07 Ene MOVILIDAD SOSTENIBLE: UNA INTRODUCCION A LAS CLAVES PARA NO INICIADOS I

Primer Episodio

Acceso a Entrevista en Hemisferios                

Puntos clave en la movilidad sostenible:

Hoy en día se habla mucho de sostenibilidad, no solo en el transporte. Todo ello está íntimamente ligado a el consumo energético que implica el transporte y como se ha producido dicha energía que empleamos durante el transporte. Pero no solo es este el factor mas importante. Nos olvidamos del coste de ciclo de vida de los productos asociados a dicho transporte en sí y a su impacto medioambiental.

Pero… ¿en qué consiste ese impacto medioambiental del ciclo de vida?

Nos referimos, por poner un ejemplo, a lo que cuesta realmente un km de coche eléctrico en emisiones y huella de carbono. La practica popular es considerarlo de forma aislada un vehículo de transporte cero emisiones. Si queremos hacer un análisis real de las emisiones que produce, hay que considerar toda la huella de carbono y emisiones y coste que supone desde su fabricación a su reciclaje:

• Materias primas, aceros, cobre, plásticos y energía usada en su fabricación y su procedencia
• Coste de fabricación de baterías y de igual modo su impacto ambiental
• Coste de uso real. El automóvil puede ser cero emisiones, pero hay que cargarlo con electricidad que ha de producirse y que produce su propia huella de carbono
• Coste de reciclaje de baterías e impacto ambiental, que se plantea en la actualidad caro, y del resto de componentes.

¿Y como de fácil es valorar este impacto?

En realidad es muy complicado actualmente y veremos por qué.  La humanidad no se puede permitir otro error similar al de los años 60 y 70, cuando se “plantaron” más de 400 grupos nucleares en el mundo occidental y en las repúblicas soviéticas, sin haber resuelto el coste del reciclaje del combustible y su tecnología. Ello ha contribuido, además, a convertir una energía muy barata y producible a gran escala, en algo denostado y una tecnología con escasa evolución, salvo en algunos países. Hoy en día se habla de ingeniería circular. Que en su propio concepto es la panacea: Se trata de llevar el reciclaje al máximo. Y reducir los contaminantes y la huella de carbono en ello. Es lo mismo que decíamos antes, tener siempre en mira lo que representa el ciclo de vida de cualquier producto.

En ese caso, ¿por qué no se hacen los cálculos correctamente?

Es muy difícil hacer hipótesis de como va a evolucionar el “mix” energético en el futuro. Es decir, de donde vamos a sacar electricidad suficiente para el estado del bienestar que queremos, la evolución de la población y el progreso, y la tendencia a crear mas movilidad eléctrica. Cualquier escenario que queramos fijar, depende en gran manera de grandes acuerdos entre países, y de normativa y legislación estable. Por desgracia, los gobiernos de hoy en día, populistas y cortoplacistas, no son lo mejor para acordar compromisos de este tipo. Fijémonos en que, por ejemplo, la electricidad se debe producir en el momento que se consume. Hoy por hoy es un reto poder almacenarla en grandes cantidades, pero por otro lado es muy necesario.  Hoy en día un gran número de países están interconectados. Sería fantástico llegar a acuerdos de consumos y aplicar tecnologías de almacenamiento eficientes. No olvidemos que por la noche no se produce energía solar, que la eólica depende del tiempo. La sostenibilidad en la producción eléctrica no depende solo de las fuentes de energía, sino también en gran medida de la eficiencia para almacenarla. Es esto hoy hay un gran retraso.

A pesar de la incertidumbre en la legislación y la apuesta y toma de riesgo de los gobiernos, como podemos imaginar, desde el punto de vista tecnológico, el “mix” energético futuro.

