expuso durante una reciente visita a las instalaciones de Red Eléctrica. PREGUNTA Ha trabajado en coches eléctricos desde hace casi medio siglo, pensó alguna vez que se convertirían en algo tan importante como lo son ahora? RESPUESTA Sí, cuando hace casi cuarenta años se produjo la tremenda crisis energética por culpa de la Organización de Países Exportadores de Petróleo [OPEP] y en Estados Unidos se aprobaba una ley para promover la investigación en este tipo de vehículos. Claro que, en aquel momento, se trataba solo de la investigación, no de la comercialización. Ahora la situación política, económica y técnica es otra, a causa del cambio climático y de la necesidad de ir hacia un modelo productivo sostenible. Durante mis setenta años de vida, la población mundial se ha multiplicado por tres, pero el consumo de energía lo ha hecho por diez. Simplemente no podemos permitirnos que este ritmo continúe sin cesar, porque no es sostenible. Así que, cómo podemos conseguir una economía verde? La respuesta es: produciendo más, pero gastando menos energía. P Qué hace falta para que el vehículo eléctrico sea hegemónico? R Los vehículos eléctricos son un asunto a largo plazo; ahora, como la presión por la

2 2 de 6 sostenibilidad es mayor, han conocido cierto auge, pero, por sí solos, estos vehículos no tendrán éxito. Las empresas deben contar con un modelo de negocio eficiente y reducir el coste de su producción y, además, se necesitan unas buenas infraestructuras. Por eso hay que integrar los vehículos eléctricos en una red eléctrica inteligente, con ciudades inteligentes. P Cree que la industria automovilística mundial de nuestro tiempo está preparada para cambiar? R Se está preparando para ello porque si no lo hace, se arruinará. Contamos ya con una hoja de ruta para desarrollar un nuevo motor, nuevos sistemas de propulsión y una nueva energía que asimilar. Algunas empresas, las que se adapten, continuarán creciendo, pero las que no puedan afrontarlo, acabarán arruinándose. En un coche convencional hay de a componentes, mientras que el coche eléctrico tiene menos de P Pero es muy costoso y complicado cambiar todo su sistema de producción R Claro, porque han invertido demasiado en la vieja tecnología. Lo que ocurrirá es que aparecerá un nuevo competidor, un recién llegado, un newcomer, como ocurrió con Nokia en el caso de los teléfonos móviles, porque Nokia era un newcomer que al principio no fabricaba teléfonos. Este es un caso similar, y ya han aparecido algunas empresas que no producen coches convencionales. P Perderá la industria clásica su posición actual? R Las viejas empresas seguirán existiendo, porque tienen mucha experiencia en la fabricación de buenos coches. El vehículo eléctrico es una combinación de coche y sistema de propulsión, de modo que algunas de ellas continuarán manteniéndose porque habrán asumido el cambio; pero quizás otras, pocas, no podrán hacerlo y quebrarán. Hay empresas con visión de futuro, como Toyota, que están trazando su hoja de ruta en el área de los vehículos ecológicos. La solución para ellos radica en las OEM [Original Equipment Manufacturer], empresas que fabrican partes especializadas por ejemplo, un motor eléctrico que montan los fabricantes del producto final. P Cómo se puede llevar a cabo el cambio? R Hay cuatro factores para poder asumir los cambios. El primero es disponer de una hoja de ruta; se trata de un factor que depende de la persona que encabeza la organización. El vehículo eléctrico es un producto que altera la industria y que exige una nueva visión, y no se trata solo de una cuestión que se reduzca a disponer de un departamento de I+D; hay que tener planes a largo, medio y corto plazo, ese es el primer factor. En segundo lugar, conviene contar con una adecuada estructura de financiación para poder invertir en investigación, como hace Toyota, aunque en Estados Unidos, dado que la financiación depende en buena medida de lo que ocurre en el mercado de valores de Wall Street, no siempre el responsable de la empresa puede desarrollar las políticas necesarias. En tercer lugar, es imprescindible disponer de innovaciones tecnológicas propias, de ahí la importancia de que exista un departamento fuerte de I+D. En cuarto lugar, hay que entender el mercado, que es donde se producen los cambios. P Todo lo que ha mencionado exige contar con mucha inversión, lo que es complicado en tiempos de crisis como por los que atravesamos. R Sí. Ahora, por culpa de la crisis financiera, todo es más difícil; pero, precisamente, es en condiciones tan arduas cuando debemos ayudarnos los unos a los otros. No en vano vivimos en la aldea global, y no puede ir cada uno a lo suyo; debemos ayudarnos y debemos integrar esfuerzos:

