VEHÍCULOS ELECTRICOS , CONTINUACIÓN II
Ventajas y desventajas de los vehículos eléctricos [ editar ]
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| Energía sostenible |
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| Transporte sostenible |
Ambiental [ editar ]
Los EV no liberan contaminantes del aire del tubo de escape en el lugar donde se operan. También suelen generar menos contaminación acústica que un vehículo con motor de combustión interna, ya sea en reposo o en movimiento. [115] La energía que consumen los automóviles eléctricos e híbridos generalmente se genera por medios que tienen impactos ambientales. Sin embargo, la adaptación de los vehículos eléctricos tendría un beneficio ambiental neto significativo, excepto en algunos países que continúan dependiendo de las centrales eléctricas de carbón más antiguas para la mayor parte de su generación de electricidad durante la vida útil del automóvil. [116] [117] [118]
Hay un tipo especial de vehículos eléctricos llamados SAFA TEMPO en Nepal que ayudan a reducir la contaminación creada por los vehículos. [119] Estos vehículos funcionan con electricidad, generalmente baterías cargadas, en lugar de petróleo o gas, y actualmente están fuertemente promovidos por el gobierno para facilitar los problemas ambientales y de gestión de vehículos. Los motores eléctricos no requieren oxígeno, a diferencia de los motores de combustión interna; Esto es útil para submarinos y rovers espaciales .
Un estudio realizado por Cambridge Econometrics muestra los posibles beneficios de la contaminación del aire de los vehículos eléctricos. Según uno de los escenarios del estudio, Europa estaría en camino de reducir las emisiones de CO2 de los automóviles en un 88% para 2050. Las mejoras tecnológicas asociadas reducirían los óxidos de nitrógeno tóxicos (NOx) de los automóviles de alrededor de 1.3 millones de toneladas por año a alrededor de 70,000 toneladas por año. [120]
Mecánica [ editar ]
Los motores eléctricos son mecánicamente muy simples y, a menudo, alcanzan una eficiencia de conversión de energía del 90% [121] en todo el rango de velocidades y potencia de salida y pueden controlarse con precisión. También se pueden combinar con sistemas de frenado regenerativos que tienen la capacidad de convertir la energía del movimiento en electricidad almacenada. Esto se puede usar para reducir el desgaste de los sistemas de frenos (y el consiguiente polvo de las pastillas de freno) y reducir el requerimiento total de energía de un viaje. El frenado regenerativo es especialmente efectivo para iniciar y detener el uso en la ciudad.
Se pueden controlar con precisión y proporcionan un alto par de torsión desde el reposo, a diferencia de los motores de combustión interna, y no necesitan engranajes múltiples para igualar las curvas de potencia. Esto elimina la necesidad de cajas de cambios y convertidores de par .
Los vehículos eléctricos proporcionan un funcionamiento silencioso y suave y, en consecuencia, tienen menos ruido y vibraciones que los motores de combustión interna. [115] Si bien este es un atributo deseable, también ha despertado la preocupación de que la ausencia de los sonidos habituales de un vehículo que se aproxima representa un peligro para los peatones ciegos, ancianos y muy jóvenes. Para mitigar esta situación, los fabricantes de automóviles y las compañías individuales están desarrollando sistemas que producen sonidos de advertencia cuando los vehículos eléctricos se mueven lentamente, hasta una velocidad cuando el ruido normal de movimiento y rotación (carretera, suspensión, motor eléctrico, etc.) se vuelve audible. [122]
Resistencia energética [ editar ]
La electricidad se puede producir a partir de una variedad de fuentes, por lo tanto, proporciona el mayor grado de resistencia energética . [123]
Eficiencia energética [ editar ]
La eficiencia de EV ' tanque a ruedas ' es aproximadamente un factor 3 mayor que la de los vehículos con motor de combustión interna. [115] La energía no se consume mientras el vehículo está parado, a diferencia de los motores de combustión interna que consumen combustible al ralentí. Sin embargo, mirando el pozo a la rueda de la eficiencia de los vehículos eléctricos, sus emisiones totales, mientras que sigue siendo inferior, están más cerca de la gasolina o el diesel eficiente en la mayoría de países en los que la generación de electricidad se basa en combustibles fósiles. [124] [125] [126]
La eficiencia de la rueda a la rueda de un EV tiene menos que ver con el vehículo en sí y más con el método de producción de electricidad. Un EV particular se volvería instantáneamente dos veces más eficiente si la producción de electricidad se cambiara de combustible fósil a una fuente primaria de energía eólica o mareomotriz. Por lo tanto, cuando se cita "bien en las ruedas", se debe tener en cuenta que la discusión ya no se trata del vehículo, sino de toda la infraestructura de suministro de energía; en el caso de los combustibles fósiles, esto también debería incluir la energía gastada en exploración, minería, refinación y distribución.
