Eficiencia del ciclo de combustible del VMCI (izquierda) y del VE (derecha). Fuente: Endesa
El vehículo eléctrico avanza lentamente, mucho más de lo que algunos desearíamos. Para tratar de entender sus características principales y las razones que frenan su desarrollo en la actualidad, inauguro con este post una serie de tres en los que iré analizando diversos aspectos del mismo. En esta entrada me centraré en el análisis del vehículo eléctrico desde el punto de vista de su eficiencia energética y lo comparo con el motor de combustión interna.
En los vehículos de motor de combustión interna (en lo que sigue, VMCI) se transforma la energía química del combustible que se quema (gasolina, diésel, keroseno) en energía mecánica, es decir, se transforma calor en trabajo. Es imposible que una máquina convierta toda la energía térmica en trabajo o viceversa, pues siempre hay una parte que se pierde. La relación que hay entre la energía mecánica obtenida a la salida del motor y la energía térmica que tiene el combustible se denomina rendimiento o eficiencia energética. En los motores de combustión esta eficiencia no supera el 25%-30%, el resto de la energía se pierde en forma de calor a través del radiador, escape, bloque motor, etc. Esto significa que, de cada cuatro litros que consume un automóvil, únicamente uno se emplea en moverlo y los otros tres se pierden calentando el motor, sin que se aprovechen de ningún modo. Pero se queman y, por lo tanto, emiten CO2 y otros gases contaminantes a la atmósfera. El detalle de las emisiones producidas por los VMCI lo analizaré en un post posterior.
Este despilfarro de energía es especialmente significativo en España, pues el consumo de energía en el transporte es, proporcionalmente, el mayor de toda Europa Occidental. Así, mientras en el mundo el consumo de energía final destinado al sector del transporte representa el 28% del total y en Europa el consumo de energía en ese sector representa el 33%, en España constituye el 43 % del consumo total, como ya tuve ocasión de detallar en este artículo. Además, el 80% de ese consumo se realiza por vehículos Diésel, es decir, mayoritariamente por camiones que transportan mercancías, relegando a un segundo plano el transporte ferroviario, cuya potenciación permitiría un enorme ahorro en importaciones de petróleo –un camión transporta en cada viaje una carga equivalente a un contenedor; un tren puede transportar el equivalente a 15-20 contenedores en un único viaje–.
Por el contrario, en el vehículo eléctrico (en lo que sigue, VE) el motor presenta una eficiencia energética elevadísima, del orden del 95%, ya que no hay procesos de combustión de ningún tipo y las partes móviles del mismo son mínimas, por lo que las únicas pérdidas por rozamiento de producen en la transmisión.
Cuando se analiza la eficiencia del ciclo completo del combustible, es decir, desde el pozo al depósito y de éste a la rueda, hay que contabilizar no sólo las ineficiencias del motor en sí, sino también las del proceso de extracción, transporte y refino –en el caso de los hidrocarburos– así como las que se producen en el proceso de generación del combustible del VE, es decir, de la electricidad. Ese es un proceso más complicado de analizar ya que el “mix” energético de España es dependiente en un grado elevado de las energías renovables y éstas son, por naturaleza, intermitentes; por lo tanto, debemos realizar un promedio anual. Queda fuera del alcance de este post detallar estas cuestiones. La eficiencia del ciclo de combustible completo para ambos tipos de vehículos se muestra en la figura. Como resultado final, la eficiencia final es del orden del 15% para el VMCI y cercana al 30% para el VE:
En próximas entradas seguiré analizando las diferencias entre el VE y el VMCI.
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Se utilice el combustible o la forma electromotriz que sea, siempre se pasará a depender de algo.
Sin embargo, la lectura correcta que debemos tomar es solucionar muchos problemas de contaminación que tenemos en nuestras ciudades. Y los vehículos eléctricos lo solucionarían. Con lo cual, bienvenido sea.
Saludos.
Está claro que, por mucha desinformación que haya, los coches eléctricos son el futuro. Lo iremos viendo poco a poco. Es un cambio imparable.
El 28% no es el rendimiento del motor eléctrico. En el gráfico se indica que es el 3% de pérdida. El 28% es lo que queda del 100% por cada kilovatio generado para consumirlo en el movimiento del coche.
Es decir, en movimiento, solo obtenemos por cada kilovatio generado y aplicado al mismo, el 28% de la energía.
