UNA VISIÓN SOBRE LOS CAMIONES ELÉCTRICOS

Traemos a las páginas de Crisis Energética un breve análisis realizado por Alice Friedemann, cuyo blog "Energy Skeptic" es muy recomendable. En este artículo analiza la viabilidad de los camiones pesados eléctricos en la situación actual. Alice no realiza estudios sobre la duración de las baterías en función de los tipos de carga y del tipo de batería, ni hace análisis sobre la viabilidad de introducir las electrolineras o los puntos de recarga necesarios y sus costes y viabilidad en la infraestructura nacional de los países. Se limita a establecer una sencilla comparativa con los datos actuales que hoy están disponibles sobre los camiones actuales y su comparativa con los camiones tradicionales de diésel. En algún caso, utiliza los pocos datos técnicos disponibles a día de hoy del camión Tesla Semi de la compañía del famoso Elon Musk.

Alice Friedemann

He aquí mi punto de vista sobre el estudio del Carnegie Mellon que trataba de ser realista sobre lo que podrían necesitar en realidad para el tamaño de las baterías y los factores necesarios para impulsar un camión pesado de clase 8 (i) durante 482 Km., 965 Km. y 1448 Km.(ii)

ACS Energy Letters. 2017 Performance metrics required of next-generation batteries to make a practical electric semi truck. ACS Energy Lett 2: 1669-1673.

( La métrica de rendimiento necesaria de la siguiente generación de baterías para hacer un camión semi eléctrico que sea práctico)(iii)

Este estudio concluye que la autonomía del camión Tesla Semi podría quedar seguramente por debajo de los 965 Km. con una pequeña capacidad de carga y un coste prohibitivamente alto . Para una autonomía superior a los 965 Km. Se requeriría una nueva batería, todavía por inventar, que tuviese el doble de energía específica que las actuales baterías de ión-litio.

El estudio informa que su equipo se sintió “obligado” a llevar a cabo un estudio riguroso que considera las enormes incertidumbres en factores críticos, tales como la densidad energética específica del paquete de baterías, el peso del vehículo, la tracción, la resistencia de la rodadura, los kWh necesarios para alcanzar una cierta distancia (482 Km., 965 Km. y 1448 Km.) y la relación entre el peso y la autonomía de esas baterías, considerando la actual tecnología de ión-litio.

La autonomía de 1.448 Km. es imposible con las baterías actuales; el peso del camión vacío ( de 13 a 17,5 toneladas), más el bloque de baterías de 27 toneladas superaría las 40 toneladas de límite para circular por carreteras. Y puesto que la autonomía de 1.448 Km. Exige una batería de 18 toneladas, la mayor parte de la energía se utilizaría para mover dicha batería, no la carga de 4,5 a 9 toneladas.

Es por ello por lo que no se pueden escalar o extrapolar las baterías de coches a los camiones pesados. Un camión 100% eléctrico que pueda viajar a 1.448 Km exige una batería de 31 veces el tamaño de la de 100 kWh del modelo Tesla S. Demasiado peso. Lo mismo sucede para un camión con autonomía de 965 Km. Sólo un camión con una autonomía de 482 Km. Sería posible con la tecnología actual.

La mitad de este documento se centra en “si tuviésemos una batería mejor que la de ión-litio”. Pero no la tenemos. Y puede que nunca tengamos una batería con dos veces su densidad energética, como expliqué en mi libro y en el artículo de mi blog “Who killed the electric car?” (iv)(¿quien mató al coche eléctrico?). El documento también abusa de promedios, por ejemplo de cargas, que terminan haciendo aparecer a los camiones eléctricos mejor de lo que son, porque esas cantidades son menores que ellas máximas posibles de un camión de diésel. La carga promedio es inferior a la ideal por muchas razones, pero una de ellas es que se consume una gran cantidad de combustible en entregas del tipo “just in time” (justo a tiempo). Los camiones pueden llegar medio llenos con sólo lo que se ha pedido y volver vacíos. Pero una vez comience el declive y la disponibilidad de petróleo caiga a un 6% por año, los precios del petróleo se dispararán y quizá los camiones lleguen llenos y vuelvan llenos para maximizar los beneficios.

Pero me interesa más la investigación sobre lo que pueden hacer las baterías. Por tanto ignoraré los prototipos de Supercamiones de diésel que consiguen una eficiencia 19,3 litros a los 100 Km.

El camión promedio (clase 8) consume 47,1 litros a los 100 Km. (en 2017 mejoraron a 40,4 litros a los 100 Km.). El camión promedio de clase 8 de largo recorrido carga 1.135 litros de combustible (en dos depósitos de 568 litros).Así, puede viajar durante 2896 Km. Sin repostar.