El análisis del ciclo de vida de los vehículos eléctricos muestra que incluso cuando funcionan con la electricidad más intensiva en carbono de Europa, emiten menos gases de efecto invernadero que un vehículo diesel convencional. [127]
Costo de recarga [ editar ]
El costo de operar un EV varía enormemente según la ubicación. En algunas partes del mundo, conducir un EV cuesta menos que un vehículo a gasolina comparable, siempre que no se tenga en cuenta el precio de compra inicial más alto. En los EE. UU., En los estados que tienen una tarifa escalonada de electricidad, "combustible "Para los vehículos eléctricos de hoy, los propietarios tienen un costo significativamente mayor que el combustible para un vehículo de gasolina comparable. Un estudio de 2011 realizado por la Universidad de Purdue encontró que en California la mayoría de los usuarios ya alcanzan el tercer nivel de precios de la electricidad cada mes, y agregar un EV podría empujarlos al cuarto o quinto nivel (el más alto y más caro), lo que significa que pagarán más de $ 0.45 por kWh para electricidad para recargar su vehículo. A este precio, que es más alto que el precio promedio de electricidad en los Estados Unidos, Es dramáticamente más costoso conducir un EV puro que conducir un vehículo tradicional propulsado por gas puro. "El objetivo de un sistema de precios escalonado es desalentar el consumo. Tiene el propósito de hacer que piense en apagar las luces y conservar la electricidad. En California, la consecuencia involuntaria es que los automóviles híbridos enchufables no serán económicos bajo este sistema". ", dijo Tyner (el autor), cuyos hallazgos fueron publicados en la versión en línea de la revista Energy Policy.[128]
Estabilización de la cuadrícula [ editar ]
Dado que los vehículos eléctricos se pueden enchufar a la red eléctrica cuando no están en uso, existe la posibilidad de que los vehículos que funcionan con baterías incluso reduzcan la demanda de electricidad al suministrar electricidad a la red desde sus baterías durante los períodos pico de uso (como el uso del aire acondicionado a media tarde) ) mientras realiza la mayor parte de su carga por la noche, cuando hay capacidad de generación no utilizada. [96] [129] Esta conexión de vehículo a red (V2G) tiene el potencial de reducir la necesidad de nuevas centrales eléctricas, siempre que a los propietarios de vehículos no les importe reducir la vida útil de sus baterías, al ser agotadas por la compañía eléctrica durante la demanda máxima. También se demostró que el estacionamiento de un vehículo eléctrico podía desempeñar bien el papel de un agente que proporcionarespuesta de la demanda . [130]
Además, nuestra infraestructura eléctrica actual puede necesitar hacer frente a las crecientes cuotas de fuentes de energía de salida variable, como la eólica y la solar fotovoltaica. Esta variabilidad podría abordarse ajustando la velocidad a la que se cargan las baterías EV, o posiblemente incluso se descargan.
Algunos conceptos ven los intercambios de baterías y las estaciones de carga de baterías, de forma muy parecida a las estaciones de servicio / gasolina de hoy. Claramente, esto requerirá un enorme potencial de almacenamiento y carga, que podría manipularse para variar la velocidad de carga y generar energía durante los períodos de escasez, de la misma manera que los generadores diesel se usan por períodos cortos para estabilizar algunas redes nacionales. [131] [132]
Rango [ editar ]
Los vehículos eléctricos pueden tener un alcance más corto en comparación con los motores de combustión interna, sin embargo, el precio por milla de vehículos eléctricos está cayendo. [133] [134] La mayoría de los propietarios optan por cargar sus vehículos principalmente en sus casas mientras no están en uso debido a sus tiempos de carga típicamente más lentos y mayor comodidad. [135]
Calentamiento de vehículos eléctricos [ editar ]
En climas fríos, se necesita una energía considerable para calentar el interior de un vehículo y descongelar las ventanas. Con los motores de combustión interna, este calor ya existe cuando el calor de combustión residual se desvía del circuito de enfriamiento del motor. Este proceso compensa los costos externos de los gases de efecto invernadero . Si esto se hace con baterías EV, la calefacción interior requiere energía adicional de las baterías de los vehículos. Aunque se puede obtener algo de calor del motor o motores y la batería, su mayor eficiencia significa que no hay tanto calor residual disponible como el de un motor de combustión.
Sin embargo, para los vehículos que están conectados a la red, los EV de la batería pueden precalentarse o enfriarse, con poca o ninguna necesidad de energía de la batería, especialmente para viajes cortos.
