Baterías de coches eléctricos e híbridos hoy [estado de la tecnología del automóvil]

Las baterías son el elemento fundamental de híbridos y eléctricos. En ellas está la clave de su viabilidad técnica y económica, el principal problema y, por tanto, también el mayor desafío tecnológico dentro de este tipo de planta motriz que parece condenada a conquistar el mundo a cámara lenta.

Las baterías constituyen ya el presente y tal vez el futuro del coche eléctrico, por lo que es fundamental empezar a conocerlas con detalle

Para impulsar un vehículo mediante electricidad es necesario poder generar o transportar enormes cantidades de energía eléctrica dentro del propio vehículo. La generación de energía eléctrica a través de una pila de combustible de hidrógeno, ya tratada en esta misma serie de artículos, se presenta como una posible solución a bastante largo plazo. Mientras tanto, las baterías constituyen ya el presente y tal vez el futuro del coche eléctrico por lo que es fundamental comprender su funcionamiento, sus limitaciones, su situación tecnológica actual y sus perspectivas de futuro.

Fundamentos básicos de una batería

Empezamos con lo básico.


Una batería es un conjunto de células, en cada una de las cuales tiene lugar una reacción química reversible en la que se produce un intercambio de iones y electrones entre sus dos polos. En la “dirección de descarga”, se produce una corriente eléctrica que es capaz de mover el motor eléctrico que impulsa el coche, mientras que en la “dirección de recarga” iones y electrones vuelven a su situación original a partir de un aporte de energía externo.


Las dos características fundamentales, que determinan el comportamiento, rendimiento y duración de una batería son, por un lado, los elementos químicos escogidos para dar lugar a la reacción dentro de cada célula y, por otro, la electrónica que controla todo el proceso de descarga y recarga. Este artículo se centra exclusivamente en la parte química.


Las células de la batería son su parte esencial, determinando su coste y rendimiento, de forma que la mayoría de los esfuerzos investigadores se encuentran actualmente dirigidos a mejorar este elemento clave. Cada célula consta de un cátodo (electrodo positivo) un ánodo (electrodo negativo) y un electrolito, que separa ambos electrodos y constituye el medio neutral para la transferencia de carga dentro de la célula.
Antes de entrar en las diferentes químicas posibles, cabe decir que las células pueden adoptar forma prismática, cilíndrica o de plancha, aportando diferentes ventajas e inconvenientes en cuanto a densidad energética, disipación del calor y aprovechamiento del espacio, que las convierten en más o menos adecuadas para los diferentes usos.

Químicas posibles para baterías de coches eléctricos

Las propias baterías de Ion-Litio constituyen una amplia familia de opciones químicas diversas que sólo comparten entre sí el Litio como elemento fundamental

Últimamente, parece darse por sentado que las baterías de Ion-Litio son las más adecuadas para el uso automovilístico, y posiblemente sea así. No obstante, no es esta la única posibilidad que existe y, de hecho, las propias baterías de Ion-Litio constituyen una amplia familia de opciones químicas diversas que sólo comparten entre sí el Litio como elemento fundamental, pero no el resto de elementos implicados.


Existen tres tipologías de baterías, atendiendo a su química, cuyo desarrollo actual las hace adecuadas para alimentar el motor de un coche eléctrico: las baterías de Plomo-Ácido, las baterías de Metal-Níquel y, finalmente, las baterías de Ion-Litio. Escoger entre los diferentes tipos de baterías es siempre una decisión de compromiso entre densidad energética, potencia específica, costes, seguridad y durabilidad.


Las baterías de Plomo-Ácido son la opción de bajo coste, y se han utilizado durante décadas para arrancar nuestros motores de combustión. Entre sus ventajas, además del bajo coste y estandarización universal, se encuentran su buena potencia específica (W/kg), buen comportamiento en un amplio rango de temperaturas, buena retención de la carga en el tiempo y son relativamente fáciles de reciclar. Sólo pueden almacenar unos 40 Wh/kg, una densidad energética muy pobre como veremos más adelante.


Las baterías de Níquel-Metal han sido las preferidas por el archiconocido Toyota Prius durante sus más de 10 años de historia, por lo que han demostrado sobradamente su capacidad para responder con solidez en las entrañas de un híbrido no enchufable. Su potencia específica es correcta, su ciclo de vida largo y no presentan problemas medioambientales, mientras que tienen un alto índice de descarga en periodos de inactividad (pierden el 30% de la carga en un mes paradas) y su coste de producción es algo elevado por incorporar tierras raras en el electrodo positivo. Sus 60 Wh/kg las hace superiores a las de Plomo-Ácido, pero las mantiene todavía cierta distancia del Litio, que, no en vano, es el más ligero de los elementos de la tabla periódica que no es un gas a temperatura ambiente.

