Vehículos Eléctricos y un futuro mejor - si nos preparamos

Entre las tecnologías que tienen alta probabilidad de cambiar profundamente algunos aspectos de nuestras vidas, los vehículos eléctricos se destacan como una tecnología que en el mediano plazo cambiará todo sobre como la energía es consumida y provista, pero podría también tener profundas consecuencias ambientales y sociales.

Cuando se habla de vehículos eléctricos (VEs) generalmente se hace referencia a vehículos de transporte terrestre sin rieles, pero la categoría podría abarcar desde las bicicletas eléctricas hasta portacontenedores autónomos y aviones, pasando por motos, autos, colectivos, camiones y los ya conocidos trenes. Esta tecnología se verá potenciada por su capacidad de complementarse y reforzar mutuamente con otra cantidad de tecnologías en proceso de expansión en este momento, relacionadas con el profundo proceso de electrificación que se está desarrollando en todo el mundo, las energías renovables (y la decentralización de la producción de electricidad), la digitalización de la vida, la cultura de la movilidad compartida, y los vehículos autónomos.

Como un reciente reporte del Foro Económico Mundial argumenta, ya ha comenzado una revolución en el ámbito de la movilidad. Para el 2024 se espera que la mitad de los nuevos automóviles vendidos sean eléctricos, y el 10% del parque automotor para vehículos individuales sea eléctrico. Sin embargo, hay diferencias importantes entre países, con la expectativa de que el 19% de los autos en China sean eléctricos, comparados con el 14% en Europa y el 11% en EEUU.

Fuente: Bloomberg, 2017. "ICE sales" se refiere a las ventas anuales de vehículos de combustión interna. "EV sales" se refiere a las ventas anuales de vehículos eléctricos

Aunque en Argentina creamos que no estamos listos para manejar un auto eléctrico (en realidad es más fácil que manejar uno a nafta) lo más probable es que lo hagamos en algunos años, y nuestros nietos seguramente van a ver las fotos de los autos a nafta y gasoil del mismo modo que nosotros vemos las fotos de los carruajes.

Si bien esta revolución de los VEs es inevitable, hay varias maneras en las cuales podría darse, y no todas serian beneficiosas social, económica y ambientalmente. La ruta se bifurca y, en un extremo, tenemos la posibilidad de continuar por un camino de expansión y consumo individual desenfrenado, que resultaría en el simple reemplazo de los automóviles a nafta por los VEs, continuando los problemas de transito y congestión en las ciudades, con beneficios económicos y ambientales moderados, y sin llevar a una sociedad mas justa.
Como alternativa, podríamos encarar la gestión de los VEs de una manera mas inteligente, apoyándonos en estas tecnologías para intentar resolver algunos de los problemas de (i) contaminación y congestión de las ciudades y rutas, (ii) facilitaran la integración de energías renovables en la red eléctrica, y (iii) mejoraran la resiliencia de las ciudades frente a emergencias. La complementariedad entre los VEs y las nuevas tecnologías, sumada a políticas públicas que y estrategias concertadas de transporte publico, integración de transporte multimodal, aprovechamiento de tecnologías de compartida de viajes y (próximamente) vehículos autónomos, podrían ser una herramienta extremadamente útil en la reducción de la contaminación y congestión de las vías de transporte.

Proliferación
Sin embargo, el status-quo, y la tendencia actual parecen tender hacia el escenario de aceleración del consumo y proliferación. En este escenario la electrificación del transporte es el pilar principal de las políticas nacionales y locales de movilidad limpia, enfocado principalmente en la substitución de los vehículos de combustión interna (VCI) por VEs. En la actualidad, muchas regulaciones del mundo fomentan únicamente esto, a través de incentivos financieros y no-financieros, que incluyen subsidios, acceso a estacionamientos y estaciones de carga gratuitas, y penalizaciones a vehículos con emisiones. Estos incentivos están motivados únicamente por el potencial que los VEs muestran para mejorar la eficiencia del transporte y la reducción consecuente en las emisiones de CO2, y gases contaminantes. De hecho, se estima que electrificar la totalidad de los automóviles livianos en EEUU, incluso con la matriz eléctrica actual, resultaría en una reducción del 60% en las emisiones de dichos automóviles.

Sin embargo, esta tendencia no permitiría resolver los problemas de congestión en las ciudades, aumentarían la cantidad de residuos peligrosos debidos a las baterías, y generaría una carga enorme sobre las redes eléctricas de cada país, como ya se está viendo en algunas zonas de EEUU.

Transición
La oportunidad, y la alternativa, es un escenario de transición completa. Ésta requeriría de reformas políticas y regulatorias que apoyaran objetivos más allá de la decarbonización del transporte. Los objetivos de estas nuevas políticas y regulaciones deberían apuntar a obtener ciudades mas inteligentes, sinergias de eficiencia y productividad, un desarrollo económico más amplio, y sistemas de transporte más equitativos. Esto requeriría la convergencia de objetivos de planificación energética, movilidad, e infraestructura, y la coordinación de políticas a nivel municipal, provincial y nacional.