3 3 de 6 uno más uno es más que dos. Así pues, se debe contemplar el proyecto completo y buscar la solución global, porque lo que haga cada persona afecta a las demás. P Esa es la clave de la sostenibilidad? R La industria automovilística ha existido desde hace casi un siglo, pero si quiere ser sostenible, no quedará más remedio que inyectarle nuevo ADN. Por eso se ha de revolucionar el sistema al menos en cuatro áreas. En primer lugar en energía, porque el petróleo se agotará en los próximos treinta o cuarenta años. En segundo lugar, en propulsión, ya que si el coche actual usa un motor de combustión interno, el del futuro contará con nuevos sistemas, como el motor eléctrico. En tercer lugar, hay que revolucionar el área del control, porque el coche convencional se controla de manera mecánica, pero en el futuro inmediato se hará sobre todo de manera electrónica y computacional. Y en cuarto lugar, es imprescindible la revolución de la conectividad: el automóvil actual es autónomo, es decir, no está conectado y no necesita nada externo para funcionar, pero en el futuro el coche formará parte de grandes sistemas integrados mediante telecomunicaciones. El coche y el conductor estarán conectados permanentemente mediante una interfaz con el resto de los vehículos y los sistemas urbanos. Para conseguir cero emisiones, cero consumo de petróleo, cero accidentes de tráfico, cero atascos necesitamos medios de transporte inteligentes. P Eso parece un sueño. R Sí, es cierto, parece un sueño; pero para que algo se convierta en realidad, primero hay que soñar, no se puede pensar solo en las dificultades. Además, el que he descrito es un proceso que tendrá lugar de manera paulatina. P Y cree que ese proceso ha empezado ya? R En la cabeza de todos los responsables de la industria del automóvil hay dos preguntas fundamentales: qué tipo de combustible quieres usar? y qué tipo de sistema de propulsión quieres emplear? Hasta hace poco, el petróleo ha sido el protagonista en los motores comerciales; ahora hay coches híbridos enchufables que todavía usan petróleo y son un paso intermedio hasta el desarrollo del coche eléctrico total. Y mientras, se desarrollan también las pilas de combustible, otra alternativa eléctrica. P Cuáles son las posibilidades de las pilas de combustible ahora y en el futuro? R Las pilas de combustible disfrutan de mayor densidad energética que las baterías actuales de los vehículos eléctricos, por lo que pueden usarse durante más tiempo. Pero las pilas todavía arrastran muchos problemas, por razones de coste y de las infraestructuras necesarias para el transporte, seguridad y gestión del hidrógeno, que es su combustible y cuya obtención es muy cara. P Hay competencia entre el vehículo enchufable y el de pila de combustible? R No, no hay una competencia directa, porque ambos dependen de la aplicación que se les dé. De momento, el vehículo eléctrico enchufable es apto para distancias cortas e ideal como coche pequeño, porque la batería es pequeña. Si aumentan las distancias o el vehículo es más pesado, es mejor sopesar la utilización de un híbrido. Por eso, en el futuro, para los vehículos pesados y para grandes distancias, quizá lo mejor sea usar pilas de combustible. El enchufable podrá ir mejorando sus posibilidades cuando se desarrollen unas infraestructuras mejor equipadas. P Se abaratará pronto el vehículo eléctrico? R En un coche convencional, hay de a componentes, por lo tanto, su producción requiere una fuerte inversión; pero el coche eléctrico es mucho más simple, con menos de 5.000,