Su voltaje, densidad energética, potencia específica, carga utilizable, eficiencia de recarga y ciclo de vida son muy superiores a las de sus dos rivales, al tiempo que su índice de descarga es mucho menor

Las baterías de Ion-Litio, de las que existen muchas variedades, parecen estar llamadas a prevalecer, pues sus características técnicas más importantes mejoran sustancialmente a las dos opciones anteriores, si bien introducen también algún que otro problema en la ecuación. Su voltaje, densidad energética, potencia específica, carga utilizable, eficiencia de recarga y ciclo de vida son muy superiores a las de sus dos rivales, al tiempo que su índice de descarga es mucho menor.


Como inconveniente, cabe señalar su menor robustez ante variaciones de voltaje, que obliga a incorporar costosos sistemas de gestión de las baterías para su protección y correcto funcionamiento. De ello y de su propia composición química se deriva un coste de producción también mayor que sus rivales, tema a tener muy en cuenta dada su extrema relevancia en la competitividad del coche eléctrico.

Las baterías de Ion-Litio: una colección de posibilidades

Aunque hablamos constantemente de baterías de Ion-Litio como si fueran una única cosa, estamos utilizando probablemente una denominación demasiado genérica y que abarca muchas posibilidades

Las diferentes baterías de Ion-Litio tienen en común entre sí la utilización, en general, de un ánodo de Litio-Carbono y difieren entre sí en el óxido de litio que utilizan en el cátodo. Cada química da lugar a un diferente conjunto de características técnicas y, por tanto, aunque hablamos constantemente de baterías de Ion-Litio como si fueran una única cosa, estamos utilizando probablemente una denominación demasiado genérica y que abarca muchas posibilidades, entre las que se encontrarían las siguientes ya desarrolladas con la tecnología actual:
Baterías de Litio-Cobalto (Li Co O₂) – Densidad energética 170-185 Wh/kg
Estas son las más extendidas para dispositivos móviles como teléfonos u ordenadores portátiles, pero son difícilmente utilizables en coches porque sólo aguantan unos 500 ciclos de recarga y en caso de accidente y rotura pueden generar reacciones exotérmicas que desemboquen incluso en incendio, lo que sería demoledor para su imagen, por improbable que sea el suceso.
Baterías de Litio-Hierro-Fosfato (Li Fe P O₂) – Densidad energética 90 – 125 Wh/kg


Son las más seguras, por tener la mayor estabilidad térmica y química. Su densidad energética está en la zona baja, pero se pueden considerar un salto adelante en seguridad y también en durabilidad, con hasta 2.000 ciclos de recarga. Son también las más baratas, junto con las de cobalto, pero estas sí se pueden emplear en automoción para mover híbridos y eléctricos puros sin riesgos.


Baterías de Litio-Manganeso (Li Mn₂ O₂) – Densidad energética 90 – 110 Wh/kg


También son más estables térmicamente que las de cobalto y soportan un mayor voltaje, pero se encuentran de nuevo con una inferior densidad energética. El manganeso no es contaminante.


Baterías de Litio-Níquel-Cobalto-Manganeso (Li Ni_x Co_y Mn_z O₂) – Densidad energética 155 – 190 Wh/kg


Excelente compromiso entre muy buen rendimiento y coste razonable, se empiezan a utilizar en coches eléctricos masivamente. Soportan 1.500 ciclos y voltajes de los más altos.




Baterías de Litio-Titanio (Li₄ Ti₅ O₁₂) Densidad energética 65 – 100 Wh/kg


Son las más duraderas, pues aguantan hasta 12.000 ciclos de recarga (unas 10 veces más que cualquiera de las otras) pero su densidad energética actual es baja y su coste, muy elevado.

Conclusiones

Cada una de las opciones representa siempre una relación de compromiso entre sus diferentes prestaciones, sin existir una opción claramente vencedora en todos los aspectos

Las baterías necesarias para mover un coche están sometidas a un nivel de exigencia brutal. Por un lado, deben ser capaces de contener una elevada carga con la menor masa posible (densidad energética) para poder competir con la gasolina en la medida de lo posible y salvando las enormes distancias que existen entre ambas formas de almacenamiento energético. Por otro lado, deben soportar rangos de temperatura muy amplios, posibles accidentes y miles de ciclos de recarga.


