Un vehículo eléctrico de batería en la flota de vehículos de la Universidad de Queensland. Crédito:CC BY-ND
La baja eficiencia energética ya es un problema importante para los vehículos de gasolina y diésel. Típicamente, sólo el 20% de la energía total del pozo a la rueda se utiliza realmente para impulsar estos vehículos. El otro 80% se pierde por extracción de aceite, refinamiento, transporte, evaporación, y calor del motor. Esta baja eficiencia energética es la razón principal por la que los vehículos de combustibles fósiles son intensivos en emisiones, y relativamente caro de ejecutar.
Teniendo esto en cuenta, Nos propusimos comprender la eficiencia energética de los vehículos eléctricos y de hidrógeno como parte de un artículo reciente publicado en Air Quality and Climate Change Journal.
Los vehículos eléctricos se apilan mejor
Basado en un amplio análisis de estudios a nivel mundial, Descubrimos que los vehículos eléctricos de batería tienen pérdidas de energía significativamente menores en comparación con otras tecnologías de vehículos. Curiosamente, sin embargo, Se descubrió que las pérdidas del pozo a la rueda de los vehículos de pila de combustible de hidrógeno eran casi tan altas como las de los vehículos de combustible fósil.
En primer lugar, esta importante diferencia de eficiencia puede parecer sorprendente, dada la reciente atención al uso de hidrógeno para el transporte.
Si bien la mayor parte del hidrógeno actual (y en el futuro previsible) se produce a partir de combustibles fósiles, Es posible una vía de emisión cero si se utiliza energía renovable para:
Aquí radica uno de los desafíos importantes en el aprovechamiento del hidrógeno para el transporte:hay muchos más pasos en el proceso del ciclo de vida de la energía, comparado con el más simple, uso directo de electricidad en vehículos eléctricos a batería.
Cada paso del proceso conlleva una penalización energética, y por tanto una pérdida de eficiencia. La suma de estas pérdidas explica en última instancia por qué los vehículos de pila de combustible de hidrógeno, de media, requieren de tres a cuatro veces más energía que los vehículos eléctricos a batería, por kilómetro recorrido.
Impactos en la red eléctrica
La importancia futura de la baja eficiencia energética se aclara al examinar los posibles impactos de la red eléctrica. Si los 14 millones de vehículos ligeros existentes en Australia fueran eléctricos, necesitarían alrededor de 37 teravatios-hora (TWh) de electricidad por año, un aumento del 15% en la generación nacional de electricidad (aproximadamente equivalente a la generación renovable anual existente en Australia).
Pérdidas promedio de energía entre el pozo y la rueda de diferentes tecnologías de transmisión de vehículos, mostrando valores y rangos típicos. Nota:estas cifras representan la producción, transporte y propulsión, pero no captan los requisitos energéticos de fabricación, que actualmente son ligeramente más altos para los vehículos eléctricos y de pila de combustible de hidrógeno en comparación con los vehículos de combustible fósil.
Pero si esta misma flota fuera convertida para funcionar con hidrógeno, necesitaría más de cuatro veces la electricidad:aproximadamente 157 TWh al año. Esto implicaría un aumento del 63% en la generación eléctrica nacional.
Un informe reciente de Infrastructure Victoria llegó a una conclusión similar. Calculó que una transición completa al hidrógeno en 2046, tanto para vehículos ligeros como pesados, requeriría 64 TWh de electricidad. el equivalente a un aumento del 147% en el consumo eléctrico anual de Victoria. Vehículos eléctricos a batería, mientras tanto, requeriría aproximadamente un tercio de la cantidad (22 TWh).
Algunos pueden argumentar que la eficiencia energética ya no será importante en el futuro, dado que algunos pronósticos sugieren que Australia podría alcanzar el 100% de energía renovable en la década de 2030. Si bien el clima político actual sugiere que esto será un desafío, incluso cuando ocurre la transición, Habrá demandas competitivas de energía renovable entre sectores, destacando la importancia constante de la eficiencia energética.
También debe reconocerse que los mayores requisitos de energía se traducen en mayores precios de la energía. Incluso si el hidrógeno alcanzara la paridad de precios con la gasolina o el diésel en el futuro, los vehículos eléctricos seguirían siendo un 70-90% más baratos de operar, debido a su mayor eficiencia energética. Esto ahorraría al hogar australiano promedio más de A $ 2, 000 por año.
Plan pragmático para el futuro
A pesar de las claras ventajas de eficiencia energética de los vehículos eléctricos sobre los vehículos de hidrógeno, la verdad es que no hay una fórmula mágica. Ambas tecnologías enfrentan diferentes desafíos en términos de infraestructura, aceptación del consumidor, impactos en la red, madurez y fiabilidad de la tecnología, y autonomía (el volumen necesario para una cantidad suficiente de hidrógeno en comparación con la densidad de energía de la batería para vehículos eléctricos).
Los vehículos eléctricos a batería aún no son un reemplazo adecuado para todos los vehículos en nuestras carreteras. Pero según la tecnología disponible en la actualidad, está claro que una proporción significativa de la flota actual podría pasar a ser eléctrica de batería, incluyendo muchos coches, autobuses y camiones de corta distancia.
Tal transición representa una sensata, enfoque robusto y rentable para lograr las reducciones significativas de emisiones de transporte requeridas dentro de los cortos períodos de tiempo descritos por el reciente informe del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático sobre la restricción del calentamiento global a 1,5 ℃, al mismo tiempo que reduce los costos de transporte.
Junto con otras tecnologías energéticamente eficientes, como la exportación directa de electricidad renovable al extranjero, Los vehículos eléctricos de batería garantizarán que la energía renovable que generemos en las próximas décadas se utilice para reducir la mayor cantidad de emisiones. lo más rápido posible.
Mientras tanto, debe continuar la investigación sobre opciones energéticamente eficientes para camiones de larga distancia, envío y aviones, así como el papel más amplio del hidrógeno y la electrificación en la reducción de emisiones en otros sectores de la economía.
Con el Comité Selecto de Vehículos Eléctricos del Senado Federal listo para entregar su informe final el 4 de diciembre, esperemos que no se haya olvidado la importancia que sigue teniendo la eficiencia energética en el transporte.
Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original. 
