El vehículo eléctrico y las redes inteligentes

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1 El vehículo eléctrico y las redes inteligentes Seminario de Gestión Ambiental La electricidad a la carta: las redes inteligentes y el consumidor final Pamplona 19 Marzo 2013 Miquel Mateu Responsable proyectos vehículo eléctrico

2 Introducción El vehículo eléctrico: nuevo paradigma del transporte

3 INTRODUCCIÓN Necesidad de cambio en el sector del transporte Nos encontramos en el primer escenario realista de implantación del vehículo eléctrico en el mercado. Los principales motivos de este cambio son: Reducción de la dependencia del petróleo Reducción de emisiones de CO2 Contaminación atmosférica en ciudades Contaminación acústica en ciudades Contaminación acústica y atmosférica (Barcelona) Fuente: Cities for Climate Change, Mr.Noshin 3

4 INTRODUCCIÓN Alternativas para el futuro del transporte Electrificación progresiva híbridos y eléctricos Pilas de combustible con tracción eléctrica Gas Natural en motores de combustión Biocombustibles en motores de combustión Combustibles sintéticos en motores de combustión Motores de aire comprimido 4

5 INTRODUCCIÓN Irrupción del vehículo eléctrico en el mercado La llegada del vehículo eléctrico implica un cambio de paradigma en movilidad, así como en el sector automoción y energía: Nuevos vehículos y sistemas de transporte Nuevos hábitos a tomar por los usuarios Nuevas oportunidades tecnológicas y económicas Sinergia con las redes inteligentes 5 Fuente: INESCPORTO y UNIVERSIDADE DO PORTO, EVS Fuente: MIT Media LAB, Mr.A.Scott, Stavanger EVS24, 2009

6 INTRODUCCIÓN El vehículo de combustión y su entorno Vehículo Infraestructura Usuario Servicios 6 TMB Rent a Car

7 INTRODUCCIÓN El vehículo de combustión y su entorno Se trata de una tecnología con más de 100 años de historia y por tanto con una madurez tecnológica muy elevada y un coste económico optimizado. Pero con limitaciones 7 Contaminación atmosférica (NOx, CO, HC, PM) Elevados niveles de CO2 Niveles de ruido elevados Dependencia del petróleo Coste de operación elevado

8 INTRODUCCIÓN Aplicando la misma estructura en la movilidad eléctrica Nissan Leaf PdR LIVE Barcelona Vectrix Vehículo Infraestructura Renault Twizy Usuario Better Place En comparación directa los vehículos eléctricos presentan muchas desventajas! Servicios 8 Autolib MobecPoint

9 EL VEHÍCULO ELÉCTRICO Y SU ENTORNO El vehículo y sus variantes Eléctrico puro Plug-in Hybrid Range Extender (BEV) (PHEV) (ERE) Sin motor térmico adicional Combina propulsión eléctrica y térmica Térmico solo para generar electricidad Fuente: NESEA org 2009 / Informe CADS 9 Renault Twizy Nissan Leaf Toyota Prius PHEV Seat Leon Twin Drive Chevrolet Volt Opel Ampera

10 EL VEHÍCULO ELÉCTRICO Y SU ENTORNO El vehículo Motor eléctrico co Baterías Cargadores Bosch UQM A123 Nissan Leaf Brusa SB Limotive Zivan El motor eléctrico Más flexibilidad de control/gestión que el motor de combustión Relación peso / potencia favorable Coste económico aún por optimizar para la automoción Cuidado con la dependencia de materiales (tierras raras) 10

11 EL VEHÍCULO ELÉCTRICO Y SU ENTORNO Las baterías Las baterías son probablemente el punto más crítico del vehículo a nivel tecnológico. Evolución tecnológica baterías Plomo-Ácido Níquel Cadmio Níquel - hidruro metálico Litio ión 30 Wh/kg Wh/kg Wh/kg Wh/kg Rápida evolución, pero aún es necesario un salto cualitativo!! 11 Fuente: Report on the Joint EC/EPoSS/ERTRAC Expert Workshop 2009

12 EL VEHÍCULO ELÉCTRICO Y SU ENTORNO Las baterías En el vehículo eléctrico, la energía almacenada en las baterías es netamente inferior a los vehículos de combustión Energía específica embarcada Wh/kg Wh/l Gasolina Gasoil Gas natural Vehicular * Baterías Li-ion *Ref. GNC a 200bar El volumen y el peso de las baterías de Li-ion es aún insuficiente El alto coste también debe evolucionar Los híbridos tipo PHEV son una buena solución transitoria 12

13 13 EL VEHÍCULO ELÉCTRICO Y SU ENTORNO Infraestructuras : la recarga del vehículo

14 EL VEHÍCULO ELÉCTRICO Y SU ENTORNO Infraestructuras : la recarga del vehículo Limitaciones de la recarga: Recarga lenta: El tiempo de la recarga no es comparable al repostaje de gasolina. Eso implica: Necesidad de previsión y gestión de la recarga por parte del usuario Range Anxiety : al no disponer de una solución de emergencia eficaz para el repostaje Recarga rápida: Posible impacto en el envejecimiento prematuro de las baterías Tiempo de recarga sigue siendo importante Pocas instalaciones disponibles actualmente: alta potencia requerida 14