Existen en el mercado numerosas variantes químicas de las que aquí sólo hemos recogido las más utilizadas. La lista está abierta a nuevas incorporaciones, fruto de la investigación, pero parece claro que cada una de las opciones representa siempre una relación de compromiso entre sus diferentes prestaciones, sin existir una opción claramente vencedora en todos los aspectos.


El camino que han de recorrer estos depósitos de energía química es aún muy largo y tortuoso, pero conviene ir conociendo las diferentes variantes que existen, a las que se irán sumando otras combinaciones, para poder seguir la evolución en este importante terreno de innovación tecnológica.
Fuente: “Global autos: don’t believe the hype – analyzing the costs & potential of fuel-efficient technology” – Bernstein Research & Ricardo – Informe impreso

En Tecmovia: Litio, ¿el nuevo oro? | Gran paso en la evolución de las baterías de la mano de Envia Systems 

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Baterías de coches eléctricos e híbridos, hoy [estado de la tecnología del automóvil]

de Tecmovia de David G.Artés

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El carbón, un fósil muy vivo

Hace entre 280 y 345 millones de años, en el período geológico de la era Paleozoica conocido como Carbonífero, la acumulación subterránea de los restos de vegetales procedentes de los bosques de helechos dio lugar a las más importantes reservas de carbón del mundo.


Tras millones de años descansando en paz, allá por el año 1600 unos escoceses notaron que unas rocas negras ardían en el aire. De su estudio pronto se dedujo que no eran piedras, sino un material fósil altamente combustible. A partir del siglo XVI, bajo el reinado de Isabel I, el carbón se empezó a utilizar como sistema de calefacción en las ciudades. Desde entonces en su extracción no ha habido tregua: el carbón es, aún hoy, un fósil muy vivo.

Tipos de carbón

Al igual que el petróleo y el gas, el carbón está compuesto por residuos orgánicos que se hundieron hace millones de años por el peso de los sedimentos, hasta transformarse finalmente liberando carbono. Sin embargo, a pesar de haber sufrido procesos de formación similares, no todos los carbones son iguales.


De acuerdo con el porcentaje de compuestos volátiles que contienen, se distinguen cuatro tipos básicos de carbón natural, algunos con mayor poder calorífico que otros, parámetro a partir del cual se determinan su valor y sus aplicaciones.

La antracita es el carbón de mayor calidad. Tiene un alto contenido en carbono y escasos componentes volátiles, lo que le confiere un gran poder calorífico al que acompañan unas emisiones bastante reducidas

Turba (50%-60% de carbono; ≈ 4.000 calorías por kg de carbono). Se encuentra en zonas pantanosas, por lo que tiene un alto porcentaje de humedad. La turba constituye la primera etapa en la transformación de la materia vegetal en carbón, apreciándose en ella los vegetales que le dieron origen.

Lignito (60%-75% de carbono; ≈ 6.000 calorías por kg de carbono). Se forma por la compresión de la turba, y en su interior a veces pueden distinguirse estructuras vegetales. Se encuentra en minas a cielo abierto, con los problemas medioambientales que ello supone. Se emplea principalmente en centrales termoeléctricas. No produce coque.


Hulla (45%-85% de carbono; ≈ 8.000 calorías por kg de carbono): La hulla es el siguiente paso en la carrera por la antracita. Se forma por compresión a partir del lignito, y posee unas características como combustible notablemente superiores a las de éste. Suele ser lo que popularmente se conoce como carbón. A nivel industrial se convierte en coque para su uso en la fundición de metales.


Antracita (95% de carbono; ≈ 8.000 calorías por kg de carbono): La antracita es el último paso en la carrera del carbón. Debido a su baja concentración de elementos volátiles, su ignición es dificultosa, produciendo una pequeña llama azulada. Aún así, es el carbón de más alto nivel, al tener un alto poder calorífico y unas reducidas emisiones de contaminantes.

El carbón en la actualidad

Como ya pudimos comprobar en nuestra visita a la sede de Endesa en Madrid, el carbón representa una importante cuota tanto dentro del mix de potencia instalada como del de generación energética de la compañía. No es la única. En total, el mix de generación español (datos proporcionados por REE en su Avance del informe del sistema eléctrico español 2011 correspondientes al 31 de diciembre de 2011) está representado por el carbón en un 12% (12.210 MW), que asciende hasta el 15% cuando hablamos de producción. Esto es: 15 de cada 100 bombillas que se encienden en España lo hacen gracias a este combustible.

