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lunes, 12 de junio de 2017

¿Resuelve algo el coche eléctrico? Infraestructura



La electricidad es un tipo de energía efímera. Sólo existe en el breve instante de tiempo que tarda en viajar desde A hasta B a la velocidad de la luz.

En A, otro tipo de energía tiene que ser convertido a electricidad, y en B esa electricidad que le llega es a su vez reconvertida en otro tipo de energía. Si en A se convierte más energía en electricidad de la que B consume, o se pierde o se genera una sobretensión con consecuencias fatales. Si B pretende consumir más energía que la que se puede convertir, se produce un apagón o una bajada de tensión, generalmente con consecuencias indeseadas.

Además, la termodinámica se cobra su peaje en cada parte, tanto en forma de pérdidas por la transmisión, como en la conversión energética que tiene lugar en cada lado del circuito, especialmente en A, que va desde el máximo de la hidroeléctrica, rondando el 80% hasta el peor de los casos, la fotovoltaica que está en un 15% o menor, según el día. Eólica y ciclo combinado se mueven alrededor del 50%, y el resto entre el 30 y el 40%. Las pérdidas son casi siempre en forma de calor.

Por tanto, hablar del conjunto implica tener en cuenta el cuanto, el cuándo y el dónde. No hacerlo es una memez: ¿de qué me sirve la fotovoltaica si las luces las enciendo cuando es de noche (con lo que la fotovoltaica no produce por falta de sol)?, ¿de qué me sirve que se produzca mucha fotovoltaica en verano si lo que necesito es calor en invierno, precisamente porque en verano nos llega cuatro veces más energía solar que en invierno, la principal causa de por qué hace calor en una estación, y frío en otra?

La presunta versatilidad de aplicaciones en B, el punto de vista mayoritario, es sólo la cara más interesante de la moneda, mientras que la cruz es que es esa misma versatilidad la que hace que no exista en la práctica ningún sistema de almacenamiento de electricidad. Recordemos que las baterías son sistemas químicos, no eléctricos.

La electricidad, por tanto, no se puede considerar como una energía, como mucho se podría llamar potencia (o energía por unidad de tiempo), aunque la mejor forma de clasificarla es como sistema intermediario entre dos formas de energía diferentes (el concepto de carrier, ni siquiera el de vector se podría aplicar), que permitiría transformar y transportar desde una energía mecánica (como la de rotación de un alternador, movido a su vez por un amplio rango de otras energías) a otra energía, que bien podría ser mecánica como el movimiento de un ventilador, calor, como una vitrocerámica, luz con una bombilla, etc.

Por tanto, bajo el epígrafe de ‘infraestructura’, se va a tratar todo el conjunto desde A hasta B, pasando por la transmisión y transformación, que, para el caso del coche eléctrico, pasa por las renovables eléctricas intermitentes debido a que la ‘limpieza’ del mismo debe serlo a la vez, por la ‘limpieza’ en la generación.

Como primer punto a constatar, enfatizando el asunto del cuándo, está el hecho que en España hay instalada más de 110GW de potencia de generación, mientras que el pico de demanda, invariablemente en invierno, no llega a los 44GW. Esto nos deja un margen de más de 66 GW de potencia instalada, que, si limitamos la potencia de recarga a 3.3KW (la mayoría de contratos de potencia de hogares está en los 4.4KW), nos dejaría con la posibilidad de cargar hasta 20 millones de coches eléctricos.

O no: una parte muy importante de estos GW instalados son renovables, que en ningún caso llegan a suministrar toda la potencia nominal instalada, así que en realidad, según el día (o la noche, aunque la fotovoltaica apenas es testimonial sobre el total) o el viento que sople, se podrían cargar más o menos. Lo cual no deja de ser anecdótico, puesto que está claro que la potencia instalada sobra, no es el principal problema.

El problema sin embargo, es el donde, así como el cuándo. ¿Dónde estaba el viento este enero de 2017 que subió tanto la factura de la luz? ¿Y el sol ese que brilla poco además de estar nublado, en invierno?

En el debate sobre la energía, secuestrado por las renovables eléctricas intermitentes, donde éstas son las únicas ‘buenas’ o aceptables y el resto es malo malísimo a eliminar (¿dónde están las renovables no eléctricas o no intermitentes como la geotérmica?), explica porque hay tal exceso de potencia instalada: las renovables nunca llegan al valor nominal, y alguien debe producir de forma despachable cuando hace falta, debe suministrar esa electricidad demandada, cuando se demanda y las renovables (eléctricas intermitentes) no pueden suplirla.