15 EL VEHÍCULO ELÉCTRICO Y SU ENTORNO Infraestructuras : la recarga del vehículo Impacto en la red eléctrica Con la llegada masiva del vehículo eléctrico, la gestión de la demanda será un elemento clave para evitar un impacto en la red eléctrica. La implantación masiva del vehículo eléctrico necesita, pues, la regulación de la demanda mediante redes inteligentes. 15

16 El futuro del vehículo eléctrico Claves para su implantación

17 EL FUTURO DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO Claves para su implantación 1. SUPERACIÓN DE BARRERAS TECNOLÓGICAS Standford LiS cell 2. INFRAESTRUCTURA AVANZADA Nissan inductive charging 3. NUEVOS SERVICIOS Y OPORTUNIDADES DE NEGOCIO 17

18 EL FUTURO DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO Claves para su implantación Vehículo Infraestructura Usuario Servicios 18

19 EL FUTURO DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO Vehículo: barreras tecnológicas a superar Salto tecnológico en el almacenamiento de energía: Nuevas formulaciones químicas (LiS, Li-air, Zn-air, nanotecnologías): podrían duplicar la capacidad de la celda entre 2 y 5 veces en un plazo de 5-10 años. Fuente: MMI Argonne Li-air Supercondensadores: evolución rápida de la tecnología 19 Pilas de combustible: generación de energía a bordo.

20 EL FUTURO DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO Infraestructuras avanzadas Alternativas a la recarga simple Recarga por inducción: Recarga integrada en la carretera? Nissan Plugless Power Intercambio de baterías: Estandarización de baterías necesaria para implementarse de forma eficiente. Better Place battery swapping Grid to Vehicle Recarga bidireccional e inteligente (V2G) Sinergia entre vehículo eléctrico y Smart Grid Vehicle to Grid 20

21 EL FUTURO DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO Infraestructuras avanzadas: recarga inteligente Evolución del modo de recarga: 1 Recarga unidireccional no gestionada Grid to Vehicle 2 Recarga unidireccional gestionada Mediante, por ejemplo, incentivos de consumo nocturno 3 Recarga bidireccional inteligente: V2G El vehículo como elemento activo en la gestión de la red o microred eléctrica. Grid to Vehicle Vehicle to Grid 21

22 EL FUTURO DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO Vehículos eléctricos integrados en Smart Grids Sinergia entre el vehículo eléctrico y las redes inteligentes, gracias a la capacidad de almacenaje de energía La batería del vehículo pasa a ser un miembro activo de la regulación de la red/microred eléctrica Fuente: INESCPORTO y UNIVERSIDADE DO PORTO, EVS

23 EL FUTURO DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO Nuevos servicios y oportunidades de negocio Las tecnologías TIC aplicadas a los vehículos eléctricos abren la puerta a muchas oportunidades de desarrollo y mejora de los servicios de movilidad Vehículo gestionado desde SMARTphones u otros dispositivos SMART! 23

24 EL FUTURO DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO Nuevos servicios y oportunidades de negocio La creciente flexibilidad que ofrecen los vehículos eléctricos abren la puerta a la creación de nuevos servicios asociados Nuevo mercado / nuevos actores Ejemplos: Interacción vehículo/usuario: aplicaciones de mejora del funcionamiento y gestión del vehículo Plataformas de movilidad: carsharing, carpooling La movilidad basada en una cartera de servicios y no en el uso del vehículo privado Flexibilidad y sistemas de movilidad integrados Gestión inteligente de la recarga: el vehículo eléctrico como elemento activo en la regulación de la red eléctrica o microred doméstica 24

25 OPORTUNIDADES DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO Movilidad & car-sharing Las plataformas de car-sharing o coche compartido son cada vez más comunes, como servicio de movilidad al usuario. El vehículo eléctrico se adapta a las necesidades de esta nueva plataforma de movilidad: Autonomía suficiente Entorno urbano Gestión centralizada de la recarga (potencial sinergia Smart Grids) Plataformas car-sharing 25 PARIS SEVILLA COPENAGHEN / OSLO GOTEBORG HAMBURGO / BERLIN Y OTRAS

26 ALTRAN emoc Diseño de vehículo eléctrico modular Atran emoc : vehículo eléctrico modular Este proyecto ejemplifica la transformación del concepto tradicional del vehículo Complementos en forma de módulos Potencial de extensión de potencia y autonomía El vehículo inteligente, conectado con su entorno Eficiencia energética 26

27 27 OPORTUNIDADES DEL VEHÍCULO ELÉCTRICO Movilidad eléctrica integrada e intermodal

28 Conclusiones

29 1 El vehículo eléctrico avanza a pero con calma! La evolución de la tecnología es notable, aunque aún es necesario un salto tecnológico para poder competir con los de gasolina 29

30 2 Sinergia con las redes inteligentes como clave para el desarrollo del vehículo Gestión de la recarga necesaria Oportunidad tecnológica para la gestión de la red 30

31 3 Transformación de los modelos de movilidad actuales Evolución del vehículo privado hacia la movilidad integrada 31

32 4 La conectividad del vehículo y los servicios asociados (nuevos modelos de negocio) como elementos claves 32

33 Muchas gracias! Miquel Mateu Responsable proyectos vehículo eléctrico

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