La producción energética con carbón se disparó en 2011, duplicando la cifra de 2010 (15% frente al 8.5% respectivamente), lo que supuso un aumento de las emisiones del sector eléctrico del 25% respecto al ejercicio anterior

De este avance se extrae que el porcentaje de potencia instalada correspondiente a centrales térmicas de carbón ha aumentado ligeramente respecto al de 2010, cuando se situaba en el 11,5%. Por su parte, la demanda se ha disparado, duplicando los datos registrados en el ejercicio anterior: del 8,5% de 2010 hasta el 15% de 2011.

Este aumento de la generación con carbón, acompañado de una disminución de la producción de otras fuentes de energía (eólica, hidráulica y nuclear) ha supuesto un más que notable aumento en las emisiones de CO2 del sector eléctrico, que se estiman en 73 millones de toneladas, un 25% más que en 2010.


Si no perteneces a una familia minera, la producción energética basada en el carbón no es la base de tu sustento y no eres un fiel seguidor de Aznar en su lucha por negar la evidente influencia antropogénica en el cambio climático, entonces pensarás que los datos son aterradores.

Una tendencia a la alza a nivel mundial

Desafortunadamente, los datos registrados en España no son una excepción dentro del panorama energético internacional, y que tiemble el medio ambiente si echamos un vistazo al crecimiento de las fuentes energéticas en el periodo entre 2000 y 2010.


Así, analizando el gráfico que aportamos a continuación de estas líneas, correspondiente a una recopilación de datos realizada por la Agencia Internacional de la Energía, observamos que el carbón es, de nuevo, el claro vencedor. Lo siguen el petróleo y el gas, muy por delante de las renovables. Finalmente encontramos las nucleares, cuya popularidad ha caído en picado en los últimos años, y que actualmente se encuentran en una posición difícil, muy alejada del optimismo nuclear que empapaba al sector energético en la década de los 70.





Sin embargo, es digno de valorar que en este mismo periodo la tendencia en España fue a la baja. Este combustible suponía el 26% de la capacidad instalada y el 43,2% de la producción total en régimen ordinario en el año 2000, frente a los datos del 11,5% y el 8,5% que hemos visto con anterioridad correspondientes al ejercicio de 2010.


Por su parte, las renovables no-hidráulicas, alentadas por ingentes partidas de dinero destinadas a subvencionarlas, aumentaron un 10,9% en el mismo periodo: del 1,5% al 12,4%. También crecieron las térmicas de fuel y ciclo combinado, que en el año 2000 tuvieron una contribución del 5,8% al total de la producción bruta en régimen ordinario.

Conclusiones

Con estos datos en la mano, es inevitable pensar que el carbón se está imponiendo de nuevo a un ritmo imparable. El principal exponente de la revolución industrial del siglo XIX, olvidadodurante décadas, amenaza con volver a convertirse en la chispa que ilumine al mundo durante el siglo XXI.


Los combustibles fósiles seguirán siendo imprescindibles durante las próximas décadas, y una buena prueba de esto es la dependencia energética que tenemos de ellos. Frente a unas reservas petrolíferas que se agotan a pasos agigantados, parece inevitable centrar la atención en el carbón: sus reservas se calculan en 160 años, y su localización en países desarrollados y en proceso de desarrollo lo hace especialmente interesante a la hora de trazar una estrategia energética nacional.


Además, su explotación es infinitamente más barata que la de las energías renovables. Al menos en términos económicos, porque el coste medioambiental parece impagable. En China, país en el que se abre aproximadamente una central térmica a la semana, ya lo están notando: su producción energética es tan contaminante que la polución del coche eléctrico ya supera a la de los motores de gasolina tradicionales.


Nada excepto una bajada excepcional en el precio de las renovables parece que vaya a revertir esta tendencia. ¿Serán finalmente los sumideros de carbono nuestra única opción contra el calentamiento del planeta?

Mira la galería completa de fotografías en Tecmovia

Fuente: REE: Informes sobre el sector energético español (2000, 2010, 2011) | El rincón energético | “La explotación de los recursos” (Vol. 10, colección Claves de la Ciencia). | La Enciclopedia del Estudiante (Vol. 11, editorial Santillana).