Los diseños más nuevos se centran en el uso de cabinas súper aisladas que pueden calentar el vehículo utilizando el calor corporal de los pasajeros. Sin embargo, esto no es suficiente en climas más fríos, ya que un controlador entrega solo unos 100 W de potencia de calefacción. Un sistema de bomba de calor , capaz de enfriar la cabina durante el verano y calentarla durante el invierno, parece ser la forma más práctica y prometedora de resolver la gestión térmica del EV. Ricardo Arboix [136]introdujo (2008) un nuevo concepto basado en el principio de combinar la gestión térmica de la batería EV con la gestión térmica de la cabina mediante un sistema de bomba de calor. Esto se hace agregando un tercer intercambiador de calor, conectado térmicamente con el núcleo de la batería, al sistema tradicional de bomba de calor / aire acondicionado utilizado en modelos EV anteriores como el GM EV1 y el Toyota RAV4 EV. Se ha demostrado que el concepto brinda varios beneficios, como prolongar la vida útil de la batería y mejorar el rendimiento y la eficiencia energética general del EV. [137] [138] [139] [140]
Eficiencia del transporte público eléctrico [ editar ]
Los cambios del transporte privado al público (tren, trolebús , tránsito rápido personal o tranvía) tienen el potencial de grandes ganancias en eficiencia en términos de la distancia recorrida de un individuo por kWH.
La investigación muestra que las personas prefieren los tranvías, [141] porque son más tranquilos y más cómodos y se percibe que tienen un estatus más alto. [142] Por lo tanto, puede ser posible reducir el consumo de combustibles fósiles líquidos en las ciudades mediante el uso de tranvías eléctricos. Los tranvías pueden ser la forma más eficiente de transporte público, con vehículos de ruedas de goma que usan 2/3 más energía que el tranvía equivalente, y funcionan con electricidad en lugar de combustibles fósiles.
En términos de valor presente neto , también son los más baratos: los tranvías de Blackpool siguen funcionando después de 100 años, [ cita requerida ], pero los autobuses de combustión solo duran unos 15 años.
Incentivos y promoción [ editar ]
En mayo de 2017, India fue la primera en anunciar planes para vender solo vehículos eléctricos para 2030. [143] [144] El gobierno del primer ministro Narendra Modi puso en marcha el ambicioso plan mediante una licitación para comprar 10,000 vehículos eléctricos, [145] aclamado como "la iniciativa de adquisición de vehículos eléctricos más grande del mundo". [146]Además de satisfacer la urgente necesidad de controlar la contaminación del aire, el gobierno de la India tiene como objetivo reducir la factura de importación de petróleo y el costo de funcionamiento de los vehículos. Con casi un tercio de todos los automóviles vendidos en 2017 de todos los automóviles nuevos, ya sean totalmente eléctricos o híbridos, Noruega es el líder mundial en la adopción de automóviles eléctricos y se esfuerza por vender solo automóviles eléctricos o híbridos para 2030. Las otras naciones siguieron el ejemplo , con Francia y el Reino Unido anunciando el plan para prohibir la venta de automóviles a gas y diesel para 2040. Austria, China, Dinamarca, Alemania, Irlanda, Japón, los Países Bajos, Portugal, Corea y España también han establecido objetivos oficiales para la venta de automóviles eléctricos.
Muchos gobiernos ofrecen incentivos para promover el uso de vehículos eléctricos, con el objetivo de reducir la contaminación del aire y el consumo de petróleo. Algunos incentivos tienen la intención de aumentar las compras de vehículos eléctricos al compensar el precio de compra con una subvención. Otros incentivos incluyen tasas impositivas más bajas o exención de ciertos impuestos, e inversión en infraestructura de carga.
