domingo, junio 23, 2024
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Las cuatro grandes barreras a las que se enfrentan los vehículos eléctricos | economía y negocios

Cada vez es más habitual ver un vehículo eléctrico (EV) circulando tranquilamente por las calles. Las ventas de vehículos eléctricos han aumentado, incluso dentro del mercado de lujo ecológico, ya que los vehículos eléctricos se han convertido en una opción viable para un número cada vez mayor de personas. Hoy en día, casi todos los fabricantes de automóviles tienen intereses en juego en el futuro de los vehículos eléctricos. Además, las autoridades están promoviendo los vehículos como una forma de abordar el cambio climático y reducir la contaminación de la ciudad. La Unión Europea quiere al menos 30 millones de autos eléctricos en las carreteras para 2030. Para la misma fecha, Estados Unidos tiene como objetivo que la mitad de todos los autos de pasajeros vendidos en el país sean eléctricos, mientras que China ha establecido una meta del 40%.

Sin embargo, la adopción masiva de vehículos eléctricos aún enfrenta importantes obstáculos. Si bien el alto costo de los vehículos eléctricos, la falta de infraestructura de carga y la autonomía limitada de los vehículos a menudo se citan como los mayores obstáculos, otros desafíos, derivados de la forma en que se construyen los vehículos eléctricos, dificultan que se hagan cargo. maneras.

grafito

En las baterías de iones de litio para vehículos eléctricos, el electrodo negativo está hecho de grafito, una de las formas en que se encuentra el carbono en la naturaleza. Es la única sustancia utilizada para este fin. “El carbono es un material que no parece muy importante. Abunda en la corteza terrestre”, explica Belén Sotelo, investigadora española del Departamento de Física de Materiales de la Universidad Complutense de Madrid. “El problema de las baterías es que las el grafito tiene que ser procesado, la mayoría de las plantas de procesamiento están en China”. Es por eso que la Unión Europea ha incluido el grafito en su lista de materiales importantes, junto con el litio, el cobalto, el níquel y el manganeso, que también son componentes de una batería EV.

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El grafito es también el material más pesado en una batería de iones de litio. Varían en peso de 100 a 220 libras, según la consultora Kearney. Esto significa que por cada 10 millones de vehículos eléctricos fabricados, se necesitan entre 500.000 y 1 millón de toneladas de grafito. Actualmente, la producción mundial de grafito -para todos sus usos- tiene capacidad para procesar solo 1 millón de toneladas.

Sotelo señala que se está buscando formas de aumentar la producción, pero lograr tal hazaña es muy difícil. Otra opción es reemplazar el grafito, pero esto tampoco es fácil. “Una vez que comprobemos que existe una alternativa y que funciona bien, tendremos que construir la industria”, explica el investigador. Esto es a menudo difícil. Tienes que mover a todos [EV] Industria de nuevos materiales.

litio

Las baterías de los coches eléctricos están hechas de litio, que se encuentra en cantidades muy pequeñas a diferencia del grafito. “El litio es un elemento que no abunda en la corteza terrestre, por lo que la cantidad de material que se puede obtener para hacer autos eléctricos es limitada”, dice Sotelo.

La geóloga Hannah Ritchie de la Universidad de Oxford en el Reino Unido, aplastar los números. Se estima que hay 88 millones de toneladas de litio en la Tierra, pero solo 22 millones son extraíbles. Según Ritchie, a partir de estas reservas se podrían fabricar 2.800 millones de baterías eléctricas. Es difícil saber cuántos vehículos eléctricos hay en el mundo, pero algunas estimaciones sitúan un número más cercano a los 1.400 millones. Esto no deja espacio para más. Además, el litio tiene otros usos, por lo que las reservas no solo se utilizarán para vehículos eléctricos.

“El otro problema del litio es que es un elemento que tiende a ser muy reactivo. Una vez que se agota una batería, es muy difícil recuperarla”, explica Sotelo, quien dice que también se está investigando sobre posibles reemplazos. el potasio, en tecnología de baterías similar al litio, son elementos con menor capacidad para almacenar energía, pero que se pueden recuperar más fácilmente y son más abundantes.

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Una planta de reciclaje de baterías de vehículos eléctricos en Wen’an, China.VCG (imágenes falsas)

Reciclaje de baterías

También es importante tener en cuenta que la batería del EV alimenta toda la carrocería del vehículo. Solo dura unos 10 años. Cuando llega el momento de cambiarlos, comienza el viaje de reciclaje. Félix Antonio López, investigador del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), señala un dato clave: en la planta de reciclaje, las pilas se desmontan de forma manual, ya que aún no existen procesos automatizados.

“Los problemas son con el reciclaje de la batería interna”, dice López. Dentro de esa batería hay unidades compuestas por celdas y baterías. “Esas baterías se trituran. Después de eso, se realizan procesos de separación que tienen como objetivo principal separar el plástico del cobre. Pero este proceso no es perfecto. El resultado es lo que conocemos como masa negra”. Este material se llama así por el predominio del grafito negro, pero también contiene níquel, cobalto y manganeso (del cátodo), así como litio, fósforo y flúor (contenido en el electrolito de la batería). Restaurar estos artículos no es fácil y también es un proceso costoso debido a la falta de automatización. En la actualidad, toda la masa negra se envía a China para su reciclaje.

López dice que aumentar el reciclaje es difícil. El investigador calcula que puede haber una tecnología productiva que se pueda transferir a las empresas en cinco o seis años. A partir de ahí, hay que impulsarlo a nivel industrial, lo que también lleva tiempo.

Fuente de alimentación

La adopción masiva de vehículos eléctricos también aumentará la demanda en la red eléctrica. En este escenario, dice Antonio Gómez-Expósito, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Sevilla en España, es importante distinguir entre dos factores: la potencia, que debe producirse en las centrales eléctricas, y la potencia, que representa la velocidad a la que se entrega la electricidad.

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“En España, no hay mucho problema con la producción de energía”, dice Gómez. De hecho, por la noche, la productividad de algunas centrales térmicas y nucleares disminuye porque no se necesitan. En otras palabras, existe la infraestructura para producir más energía de la que consume el país.

La dificultad radica en la solidez de la red eléctrica. “Si todo el mundo cargara su coche en los picos de consumo de la tarde, como es lógico en principio, entonces habría un problema enorme, tanto en la red de transporte como en la red de distribución”, apunta Gómez. “Para evitar esto, la idea es alentar a los automóviles a cargar durante la noche”.

Sin embargo, en un escenario con millones de vehículos eléctricos, cabría esperar problemas en la red de distribución, que incluye media y baja tensión. Cuando la electricidad se genera en una central eléctrica, se envía a una subestación de alta tensión, y de allí se dirige a los centros de transmisión de energía de media tensión, que distribuyen la electricidad a través de cables de baja tensión a hogares y empresas.

“Un centro de conversión normalmente puede atender entre 100 y 300 clientes. Si, de esos 300 clientes, todos los que tienen un automóvil eléctrico cargan el automóvil al mismo tiempo, incluso si lo hacen de noche, la red de distribución de alto voltaje tendrá que ser reforzado. Los mínimos que golpean esos bloques de pisos”, explica Gómez. Y ese será un trabajo que hay que hacer a nivel local, en las ciudades y en los barrios.

La coordinación de carga a gran escala de vehículos eléctricos y la modernización de parte de la red eléctrica son otras dos barreras para la adopción masiva de vehículos eléctricos. Todas estas dificultades surgirán con el tiempo, a medida que la adopción de vehículos eléctricos se generalice.

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Adelaida Cabello
Adelaida Cabello
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