Imágenes: Schandschem | Placid casual | Loco Steve (I, II) | eutrophication&hypoxia

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El AUTOR de este articulo es :

El carbón, un fósil muy vivo. Análisis de la creciente demanda de uno de los combustibles más contaminantes

de Tecmovia de Jorge Rey

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Emisiones, consumos y nuevas leyes: arrojamos un poco de luz a todo este asunto

El mundo de la automoción vive inmerso en una obsesión, una idea que persigue la reducción de las emisiones contaminantes en cada vez mayor medida. El problema viene, cuando a los usuarios nos comienzan a hablar sobre g de CO₂, óxidos de Nitrógeno, Hidrocarburos, etc… un momento en el que nos encontramos con una serie de cifras, normativas y explicaciones de algo que a nadie, por desconocimiento o conveniencia, no le interesa mucho explicarnos con detenimiento. Desde Tecmovia vamos a arrojar un poco de luz en este tema y a desmitificar algunas leyendas que han surgido con el paso del tiempo.

En los análisis de los gases de escape podemos encontrar hasta 107 sustancias diferentes

Lo primero que debemos conocer es, que en un motor, independientemente del combustible que utilice, al hacer quemar su mezcla, produce una serie de deshechos en forma de gases, líquidos y partículas sólidas. Es decir, el tubo de escape de cualquiera de nuestros vehículos, emite una serie de sustancias que debemos controlar y erradicar para evitar la contaminación que estamos sufriendo, y que se agrava aún más, con cada litro que quemamos.

Obviamente, la idea de que un coche antiguo contamina lo mismo que 100 coches actuales es una idea desproporcionada, pero que en cierto modo si que tiene algo de real. Algo de real por dos motivos, uno es la eficiencia energética conseguida en la actualidad, y otra es el empleo de infinidad de sistemas que solo buscan la eliminación o reducción de los residuos producidos por la combustión.

Cada vez queda más latente la necesidad de un ciclo de homologación mucho más real y creible

El problema que existe en la mitificación de las mecánicas actuales, es que todos los ensayos, pruebas y homologaciones, se realizan en condiciones idílicas, se tratan de mediciones ultra-perfectas. Es más, el sistema de medición empleado en Europa, el ciclo de homologación NEDC (New European Driving Cycle), se trata de un banco de rodillos donde se “simulan” unas condiciones de uso para unos determinados trayectos. Esto quiere decir, que el parecido de nuestros consumos del día a día, con los homologados por los fabricantes, es una mera coincidencia a grandes rasgos.
Este es el motivo por el que modelos híbridos están cosiguiendo medias de 2,2 l/100 km. Un ridículo consumo, motivado por el hecho de que parte del trayecto “simulado”, se realiza con el motor apagado y sin contar con condiciones adversas tales como: tráfico, condiciones clímaticas desfaborables, sistemas electricos en funcionamiento, etc.

Diésel o Gasolina: ¿quién contamina más?

Pese a creencias populares, el Diésel es un combustible más contaminante que la gasolina, y eso es así, aquí y en japón. No es más contaminante por cantidad de emisiones en número, si no por la toxicidad de los componentes derivados de su combustión. Sin embargo, desde las administraciones tan sólo se ha hecho hincapié en la reducción del CO₂ debido a su alarmante implicación en el efecto invernadero. Aún así, es justo reconocer que en un ensayo práctico podemos obtener un curioso resultado, y es que, un litro de Gasolina quemado, es capaz de liberar 2,37 kg de CO₂, por los 2,65 kg generados por el mismo litro de Diésel.


Pero antes de proseguir con juicios sobre que combustible es más contaminante, conoceremos los elementos con mayor predominancia entre los 107 gases que se pueden medir en un tubo de escape.

• CO: Monóxido de carbono, generado en los motores de gasolina y cuyo mayor peligro reside en el desplazamiento del oxígeno.

• CO₂: Dióxido de carbono, no tóxico pero causante del efecto invernadero. Presente en motores Diésel y gasolina.

• HC: Hidrocarburos, producidos en toda mezcla no estequiométrica (perfecta), representan un grave daño al medio ambiente por su liberación a la atmósfera, además de estar considerados como elementos cancerígenos. Presente en motores Diésel y gasolina.

• H₂O: Agua emitida a la atmósfera en forma de vapor y que no representa toxicidad alguna. Presente en motores de gasolina.

• Partículas: Muy contaminantes por acoger elementos como el azufre y derivados del petróleo que son emitidos a la atmósfera. Presente en motores Diésel.

• NOx: Óxidos de Nitrógeno, de los elementos más contaminantes por la creación de O₃ (Ozono), lluvia ácida y efecto invernadero. Presente en motores Diésel.

• N₂: Nitrógeno, su único inconveniente es la creación de O₃ (Ozono). Presente en Diésel y gasolina.