4 4 de 6 de modo que en el futuro, cuando la tecnología esté madura, debería ser más barato. P Cuál es el principal problema por resolver en el coche eléctrico? R La cuestión más importante es la batería, y debemos concentrarnos en afrontar esta cuestión. En el coche convencional solo necesitas un depósito de combustible; ahora necesitamos baterías y las actuales son muy grandes, pesadas y caras. Así que, cómo reducimos su coste? Es necesario conocer el valor real de la batería, porque el principal reto del coche eléctrico es que se necesita un cambio global, que se integre en un sistema urbano complejo e inteligente, y para eso hay que tener una mente abierta. P Qué es el valor real de la batería? R El usuario no debería pagar el coste de la batería, solo el precio del coche. El Estado tendría que proporcionar la batería para su uso global, porque esta también tiene valor para la red eléctrica, pues puede servir como una forma de almacenamiento de energía. Para aprovechar algunas formas de energía, como la solar o la eólica, se debe disponer de formas de almacenamiento de la misma, porque, debido a su intermitencia, tienen problemas para integrarse en la red. Se ha de disponer de formas adicionales de almacenamiento y para ello se pueden usar baterías. Cuando el coche está funcionando, la batería se utiliza para suministrarle energía, y cuando no está funcionando, la batería puede almacenar energía de la red para equilibrar la demanda. Eso significa que puedes usar una batería que es posible recargar o intercambiar por otra. P Y no es demasiado lento el proceso de intercambio de baterías? R No, no lo es. Se puede llevar la batería debajo del coche o en la parte trasera, pero, en cualquier caso, se tarda unos dos minutos en cambiarla porque se usan robots y grúas. Cuando se compra el coche, no se paga la batería, esta pertenece a la compañía eléctrica; el usuario registra el coche a su nombre y luego puede contratar diferentes servicios, como intercambiar la batería cuando esta se agota o recargarla. En cualquier caso, las baterías pueden cargarse por la noche para ayudar a la estabilidad de la red eléctrica. P Se está haciendo esto ya en algún lugar? R Hay un proyecto piloto sobre intercambio de baterías en China, en Hangzhou, una ciudad de tamaño medio. En este proyecto, lo que se está haciendo es crear la red para intercambiar las baterías. Es un sistema que ya está funcionando, aunque arrastra algunos problemas; por ejemplo, se necesita una mejor cooperación entre el fabricante de coches y la compañía eléctrica. Además, se trata de una novedad y la gente todavía no se siente muy cómoda. Así pues, el coste no es el único factor relevante, también hay que aportar comodidad y confianza para que usen este nuevo sistema. "El coche eléctrico alcanzará una fuerte implantación en China en un plazo de tres a cinco años" P Los coches son modelos especiales de compañías chinas? R Sí, pero actualmente solo coopera un pequeño productor; los grandes todavía no lo hacen. P Cuántos coches de este tipo se están utilizando allí? R Varios cientos, y su número crece rápidamente. El intercambio de baterías es útil para los taxis, por ejemplo. Sin embargo, como he indicado, a los fabricantes no les gusta el cambio de baterías; a quien le gusta es a la compañía eléctrica, porque puede usar la noche para almacenar energía en las baterías. P Por qué no les gusta a los fabricantes? R Por cuestiones técnicas de fiabilidad y, por supuesto, por intereses económicos. Entre las

5 5 de 6 cuestiones técnicas, se encuentra el problema del sistema de enfriamiento, y es que cuando la empresa diseña el vehículo, decide cómo irá la ventilación; y cuando el usuario quita la batería, el sistema de enfriamiento del coche y el de la batería son diferentes, lo que genera un problema que no es de fácil solución. Pero este puede solventarse si los ingenieros de la compañía eléctrica y los de la industria automovilística trabajan juntos. Por eso necesitamos el compromiso entre dos industrias gigantescas: la automovilística y la energética, además del apoyo de los gobiernos a estos acuerdos. Si las citadas industrias no van de la mano, la red eléctrica de distribución se puede ver afectada, porque si todo el mundo recarga sus baterías al mismo tiempo, la distribución eléctrica podría llegar al colapso. P En China, el dueño de la red es diferente del propietario de las compañías eléctricas? R En China solo hay dos compañías eléctricas, una opera en el norte y la otra en el sur y en parte del norte, pero la red es mayoritariamente estatal. P Cuándo cree que se generalizará este modelo? R Creo que el tren de la comercialización del vehículo eléctrico ya ha partido y asistimos al amanecer de esta industria. En una primera fase, se necesita el apoyo