Yo considero que el coste real de cada 100 km que recorres con tu vehículo sería para mí el siguiente. Es decir, que si yo tuviera tu coche y me consumiera la energía que dices:
Por cada 100 km realizados con cargas de la última factura de Iberdrola tendríamos:
Total factura eléctrica/consumo realizado=0,2146 euros/kWh. No vale aplicar solo la tarifa del precio por kilovatio. Se debe considerar más importe de coste por kilovatio el coste por kilovatio de la potencia contratada, el impuesto a la electricidad, el alquiler de equipos y el IVA.
Pérdidas durante la recarga=5%. Cunando recargas, no toda la energía que dice el contador que has gastado ha pasado a la batería. Ha habido pérdidas durante la recarga y almacenamiento.
Pérdidas de consumo (de calentamiento batería y rendimiento motor)=10%
Total pérdidas=15%. Este porcentaje habría que ajustarlo experimentalmente, pero debe rondar por ahí.
Por cada kilovatio de mi contador, obtengo una energía neta de movimiento en el coche del 85%.
Cada kilovatio efectivamente empleado en movimiento me cuesta: 0,2468
Por tanto, hacer 100Km en mi coche (tu coche) tiene un coste “eléctrico” de
15*0,2468= 3,70 euros,
con la tarifa más barata de Iberdrola y con potencia contratada mínima.
Realmente no se a qué estamos esperando a cambiar el modelo de transporte de nuestro país a eléctrico. Pero también, la forma de recargar estos vehículos con energía obtenida de forma sostenible. No se si yo llegaré a verlo, pero espero que mis hijos puedan vivir en ciudades sin que les pase un coche a toda velocidad a su lado tirando humo negro y contaminando todo su cuerpo, piel, pulmones...
Siempre digo que esto será como cuando se podía fumar en las discotecas. Parecía imposible dejar de hacerlo, pero ahora son muchas las personas que no se imaginan en discotecas llenas de humo y tener la ropa al día siguiente apestando a tabaco.
Veremos cuanto se acelera la impulsión de los vehículos eléctricos.
Estoy buscando unos datos aproximados, haber si me pueden ayudar. Me gustaría saber, en los vehiculos actuales de combustión de gama alta, cuanta potencia eléctrica deben generar para alimentar todos sus sistemas y cuanto combustible por kilómetro consumen solo para generar esa electricidad.
Muchas Gracias
Considerando la temática del blog y la discusión tan nutrida que se ha generado en el mismo... En lo particular opino que estos vehículos si bien es cierto son costosos, pero tenemos muchos puntos a favor, uno de ellos es que las empresas automotrices, juntamente con las políticas gubernamentales de diversos países, han trabajado en función de colocar tomas de recarga gratuita, ademas del aporte ecológico, donde está comprobado que tiene el 0% de contaminación tanto ambiental como sonora. Y uno de los temas importantes es que su diseño es orientado hacia las áreas urbanas, debido a su moderación en su velocidad. Por mi parte, al igual que muchos, apuesto a esta era eléctrica, donde los Scooter Eléctricos, Patinetes Eléctricos , Hoverboard, Bici Eléctricas, entre otros, hacen de nuestro entorno un mejor ambiente.
Daniel,
Independientemente del precio de la electricidad y su procedencia, hay que tener en cuenta lo siguiente:
- La electricidad se puede obtener de manera sostenible, los combustibles NO.
- La electricidad se puede producir de manera autónoma en cada hogar o comunidad de vecinos, los combustibles NO (matiz: se podría producir biocombustible casero pero los fabricantes no lo recomiendan y seguro que pierdes la garantía del vehículo, eso sin contar los peligros propios de su producción y almacenamiento)
- La electricidad, al poderse generar de forma doméstica o local podría quitar poder a los monopolios de los carburantes.
- No podemos usar como excusa que "las fábricas contaminan más", "los camiones contaminan más", "los barcos y los aviones ..." . Es un argumento muy infantil.
Eso sí, estoy totalmente de acuerdo que la transición de los carburantes a energías sostenibles la vamos a pagar los ciudadanos (y bien caro). Y que hay muchos que se están frotando las manos con ese negocio.
Finalmente, la responsabilidad es "nuestra". No podemos echar balones fuera con la excusa del precio de los coches eléctricos. Sólo hay que esperar uno o dos años a que salgan los primeros modelos full-electric y dejar de comprar en masa vehículos de combustión.
Amén
Esto no tiene nada que ver ni con emisiones ni con precios de los vehículos. Los siguientes artículos quizás, pero este habla de eficiencia energética, tanto de la específica del motor como de la global de todo el ciclo.
Y en ambas gana el vehículo eléctrico.