Tras conocer los elementos mas presentes y perjudiciales en los gases de escape, podemos sacar alguna que otra conclusión. El Diésel es más dañino que la gasolina, y este hecho empieza a tratarse con mayor dureza por las administraciones. Las ciudades necesitan, cada vez más, el poder librarse de las nubes de contaminación producidas por el tráfico rodado, y en esta tabla de gases es en la que se están fijando para vetar el paso a ciertos automóviles.

La restricción del acceso a ciertas zonas según el nivel de emisiones será un hecho en un futuro a corto plazo

A nivel europeo, países como Gran Bretaña, Bélgica o Alemania, ya confían en un sistema de zonas cuyo acceso variará según su riesgo medioambiental. España, ya se encuentra en pleno proceso para elaborar una normativa que obliga a llevar pegatinas de colores para distinguir a los más contaminantes.


Aunque se trate de una buena idea para mejorar el bienestar de todos, también añade una segunda lectura. A dia de hoy, y desde hace unos años, nos han estado vendiendo los motores Diésel como la mejor opción para obtener un coche con bajas emisiones de CO₂, sin embargo, con la elaboración de la nueva normativa y la ampliación de su espectro de medición, los motores gasolina quedarán en mucha mejor posición. Tal es el caso, que un vehículo gasolina catalizado del año 99, tendrá acceso a ciertas zonas, que un Diésel de 2005, por estar desprovisto de filtro antipartículas, no conseguirá. ¿Curiosa ironía no?

Sistemas anticontaminación: ¿por qué? y ¿para qué?

En cualquiera de las dos mecánicas, el uso de sistemas que intenten evitar la expulsión de todos los gases anteriormente tratados es algo habitual. Siendo los motores gasolina, los que acogen un menor número de componentes dedicados a este fin. Por regla general, se emplea un catalizador con sonda lambda y más recientemente se está añadiendo la recirculación de gases de escape, evitando así el aumento de NO_x producidos por el exceso de oxígeno que se genera con la sobrealimentación.

En los motores gasolina, catalizadores y sondas lambda son los sistemas más presentes

En los motores gasolina se emplea un catalizador de 3 vías (capaz de oxidar 3 compuestos simultáneamente) y se produce una regulación de la mezcla aire/combustible mediante la medición realizada por la sonda Lambda. Dicha sonda se encarga de medir el oxígeno presente en los gases de escape, gracias a esta medición, la ECU regula la mezcla para acercarse lo máximo a la relación estequiométrica. Con dicha relación (1g de combustible por 14,7g de aire), la combustión sería perfecta, emitiendo tan solo CO₂, N₂ y O₂.

Las mecánicas Diésel, además de catalizadores, añaden sistemas EGR y FAP

En lo referente al Diésel, el empleo de catalizadores se refiere al uso de 2 vías unicamente y no existe la sonda Lambda. Sin embargo, si se emplean los sistemas EGR como medida más popular para reducir los NO_x, además, en los últimos tiempos se están instalando los conocidos filtros antipartículas, cuya función es muy similar a la de los catalizadores convencionales. Con estas tres medidas, se ha conseguido reducir drasticamente el impacto de estas mecánicas sobre el medio ambiente.
Los motores con funcionamiento a gasóleo son los que están experimentando una mayor evolución en sus sistemas anticontaminación. Las últimas mecánicas, ofrecen mediciones de los gases de escape y sus temperaturas a lo largo de todo el tramo, pudiendo optimizar al máximo el funcionamiento de todos los sistemas y ajustando en tiempo real el consumo de combustible. Pero, bajo una humilde opinión, se está apostando por un exceso de caros componentes dedicados a lidiar con infinidad de residuos, y esto, en mecánica, huele a factura de taller…

Un futuro imposible sin la ayuda de la tecnología

Es una de las conclusiones más reales a las que se puede llegar. Sin la inclusión de la tecnología en cada nueva mecánica, esta estará abocada al más estrepitoso fracaso. Cualquier opción será bien recibida mientras persiga un menor consumo y por ende una merma en sus emisiones. Pero es justo resaltar, que el objetivo final es llegar al vehículo eléctrico, si, o si. Intentar arañar cada gota de consumo se está convirtiendo en un oficio cada vez menos lucrativo y nos estamos dando cuenta.


El primer paso se traduce con una mayor presencia de híbridos en todos los segmentos de los vehículos. Una forma de transición en la automoción contemporánea, ya existen marcas que prefieren la hibridación, al desarrollo de nuevas tecnologías para futuras mecánicas. De hecho, marcas como Renault han apostado por acortar el camino y ofrecer una gama eléctrica directamente al público, y al parecer con unos resultados más que satisfactorios.