No solo se trata de evaluar tecnologías existentes o futuras, sino también de hacer un estudio y predicción adecuada de los modos y costumbres que pueden llevarnos a cuál será el modelo futuro de la demanda. Nos explicamos

• En generación eléctrica deberíamos seguir con un “mix” entre renovable hidráulica, solar, eólica y no parece que debiéramos olvidar la nuclear porque hoy por hoy no es fácil sustituirla como energía de base. El gas natural debería consolidarse como alternativa y el carbón debería de eliminarse, como de hecho esta ocurriendo. Y los países no debían de olvidar la apuesta hecha en las diversas iniciativas para lograr que la fusión controlada sea un hecho pronto. Y debería de resolverse el escenario para poder almacenar energía. Esto podría llegar como un consenso a nivel de países (USA y zona norteamericana, EU y países de este Europa etc.), debido a las interconexiones.
• El H2 cobra cada vez mas vida, y es una alternativa segura y eficiente para los vehículos a motor eléctricos.
• El Petróleo es necesario, puesto que todos los productos orgánicos que necesitamos, que son muchos en nuestra vida diaria, provienen de él. Y los pasticos de construcción de edificios, de coches etc. Pero con la incertidumbre de cual será la evolución y demanada futura, las petroleras hacen “encaje de bolillos” para decidir hacia donde evolucionan la producción. No olvidemos que hace años hicieron inversiones millonarias para aumentar el porcentaje extraído del petróleo de ligeros como gasolinas y querosenos. Y recientemente el esfuerzo se ha multiplicado para obtener gasóleo con normativa Europea muy poco contaminante. Y ahora decimos que no queremos motores de gasóleo…. Estas compañías necesitan regulación y clarificación de la futura demanda. Ello además contribuirá a evitar la especulación y la volatilidad de los mercados
• Finalmente, todo esto debe estar modelado por las previsiones en la demanda de los usuarios. Por ejemplo, en el vehículo eléctrico influirá mucho, aparte de las ayudas y legislación, el uso y costumbres de cada uno, si hace recorrido corto, si esta dispuesto a esperar la carga en viajes largos, etc.

Hemos hablado de futuro energético y su implicación con la movilidad, pero como podemos imaginar el futuro de la movilidad, cuales son los retos y riesgos que vemos.

Como ya hemos comentado es la falta de regulación y apuesta por el dialogo global, y los errores que se cometen por no tener en cuenta el coste real del ciclo de vida de los productos, lo que implica el mayor riesgo y reto para el futuro. La tecnología está ahí, y debe ser un factor clave, si se resuelve el escenario en que nos queremos mover.

El uso de H2 esta hoy en plena expansión. La ventaja en movilidad es que, resuelto el problema de explosividad, la energía del H2 se convierte en el mismo vehículo en electricidad. Es una tecnología ya antigua, la de las pilas de combustible, usada hasta en submarinos. Solo produce vapor de agua como residuo, así que si solo vemos ese paso del ciclo de vida, es cero emisiones. Pero producir H2 por electrolisis del agua, consume mucha energía. Hoy en día se ensayan tecnologías de producción a gran escala mas eficientes. Y sin duda va a dar un giro al uso de vehículos híbridos con motor de gasolina y baterías. Es más, estos vehículos con energía primaria de H2 llevaran baterías para poder hacer un consumo mas eficiente. No nos olvidemos que la batería nos sirve para regenerar energía cuando frenamos o bajamos cuestas y aplana el consumo y lo aligera.

El Gas natural es otra fuente alternativa al H2. Pero una vez progrese la tecnología del H2 y su coste, puede que el Gas Natural se quede atrás. Es también explosivo, pero menos. Pero al final usa un motor de gasolina convencional. Aunque los motores de gasolina han evolucionado muchísimo, nunca han sido motores industriales fiables y han estado relegados a vehículos ligeros, ni siquiera usados en camiones, desde que se perfeccionaron los motores Diesel después de la segunda guerra mundial. Su ciclo termodinámico es poco eficiente. Y su durabilidad comprometida. Además, contribuyen a producir CO2 en mas medida que el ciclo Diesel.

Pero entonces… ¿ los vehículos eléctricos de gasolina son eficientes?

La verdad es que, como ya advertimos con el error en el rápido desarrollo de la energía nuclear, quizá se esté acelerando demasiado el desarrollo en este área. Veamos algunas razones para pensar así.