El foco hacia adelante debería ser el de electrificar aquellos vehículos con mayores factores de uso, como el transporte público y las flotas de servicios, que representan la mayor cantidad de kilómetros recorridos, transportan la mayor cantidad de personas, y permitirían obtener las mayores ganancias de eficiencia. Este enfoque también permitiría evitar las mayores barreras a la adopción por parte de consumidores individuales (preocupación sobre la autonomía de los vehículos y sobre la infraestructura de carga).

Como en muchas disrupciones, la transformación en el transporte del paradigma de quema de moléculas al del movimiento de electrones va a producir ganadores y perdedores. Grandes industrias se verán afectadas (incluidas las de combustibles fósiles), pero antes aún se verán los efectos en la industria automotriz y electricidad. Esta amenaza puede ser también una oportunidad para que las mayores companías adopten nuevos modelos de negocios en transporte eléctrico, provisión de electricidad, y servicios de gestión de la flexibilidad en la energía.

Priorizar el transporte público
La transformación deberá enfocarse también en electrificar vehículos de alto uso, como aquellos en esquemas de viaje compartido, transporte publico, y flotas comerciales. En lugar de depender de que los consumidores individuales elijan reemplazar sus VCI por VEs la transformación se apoyaría en las decisiones económicamente racionales de las companías, que podrían aprovechar mejor la mayor eficiencia de los VEs. En muchos países, los buses eléctricos ya son más económicos que sus alternativas a combustión interna, y la expectativa es que lo sean en todo el mundo, mucho antes que los vehículos individuales. Actualmente ya hay 400.000 buses eléctricos en el mundo, y se espera que el 42% del total de los buses en uso en el mundo sea eléctrico, para el año 2025 (Bloomberg, 2017), cuando se espera que para ese año el porcentaje de vehículos eléctricos individuales sea de 3%.

La electricidad y la movilidad convergerán
En el futuro, se recargarán los vehículos en estaciones de carga eléctrica y, también, en la comodidad de las casas y los trabajos, sin la necesidad de manejar hasta una estación de servicio para recargar.

Electrificar el transporte, ofrece una variedad de beneficios, incluida una mayor diversidad en la matriz de energéticos para el transporte, una reducción en la dependencia de las fuentes de combustible fósil, mejor costo de operación de los vehículos, y mayor estabilidad en los precios. Adicionalmente, fomentaría la seguridad energética, independencia energética, y fomentaría un ambiente mas saludable.

Transformando a los VEs en activos para la red eléctrica
Solo estamos raspando la superficie en cuanto a las promesas de electrificar el transporte. Dada la dificultad en la integración de la generación de electricidad a través de fuentes eólicas y solares, estas fuentes requieren generadores de apoyo y/o baterías que tengan la habilidad de responder rápidamente a la intermitencia causada por variaciones en el viento y la insolación. Sin embargo, dado que los VEs son esencialmente baterías móviles, los enfoques de V2G (Vehículo a Red) representan una oportunidad para reducir costosas inversiones en baterías estacionarias y permitir una mayor integración de energías renovables en la red, ya que permitirían gestionar y nivelas los períodos de intermitencia.

Desde ese punto de vista, los VEs son activos para la red eléctrica. En efecto, estas baterías móviles pueden absorber la electricidad de la red cuando es económica (cuando sopla el viento y/o brilla el sol) y descargar la electricidad otra vez hacia la red durante el período de demanda pico. Pueden ser despachadas o detenidas rápidamente, en respuesta a señales de precio automáticas, cuando el operador de red necesita balancear la oferta y demanda de energía.

Funcionando de manera agregada, y conectados a la red eléctrica, los VEs podrían funcionar de manera colectiva como un generador de apoyo o batería. Sin embargo, para que ellos suceda, es necesario un marco regulatorio adecuado, señales de precio alineadas, y un alto nivel de control de la red eléctrica.

La perspectiva de las empresas eléctricas
La gran ventaja es que las empresas eléctricas ya tienen la capacidad de hacer mucho de esto. La aplicación de programas de gestión de la carga de VEs permitiría que estos actuaran como una valiosa fuente de capacidad flexible y también llevaría a mayores niveles de satisfacción de los consumidores.

Sin embargo, llevar a cabo esta transformación no dejaría de tener sus desafíos, y el cuerpo de conocimiento actual indica que en general las empresas distribuidoras no están preparadas para la adopción rápida de VEs, y los rápidos aumentos del consumo que estos generarían.