Como último apunte, después de intentar explicar el mundo que rodea a los gases de escape, me gustaría reflejar una idea cada vez más frecuente. La idea de admitir, que nuestro coche actual, podría o más bien debería de ser, el último de una generación que ya tiene fijada fecha de caducidad. Alternativas cada vez hay más, y quien sabe, a lo mejor es este uno de esos momentos en los que arriesgar es sinónimo de ganar.


Imágenes: 20minutos | jacksontwppa

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Emisiones, consumos y nuevas leyes: arrojamos un poco de luz a todo este asunto

de Tecmovia de David Clavero

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¿Cuáles son las mejores tecnologías para ahorrar energía?

Existen muchas tecnologías para reducir el uso de energía: calderas más eficientes, iluminación LED, energías renovables, doble acristalamiento, aislamiento de edificios, el coche eléctrico… ¿Cuál de ellas son más efectivas y baratas para reducir la demanda energética?

 Un estudio deEconomics for Energy, evalúa de forma rigurosa el potencial de ahorro de energía en España con cambios tecnológicos.

Se suele decir que ahorrar energía no depende de una gran medida sino de muchas distintas aplicadas a la vez. Sin embargo, el estudio de este centro de investigación privado incide en que sumar el potencial de ahorro de sistemas más eficientes por separado lleva a menudo a sobreestimar la reducción del gasto que se va a conseguir, pues no se tienen en cuenta que algunos de ellos se solapan. Un ejemplo: Si se mejora el aislamiento de una vivienda se va a reducir mucho el consumo en calefacción, pero si se coloca a la vez una caldera ultraeficiente, entonces el potencial de ahorro del aislamiento va a ser mucho menor. ¿Merece la pena invertir en el aislamiento y la caldera a la vez o resulta más interesante optar por una de las dos medidas?

El estudio de Economics for Energy, realizado con la colaboración deBloomberg New Energy Finance, evalúa cuánto se podría ahorrar en España con cambios tecnológicos y cuáles serían los costes, a partir de distintos escenarios. Para ello, utiliza curvas de costes marginales que permiten visualizar cuál es el coste adicional de reducir una unidad más de energía, o qué medidas son las que permiten reducir más con el menor coste.

El primer escenario es el tendencial: lo que se espera que ocurra si simplemente se cumplen las políticas de ahorro ya implantadas o previstas. En este caso, el estudio calcula que la demanda energética en 2030 sería un 2% inferior a la de 2010. No parece mucho, y esto es porque el mayor aumento de la eficiencia es anulada por incrementos en el consumo en sectores como el transporte, la edificación… En realidad, los investigadores calculan que se estaría consumiendo un 26% menos que si no se aplicasen las nuevas tecnologías más eficientes.

Los mayores avances en este escenario vendrían por el aumento de la penetración de las energías renovables (que ayudan a reducir el consumo de energía primaria⁽¹⁾), muy en especial la eólica, además de la mejora en eficiencia en el transporte y la sustitución de sistemas de climatización de edificios por bombas de calor o calderas de gas eficientes. En lo que respecta a los automóviles, el mayor ahorro vendría por losvehículos híbridos (sobre todo, los no enchufables). Además, también tendría una especial incidencia en la reducción de la demanda energética el tren de pasajeros eficiente o el camión diesel Euro V. En el caso de la iluminación, el mayor ahorro vendría por el uso de bombillas de bajo consumo (más que con las LED).

Como recalca Pedro Linares, uno de los directores de Economics for Energy, y colaborador de este blog, el estudio pone en duda el interés de aplicar algunas medidas, como la bomba de calor geotérmica o elaislamiento de viviendas (por su elevado coste) o algunoselectrodomésticos eficientes (por la pequeña reducción conseguida).

En el segundo escenario, los investigadores se preguntan: ¿Qué pasaría si se asume una mayor progresión de las tecnologías eficientes con un descenso de sus costes? Por lo general, se espera que las mejoras técnicas, por un lado, y el encarecimiento de los combustibles fósiles, por otro, vayan haciendo cada más competitivas estas alternativas eficiencias por la propia inercia del mercado. Sin embargo, en el trabajo de Economics for Energy se considera que, al igual que se avanza en estas tecnologías, también ocurriría lo mismo en la extracción del gas natural, lo que reduce entonces el ahorro económico que se puede conseguir con las medidas de eficiencia. Está claro que los precios de la energía tendrán una enorme influencia en el consumo energético. Por ello, los investigadores reiteran la importancia de que cada tipo de energía integre todos sus costes (no solo los económicos, sino también los ambientales y sociales): “para dar la señal correcta al ahorro energético”.