 Tenemos ya híbridos de gasolina con baterías, en versión enchufable o no, puros eléctricos sin motor de combustión, que si queremos hacer grandes distancias, necesitan cargadores muy rápidos caros y potentes. Ahora aparecen los de H2 con o sin hibridación. Curiosamente, algunos técnicos nos preguntamos porque se hibrida con gasolina que genera mas CO2 y se quiere olvidar al Diesel de gasoil. Este ultimo tipo de motores, desde el punto de vista termodinámico, superan en rendimiento teórico al de gasolina. Pero además técnicamente son joyas de la técnica. Se les ha reducido la emisión de NOx gracias a aditivos (Add Blue- Urea) en el escape. Y la emisión de partículas mediante filtros en el escape. Adicionalmente, el Gasoleo que se exige en Europa es menos contaminante y obligo a inversiones en las refinerías. De forma que llegan a ser menos contaminantes que la gasolina. Lamentablemente, si no calculamos el impacto total del ciclo de vida, es difícil de evaluar su eficiencia. De igual modo, necesitamos normativa, puntos de recarga, e incluir todos estos costes en su ciclo de vida para ver las mejores opciones. No sin dejar de tener en cuenta los modos y costumbres de los usuarios.

Pero no nos olvidemos del transporte terrestre. Aquí, aunque Tesla esta ensayando camiones de baterías, y ya existen modelos comerciales ligeros, el gasoil con aditivo parece hacerse insustituible. Y comparado con el vehículo ligero, el impacto de los camiones supone muchos millones de Kilómetros.

Otra parte crucial en el estudio de la movilidad sostenible, es el transporte marítimo. Los barcos han sido y siguen aun siendo en parte los únicos usuarios de aceites pesados (fuel oil) de la destilación del petróleo. Su impacto es importante en todo el “mix” del transporte. Si bien se han dado algunos pasos muy interesantes, gracias a la normativa ya implantada (MARPOL), aun queda mucho que hacer. Se habla de hacer barcos mixtos que aprovechen otra vez el viento con velas rígidas…pero tecnológicamente son soluciones difíciles. Según la normativa Marpol, los barcos hoy en día no pueden acercarse a la costa quemando fuel oíl. Para ello deben de mezclar con Gas Oíl o usarlo en exclusividad para dar las emisiones correctas. Eso ha hecho que existan actualmente tecnologías sofisticadas para el control de combustión de estos motores. Y alternativas al uso del Gas Natural, como lo hacen los gaseros metaneros, con su propia carga, que se inyecta en turbinas de gas.

Donde mas difícilmente se aplicarían las baterías, salvo en drones pequeños que cada vez se ven más, de uno o dos pasajeros, es en el transporte aéreo. No nos olvidemos que el almacenar energía pesa, es un principio no escrito de la física. Las baterías de litio dan una potencia especifica por unidad de peso excelente, pero no lo suficiente para transportarse a si mismas por los aires con cargas de pasajeros durante mucho tiempo. Pero no nos olvidemos que la tecnología ya consolidada, las turbinas de gas de los reactores actuales, que queman queroseno de aviación que viene del petróleo, son tecnológicamente muy avanzadas. Su rendimiento teórico es muy similar al del ciclo Diesel de los coches. Y desde la década de los 70, que se diseñaron los primeros turbofanes (derivación de flujo), combinan el flujo de gases quemados con el de aire que mueven las hélices que están en el inicio del eje, antes del compresor. Este diseño aumenta sensiblemente la eficiencia, y el empuje por unidad de peso. Sin olvidar que cada vez son mas eficientes y contaminan menos cuando están a velocidad de crucero.

¿Parece entonces que es difícil prever cual será el modelo futuro?

Obviamente, y aunque no haya energía eléctrica suficiente actualmente en el mundo para mover el parque de vehículos ligeros, el coche eléctrico es una opción imparable. Pero que aún nos dará sorpresas. Desde el punto de vista técnico, el motor que usa baterías para regenerar en bajadas y frenadas, es una joya. El puro eléctrico es, ya desde hace décadas, la solución en muchas ciudades para el reparto de mercancías, y por que no, para el transporte particular en el futuro. En grandes distancias, aunque vayamos a cargas rápidas, el H2 puede ocupar un lugar excelente, si se abarata lo suficiente su obtención y se reduce la energía necesaria para ello.. El mundo Diesel no puede técnicamente desaparecer, menos aún en transportes de vehículos pesados y barcos, aunque se podría ir a una solución de turbinas de Gas Natural.  Y respecto a los aviones, esperemos a que Tesla y algún otro, descubran como hacerlos volar con baterías