No obstante, como se mencionó anteriormente, el efecto negativo sobre la red y las necesidades de inversión adicional causados por dicho aumento en el consumo podría ser moderado, o incluso totalmente neutralizado a través de políticas y regulaciones que se apoyaran en las fortalezas de los VEs como herramienta para dar mayor flexibilidad a la red.

Aunque las distribuidoras acepten y den la bienvenida al mayor consumo eléctrico causado por los VEs, querrán evitar que las baterías se carguen cuando la demanda está en su pico. Bloomberg pronostica que el consumo de electricidad debido a los VEs va a llegar a los 1.800 TWh en 2040 (el 8 % del consumo eléctrico mundial actual). Sin soluciones de políticas y regulación, esto requeriría invertir más en capacidad pico, transmisión y distribución, generando un riesgo de ser sobrepasadas por la nueva demanda pico a no ser que actúen rápidamente para ajustar sus sistemas, marcos tarifarios, y programas de gestión de la demanda.

Para enfrentar el desafío de integrar mas energías renovables, generación distribuida, y la carga de los VES, las organizaciones que gestionan la distribución de la electricidad se verán obligadas a adquirir y desarrollar habilidades de manejo flexible de energía, e incluso a explorar nuevos modelos de negocios. Tendrán que evolucionar de proveedores de electrones "commodity" a proveedores confiables de servicios a lo ancho del amplio espectro de consumidores que tendrán.

Este es un mundo energético cada vez mas competitivo, y los que quieran tener posibilidades de salir victoriosos tendrán que encontrar nuevas maneras de monetizar y de diferenciarse de sus competidores.Los activos distribuidos (no solo los VEs, sino también termostatos, calentadores de agua, bombas, sistemas de iluminación, gestión de los edificios, y miles de otros sistemas conectados a través de Internet) están siendo implementados en hogares, edificios, fábricas, a lo largo del planeta. En esta cuarta revolución industrial, estos activos no sólo tendrán un rol crítico en mantener la red balanceada a través de la provisión de flexibilidad, sino que también abrirán las puertas a otros nuevos tipos de flujos de ingresos y formas de diversificación para las empresas eléctricas del futuro (cercano). Para esto, las empresas eléctricas necesitarán pensar en mejorar y digitalizar sus sistemas de información y de operación.

Esta convergencia entre tecnologías de la información y tecnologías de la operación será necesaria para incorporar la infraestructura de carga inteligente, innovar en las estructuras tarifarias para incentivar el desplazamiento de las cargas hacia fuera de la hora pico, y permitir los intercambios de energía entre prosumidores.

Construir una red inteligente significará permitir la visibilidad y control necesarios para minimizar impactos en las cargas, y cuidar la integridad de la red. La carga inteligente y/o gestionada de servicios V2G permitirá a las empresas eléctricas obtener enormes capacidades, totalmente nuevas, para controlar mejor cómo y cuando sucede la carga de VEs. Las empresas también podrán gestionar de manera remota y solucionar problemas de las estaciones de carga, agregar activos de la red, optimizar las cargas para responder a la demanda, y recolectar información, para medidas y verificación.

Necesitamos una visión compartida
Si vamos a estar a la altura del desafío de dejar un mejor planeta a nuestros descendientes, necesitamos llevar a cabo la transformación a un sistema de energía decarbonizado, descentralizado y digitalizado, asi como un sistema de transporte electrificado.La convergencia de las tecnologías que actualmente están en los márgenes con la movilidad va a ser esencial para realizar esta visión. Según indica el World Economic Forum, no alcanzaremos esa misión a siguiendo las trayectorias que llevamos actualmente. No será suficiente con simplemente reemplazar nuestros autos a combustible con autos impulsados por electrones.Se trata de tomar el camino correcto en la bifurcación en la que estamos. Necesitamos una visión compartida que acepte los nuevos patrones y formas de movilidad, propiedad de vehículos, y consumo. A través de la planificación de la transformación de los sistemas de movilidad y de energía, se podría acelerar la habilidad de las ciudades para alcanzar los objetivos climáticos, optimizar las inversiones en la red eléctrica, permitir innovaciones en los servicios e infraestructura, y generar desarrollo económico.Debemos marcar el camino y liderar la marcha. Se lo debemos a nuestras familias, y nuestras comunidades.

Fuentes:

• Amit Narayan, 2018, The electrification of transport could transform our future – if we are prepared for it, https://www.weforum.org/agenda/2018/08/we-must-get-it-right-with-electric-vehicles-for-the-sake-of-our-planet?deliveryName=DM4586
• WEF, 2018, Electric Vehicles for Smarter Cities: The Future of Energy and Mobility, https://www.weforum.org/reports/electric-vehicles-for-smarter-cities-the-future-of-energy-and-mobility

Blog escrito principalmente en base al articulo "The electrification of transport could transform our future – if we are prepared for it." del WE Forum, sumando aportes personales, e información y conclusiones apuntando especialmente a contexto Argentino y Latino-americano en general.