Por eso el sector más interesado en que se tire el dinero en la cara fotovoltaica es presumiblemente el de la producción eléctrica despachable, nominalmente hoy por hoy la indispensable e inevitable producción en base a combustibles fósiles, especialmente las centrales de ciclo combinado (las más eficientes y que menos CO2 emiten, además de ser las más controlables y fáciles de encender y apagar). Este exceso de potencia instalada sobrante es parte de la razón por la que todos los países que más hemos apostado por las renovables seamos los más caros.

Apostar por el autoconsumo (invariablemente fotovoltaico) obvia que la mayoría de la población vive en fincas dc pisos donde el espacio disponible, sobre todo si atenemos a las sombras varias, es reducido y en el mejor de los casos podría producir sólo una fracción de la energía consumida por cada vivienda, y eso sin contar coches eléctricos, no hace más que empeorar las cosas, puesto que aumenta la dependencia de esa mayoría poblacional de la producción despachable mientras aumenta la producción variable incontrolada e intermitente.

Lo cual nos lleva al dónde. Y es que las únicas zonas donde los inquilinos pueden producir un exceso de energía fotovoltaica son las de baja densidad de población. Aquellas zonas residenciales donde además de espacio tienen el músculo financiero necesario tanto para instalaciones grandes de fotovoltaica como para comprarse caros coches eléctricos, y donde, probablemente se instalen los primeros sistemas de red eléctrica de producción distribuida, con abundancia de las ‘smart grids’, puesto que la red eléctrica actual no está diseñada para este tipo de producción, y esas zonas de clase alta, o muy alta, son los primeros en apuntarse a la generación distribuida.

Sin embargo, antes se empezará, de hecho ya se está haciendo la instalación de cargadores públicos en los centros urbanos, que en grandes ciudades no presentará mayores problemas sin más, mientras que en zonas de menor densidad de población o bien se instalan pocos puntos, o bien se cambia toda la infraestructura de distribución y trasformación o la que hay se va a sobrecargar, como ya ha pasado en Noruega.

Hay que tener en cuenta la potencia y el coste de cada punto de recarga. Mientras que un hogar suele tener alrededor de 4.4KW de potencia contratada, esto apenas da para recargar un coche eléctrico con carga súper lenta. Por eso, en los centros urbanos hace falta puntos de recarga que sean capaces de recargar más rápidamente el vehículo, con lo que las potencias instaladas para cada punto están en el orden de 30KW, lo que viene a ser unas 7 veces la potencia contratada por hogar, y lo mismo que una pequeña empresa.

Un supercargador de Tesla tiene 120KW, y cada estación de recarga, alrededor de 10 puntos, lo cual es lo mismo que una planta industrial de más de 5000 m2, 500 trabajadores con gran cantidad de maquinaria eléctrica, usando sólo un centenar de m2.

Un ejemplo muy práctico para ver de qué se está hablando, consiste en considerar uno de los sueños o promesas más habituales de la utopía del coche eléctrico. Pongamos por ejemplo que se pretende cargar un Tesla Modelo S de 100KWh en un minuto.

No es descabellado, un coche diésel puede cargar tranquilamente 40 litros de gasoil en ese tiempo, que es algo de lo más habitual hoy en día. A 8KWh por litro, eso son 320KWh de energía, cuatro veces más.

Eso, en potencia, son 6MW de potencia eléctrica (más alrededor de 300KW de pérdidas por rendimiento en el cargador/trasnformador y batería, un 5%), frente a los 20MW de un surtidor diésel que apenas gastará 1KW de potencia de la bomba de gasoil.

Sin embargo, disipar esos 300KW (es decir, la potencia máxima contratada por una sesentena de hogares, 300 estufas eléctricas, cincuenta vitrocerámicas a todo trapo) requiere de alrededor de 100KW más de enfriadora, que sería más grande que el propio coche. Por no mencionar las dificultades de enfriar el paquete de baterías, y los cables tan gruesos como el brazo de un hombre si no más, para aguantar los 10.000 Amperios de corriente necesarios.

En realidad, la comparativa de la estación de recarga con su montaña de tecnología y su ineficiencia sale muy mal parada en frente de la humilde bomba de gasoil con una manguerita. Queda claro que la electricidad no es tan eficiente como dicen.

Dado que la tarifa en concepto de potencia contratada está en 44€/KW anuales, los puntos de recarga en los centros urbanos salen a 1320€ cada uno, 5280€ anuales por cada surtidor de Tesla, y dejo en manos del lector el cálculo para una estación que presuntamente pueda recargar un coche en un minuto. Además, tanta potencia implica que toda esta infraestructura que debe dar respuesta a este servicio, debe ser recalculada y reestructurada, cambiada, con otro coste añadido. Y aun así, esto no es todo.