En algunos estados, las compañías automotrices se han asociado con empresas privadas locales para ofrecer grandes incentivos a ciertos vehículos eléctricos. Por ejemplo, en el estado de Florida, Nissan y NextEra Energy, una compañía energética local, están trabajando juntas para ofrecer incentivos de $ 10,000 en el Nissan Leaf 2017 totalmente eléctrico. Además, el gobierno ofrece incentivos para vehículos eléctricos de hasta $ 7,500 a personas que cumplan con los requisitos establecidos por el Crédito Fiscal Federal para Vehículos Eléctricos. Un Nissan Leaf 2017 estándar cuesta alrededor de $ 30,000. Como resultado, los residentes de Florida podrían comprar un nuevo Leaf por menos de la mitad del precio de mercado. [147]
La empresa privada local de San Diego, San Diego Gas and Electric (SDG & E), ofrece a sus clientes un incentivo para vehículos eléctricos de $ 10,000 por un BMW i3 2017. [148]
Sonoma Clean Power, la empresa de servicios públicos que sirve tanto a Sonoma como a Mendocino, ofrece a sus clientes incentivos EV de hasta $ 2,000 en un Volkswagen e-Golf. Además, Volkswagen ofrece un incentivo de $ 7,000 para la compra de un e-Golf. Además de estos incentivos locales, y el crédito fiscal federal, los residentes de California pueden recibir incentivos estatales de hasta $ 2,500 en forma de reembolsos estatales. Por lo tanto, los clientes de Sonoma Clean Power pueden potencialmente ahorrar hasta $ 19,000 en un e-Wolf. [149]
En marzo de 2018, NPR informó que la demanda de electricidad en los EE. UU. Había comenzado a disminuir. La Autoridad del Valle de Tennessee proyectó una caída del 13 por ciento en la demanda entre los siete estados a los que sirve, que es "la primera disminución persistente en los 85 años de historia de la agencia de propiedad federal". Para combatir esto, las compañías del sector de servicios públicos lanzaron programas para involucrarse más en el mercado de los autos eléctricos. Por ejemplo, las compañías de servicios públicos comenzaron a invertir en infraestructura de carga de vehículos eléctricos y a asociarse con fabricantes de automóviles para ofrecer reembolsos a las personas que compran vehículos eléctricos. [150]
En el Reino Unido, la Oficina de Vehículos de Baja Emisión ofrece subvenciones [151] para la instalación de hasta dos puntos de recarga en residencias privadas y hasta 20 para organizaciones comerciales. [152]
Mercado [ editar ]
La industria global de vehículos eléctricos (EV) continúa expandiéndose rápidamente. Sin embargo, el rendimiento regional varía, con algunos mercados de vehículos eléctricos que se acercan a un estado cercano a la corriente principal, mientras que otros permanecen estancados en neutral. En general, los volúmenes globales de ventas de vehículos eléctricos se están volviendo lo suficientemente grandes como para crear grupos de ganancias sustanciales para proveedores bien posicionados y otros actores ascendentes, pero también están teniendo un impacto negativo en los márgenes de ganancias de OEM tradicionales. [153] Grandes inversiones de fabricantes de automóvilesEn los vehículos eléctricos es uno de los factores que se atribuye en gran medida al crecimiento del mercado mundial de vehículos eléctricos. Los factores que contribuyen al crecimiento del mercado son las políticas y subsidios gubernamentales favorables, la necesidad de aumentar el rango de vehículos por carga, las grandes inversiones de los fabricantes de automóviles en vehículos eléctricos y las crecientes preocupaciones sobre la contaminación ambiental. Sin embargo, algunos factores como la falta de estandarización de la infraestructura de carga pueden dificultar el crecimiento del mercado. [154]
Futuro [ editar ]
Más de 9000 londinenses pueden morir temprano cada año por aire tóxico. El transporte es uno de los principales contribuyentes al problema, por lo que la ciudad planea convertirse en la capital de vehículos con emisiones ultra bajas de Europa y lograr cero emisiones de transporte para 2050. Un esquema financiado por el gobierno está ayudando a los distritos de Londres a instalar más de 1000 puntos de carga en toda la ciudad. Finales de 2020.
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Ferdinand Dudenhoeffer, jefe del Centro de Investigación Automotriz de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Gelsenkirchen en Alemania, dijo que "para 2025, todos los automóviles de pasajeros vendidos en Europa serán eléctricos o híbridos eléctricos". [155]
Baterías mejoradas [ editar ]
Primero, los avances en las baterías de iones de litio , en gran parte impulsadas por la industria de la electrónica de consumo, permiten que los vehículos eléctricos de tamaño completo y aptos para la autopista se impulsen tanto con una sola carga como los automóviles convencionales van con un solo tanque de gasolina. Las baterías de litio se han hecho seguras, se pueden recargar en minutos en lugar de horas (consulte el tiempo de recarga ) y ahora duran más que el vehículo típico (consulte la vida útil ). El costo de producción de estas baterías de litio más livianas y de mayor capacidad está disminuyendo gradualmente a medida que la tecnología madura y los volúmenes de producción aumentan (consulte el historial de precios ).
Toyota Motors Corporation está tratando de reemplazar la batería actual de iones de litio con tecnología de batería de estado sólido para 2020. La batería de estado sólido reemplaza el electrolito líquido con un electrolito sólido. [156] [157]
Las baterías recargables de litio-aire potencialmente ofrecen un mayor alcance sobre otros tipos y son un tema de investigación actual.
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