En este caso, los investigadores estiman que en 2030 habría descendido la demanda energética un 14% con respecto a 2010. Esto es más que en el escenario tendencial, pero menos de lo que se podría esperar, ya que se deja actuar solo al mercado y no se produce un esfuerzo político. En este escenario, las medidas más efectivas serían lailuminación LED, los coches eléctricos, las tecnologías solares. Con el aislamiento de viviendas se podría conseguir también un enorme ahorro, pero a un coste muchísimo más alto, al igual que ocurre con la bomba de calor geotérmica o el doble acristalamiento.

¿Qué ocurriría ahora si en lugar de reducirse los costes de las tecnologías eficientes lo que hay es un fuerte compromiso político paraobligar a aplicarlas? Siempre según los resultados de este estudio, este sería el escenario en el que se conseguirían mayores ahorros: La estimación es que en 2030 se lograría reducir la demanda un 19%respecto al año 2010. En comparación con el escenario tendencial, aquí se considera que la sustitución de sistemas de climatización en edificios está ya parcialmente agotada y las medidas más interesantes a promover serían un incremento aún mayor de la eólica, el aumento de vehículos eléctricos e híbridos o el cambio al tren del transporte de mercancías. También destaca el potencial de los calentadores de agua solares o, a una escala menor, el uso de neumáticos de baja resistencia.

Aunque en este tercer escenario no se contempla una reducción del coste de las tecnologías eficientes, paradójicamente, saldría más barato que el anterior en que sí bajan los costes: 17.700 millones de euros, frente a 19.000 millones de euros. Y esto, consiguiendo una reducción de la demanda un 30% superior. Esto se debe a que los costes de la energía en este escenario son mayores, y por tanto también los ahorros. “Una cuestión interesante es qué pasaría si se combinan estos dos escenarios, el de la reducción de los costes y el compromiso político”, incide Linares, “estimamos que entonces no se ahorraría más energía, pero sí que saldría más barato”.

Si se quiere ahorrar más, hace falta algo más que tecnología. Este estudio se limita a los cambios “tecnológicos” y no contempla los cambios de hábitos: Calcula el ahorro que se consigue al cambiar el coche de gasolina por uno híbrido o eléctrico, pero no el de conducir de forma más eficiente o el de animarse un buen día a subirse a una bicicleta para ir a trabajar. No incluye estas medidas porque es complicado medir su potencial de ahorro de forma rigurosa. Ahora bien, además de baratas, pueden resultar efectivas. Según los investigadores, esto significa que los ahorros pueden ser mayores de los estimados, si se aplican otrasmedidas de concienciación o incluso políticas de precios que penalicen a los más ineficientes.

Una de las conclusiones más llamativas del estudio es que, sea cual sea el escenario, más del 40% del potencial de ahorro se puede conseguircon costes negativos y más del 60% con un coste inferior a 50 €/MWh, lo que es menos del coste considerado para casi todos los combustibles en 2030. Parece evidente que ser más eficiente y gastar menos energía resulta rentable; lo que hace surgir una pregunta ya planteada en el blog: ¿Por qué no se aplican entonces estas medidas de forma espontánea, sin necesidad de políticas de apoyo?

Los investigadores llaman a esto la “paradoja de la eficiencia”. Como inciden, el que haya muchas medidas con costes negativos confirma la existencia de numerosas barreras no económicas para aplicarlas. “Esto hace que las subvenciones generalistas a la inversión, bastante habituales en la práctica, no sean especialmente adecuadas porque simplemente mejoran la rentabilidad económica (ya satisfecha de por sí en muchas de las medidas)”, destaca el trabajo. “Otras políticas pueden ser más exitosas para este cometido, como los estándares (idealmente, los más flexibles posible), los acuerdos voluntarios, la simplificación de procesos administrativos o el uso de ayudas directas bien focalizadas”.

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(1) La energía primeria es la contenida en los combustibles (petróleo, gas, carbón…), antes de pasar por los procesos de transformación a energía final. La energía final es la energía tal y como se usa en los puntos de consumo (como electricidad, gas...).

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El AUTOR de este articulo es :

¿Cuáles son las mejores tecnologías para ahorrar energía?

Por: Clemente Álvarez  en el PAIS

Como si mirásemos por el ocular de un microscopio, Eco Lab es un blog ambiental que trata de ver más de cerca todo aquello que nos rodea. En este particular laboratorio se buscan respuestas a las cuestiones más enrevesadas que nos asaltan de forma cotidiana.

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