Si se ha empezado este artículo explicando los problemas inherentes con la electricidad, y nos hemos centrado hasta aquí en el donde, con dos casos aparentemente poco conexos, hay una razón de peso detrás de todo ello. Y es que para paliar los problemas de intermitencia, desde un principio se apuesta por la tecnología V2G o ‘Vehicle to Grid’, es decir, que el coche aproveche la habilidad de su batería para devolver energía a la red eléctrica, para dar servicio al balanceo (gestión para igualar la producción y el consumo eléctricos) energético comentado antes como parte del problema.

Este elemento es interesante, ya que permitiría dotar de estabilidad eléctrica a una zona con producción distribuida, pero implica a su vez que no sólo hay que añadir potencia en los centros urbanos, también hay que añadir toda la infraestructura de Smart Grid antes comentada, si bien lo más probable es que en estos centros urbanos, con su elevada densidad de población, la producción distribuida no dé de sí ni para cubrir el consumo local y apenas se carguen estos vehículos, con lo que el aumento localizado de demanda eléctrica implica reforzar la infraestructura, aumentar la capacidad.

Además, es probable que estos vehículos no estén estacionados muchas horas en el cargador, más bien durante el horario diurno en los cargadores públicos, o unas pocas horas.

Analicemos ahora el asunto de quien paga qué. De dónde sala el dinero, a dónde va a parar, financiación, y beneficios fiscales, entre otros.

Dado que, al menos en donde el autor vive, la fotovoltaica sólo produce durante las horas de sol, que es justamente cuando se trabaja y el consumo eléctrico hogareño es prácticamente menor, la producción del ‘autoconsumo’ no es auto-consumida, sino que debe ser vendida a la red eléctrica. Tal es el enunciado principal de los defensores de dicho ‘autoconsumo’.

Sin embargo, dado que esa generación ya se ha explicado que se centra en los barrios residenciales de alto standing y bajo consumo por m2, la mayoría de esa electricidad será dirigida hacia los centros urbanos, donde precisamente ese mismo colectivo que es el principal grupo de posibles usuarios de vehículos enchufables, cargarán sus coches en el centro, que es donde trabajan. Y presumiblemente, gratis (al menos de momento es así).

Es decir, que a esa gente le estamos llenando las baterías de sus coches con su propia electricidad y encima se la pagamos el resto de usuarios, mientras la factura de la luz nos sube al resto, amén de los privilegios de poder circular y aparcar en las grandes urbes de gratis, con privilegios que a los otros no sólo se nos prohíben (como la circulación de vehículos diésel, esos que los gobiernos hace nada estaban promocionando) o dificultan, como el aparcamiento.

El cambio de toda la infraestructura, de momento, se hará con cargo al erario público, es decir, a todos nosotros, pero a la primera que vaya aumentando, presuntamente, la demanda, cuando en una finca de pisos de los grandes centros urbanos se pretenda instalar lo necesario para que los inquilinos puedan cargar su coche en el parking, ya podemos dar por sentado que el coste lo tendrá que pagar la comunidad de vecinos porque ya no habrá subvenciones.

Y es que los más de 10.000M€ que el gobierno español se embolsa al año sólo en concepto de impuestos a los combustibles, más el IVA sobre el mismo, amén de otros conceptos, y que presumiblemente en pocos años se más que doblen, cuando empiece, supuestamente, a crecer el parque de coches eléctricos, o mejor dicho, a disminuir el parque de coches térmicos (y eso sí que es seguro, no se va a poder mantener tanto gasto), de alguna parte van a tener que sacar ese dinero.

Y la electricidad es el primer candidato.

Resumiendo: hace falta cambiar mucha infraestructura por otra, mucho más cara y compleja, encareciendo el coste de la energía, y encima montando otro sistema más de bombeo de riqueza de las clases menos pudientes a las élites, varias, de varios tipos, junto con un incremento de los privilegios hacia esos estratos de la sociedad mientras se demoniza y culpabiliza a la población menos favorecida.


Nada nuevo.



Entrada realizada por Beamspot

2 comentarios:

  1. Un artículo muy completo y muy interesante Jesús, el coche eléctrico seguramente acabe siendo una realidad en los próximos años. Un tema interesante son los cargadores de coches eléctricos y si resulta rentable de cara al consumidor.

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    1. Buenas,

      Yo entiendo que no, que es inviable, pero gracias por tu opinión, aunque no esté fundada.

      un saludo,

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