de los gobiernos; luego, ya será cuestión del funcionamiento del mercado. Mi predicción es que se alcanzará una fuerte implantación en China en un plazo de tres a cinco años; por su parte, en Occidente sucederá algo parecido, a lo mejor uno o dos años después, pero si aquí el coche eléctrico tiene éxito, se extenderá rápidamente por todo el mundo. En China la expansión será rápida y amplia, pero en Occidente no será muy grande porque ahí todavía existe buena tecnología. P Creo que es muy optimista. R Sí, el Gobierno chino también es optimista, pero la industria lo es un poco menos. Su objetivo es conseguir hasta un 20%; sin embargo, la industria solo contempla entre el 2% y el 3%. P China tiene la ventaja de ser un mercado emergente, pero en Europa, donde el automóvil está mucho más extendido y el mercado es muy maduro, es más difícil el cambio. R Efectivamente. En China podemos cambiar el modelo de una manera relativamente fácil. Además, como nuestra industria de motores comerciales no es muy fuerte, podemos modelarla hacia el sistema eléctrico. La cuestión fundamental es la batería: debemos crear una industria fuerte que produzca baterías ligeras y baratas, para que los coches funcionen bien. P Cómo será la batería del futuro? R Idealmente, los requisitos básicos de las baterías para vehículos eléctricos puros (no híbridos) son: densidad de energía de entre 150 y 250 vatios hora por kilo, un ciclo de vida de entre y recargas y un coste de 0,5 dólares [0,39 euros] por vatio hora. P Las actuales están muy lejos de alcanzar esas cifras? R Actualmente la densidad de energía alcanzable es solo de unos 100 vatios hora por kilo y el ciclo de vida de recargas. En este momento, las baterías más utilizadas en los vehículos eléctricos son las basadas en el litio. Su electrodo positivo emplea una aleación de litio, hierro y fósforo, de litio y manganeso o de litio y otros elementos, y su electrodo negativo utiliza carbono. Recientemente, se ha desarrollado una batería que utiliza litio y titanio como electrodo negativo, lo que permite un ciclo de vida más largo y una mejora en el rendimiento a bajas y altas temperaturas. Debemos ir más allá en la investigación de materiales para ambos electrodos, el electrolito y el separador, así como en la fiabilidad de los packs de baterías empleados en los coches eléctricos.

6 6 de 6 P Usted ha visitado el centro de control de renovables de Red Eléctrica de España. Qué le ha parecido? R Me he quedado muy impresionado. Está entre los más avanzados que he visto en todo el mundo y demuestra que podemos incrementar el uso de estas fuentes de energía, especialmente la eólica. No obstante, para no perder el aporte eólico en los momentos en que el sistema no lo pueda aprovechar, hay que mejorar la capacidad de almacenamiento energético. "Recientemente, se ha desarrollado una batería que utiliza litio y titanio como electrodo negativo, lo que permite un ciclo de vida más largo" La incertidumbre de un mercado emergente A pesar de los buenos augurios del profesor Chan sobre el futuro del coche eléctrico, los responsables de las empresas de automoción se mantienen en una posición más cauta y muestran una cierta incertidumbre sobre este incipiente mercado. Así queda recogido en los resultados de la última Encuesta global del sector de la automoción, que la consultora KPMG realiza cada año, desde hace trece, entre doscientos directivos de las empresas más importantes del mundo en el sector, incluyendo proveedores, fabricantes y distribuidores. Dos tercios de los encuestados consideran que en los próximos quince años el coche eléctrico será la tendencia más importante de la industria del automóvil, aunque la demanda de este tipo de vehículos no alcanzará aún el 15% de las ventas totales del 2026, salvo en Japón y China donde sí superará ese techo. Como mejor solución a medio plazo, el 65% apuesta por los vehículos híbridos. Y entre las dos tecnologías eléctricas en desarrollo, la pila de combustible le gana la batalla al coche enchufable. El futuro está sin escribir, pero la mayoría de los expertos cree que la última palabra la tendrán los gobiernos, ya que consideran que para su implantación serán necesarias generosas ayudas que hagan asequibles estos vehículos. Ignacio F. Bayo es periodista científico y director de la empresa de contenidos Publicado en Entrelíneas (