Los camiones de clase 8 suelen pesar de 11.793 Kg. a 15.195 Kg. En vacío. Asumiré que los camiones 100% eléctricos pesan también lo mismo en vacío (aunque un prototipo pueda utilizar la muy cara fibra de carbono y otros materiales ligeros que no serían comerciales). El peso máximo de un camión en carretera incluyendo la carga es de 40 toneladas. Por tanto, un camión diésel puede transportar una carga de entre 22,5 y 27 toneladas.

Pero un camión eléctrico con autonomía de 482 Km. tiene una batería que pesa 9 toneladas, por lo que solo puede cargar 13,5 toneladas (en un camión de 17,5 toneladas) ó 18 toneladas (en un camión de 13 toneladas) o entre un 20 y un 50% menos que los camiones diésel de 13,5 y 18 toneladas.

Comparemos los costes. Un camión diésel nuevo cuesta 103.000 euros y uno usado puede costar apenas 2.600 euros. Pero sólo la batería de un camión eléctrico con una autonomía de 482 Km. cuesta entre 137.000 y 180.000 euros y no incluye el coste del propio camión. Esto significa que el Tesla Semi de Elon Musk tendría un coste de entre 240.000 y 283.000 euros.

Puesto que el 97% del millón trescientas mil empresas de transporte por camión (en EE. UU.) poseen 20 camiones o menos y el 91% menos de seis camiones, es difícil imaginar que ninguna de estas pequeñas compañías pueda pagar esas cantidades.

Su modelo de negocio es viajar a largas distancias tan rápido como sea posible. Dado que a muchos conductores se les paga en céntimos por kilómetro, parar para recargar las baterías, ss nóminas se verían reducidas sobremanera. No se puede llevar a cabo una adopción masiva de camiones Tesla sin que el gobierno pague enormes cantidades para las estaciones de recarga, na posibilidad muy remota, dado que Trump ni siquiera tiene un plan de infrastructuras (Jenkins 2017)

Si cualquiera de las grandes compañías comprase un camión eléctrico, sería probablemente por las mismas razones por las que compró los de menor capacidad de clase 4 a 6: los subsidios locales, estatales y federales, que cubren los costos diferenciales entre los diésel y los eléctricos.

Pero el prototipo costará aún mucho más, al utilizar muy costosos materiales ligeros de uso no comercial, tales como la fibra de carbono, para aligerar el peso del camión. Y no aguanten la respiración esperando al prototipo, porque ya se ha retrasado tres veces. Y con una prioridad mucho mayor por las fechas comprometidas para el modelo del vehículo de turismo Tesla 3, la fecha de salida tiene pinta de retrasarse más allá de la última fecha comprometida de 16 de noviembre de 2017.

Por tanto, las compañías de camiones tendrán que elegir entre un camión de 103.000 euros con autonomía de 3.380 Km. que puede cargar entre 22,5 y 27 toneladas o un camión eléctrico de 257.170 euros con una autonomía de 482 Km. y que lleve entre un 20 y un 50% menos de carga. O menos La última estimación de autonomía del Tesla Semi es de entre 322 y 482 Km. (Vartabedian 2017)

La figura 2 muestra el tamaño estimado del bloque de baterías,su peso y su coste y la máxima capacidad de carga para todos los camiones eléctricos de clase 8. El tamaño del bloque para las diferentes autonomías se determinó por el peso bruto del vehículo (peso del camión más la batería, más la carga hasta 40 toneladas) y le energía específica de 243 Wh/kg.

He convertido la figura 2 en la tabla 1 como sigue:

Autonomía en Km	Batería en kWh necesaria	Coste de la batería a 130-180 €/kWh	Peso de la batería en kg./Ton	Carga máxima en Toneladas (a)
482	1.000	137.000-180.000	8.2000/9	13,5-18
965	2.000	274.000-360.000	16.000/18	4,5-9
1.448	3.100	428.600-557.200	24.500/27	Ninguna (b)

 

(a) Carga máxima= peso bruto máximo permitido de 40 Ton – peso de la batería – peso del camión de diésel clase 8 de entre 13 a 17,5 toneladas.

(b) Una camión eléctrico con autonomía de 1.448 Kmno puede llevar carga si se suman todas las taras y se comparan con el límite máximo permitido en carretera

Referencias

Jenkins, A. 2017. Will anybody actually use Tesla’s electric semi truck? Fortune.

Vartabedian, M. 2017. Exclusive: Tesla’s long-haul electric truck aims for 200 to 300 miles on a charge. Reuters.

 

NOTAS

i La clasificación de camiones pesados, según Wikipedia implica que un clase 8 es un camión con un peso límite de 14.969 kilos de peso bruto, que incluye la caja o remolque y el camión y puede portar desde contenedores de 8 a 57 pies, siendo los más comunes los de 53 pies. Nota del traductor

ii Se dan los datos en unidades del sistema métrico, salvo para los contenedores, aunque están dados en el artículo original en el sistema norteamericano de medidas. Así las millas en Km. Los galones en litros y las millas por galón en litros a los 100 Km. De aquí que cifras redondas en los estándares norteamericanos se vean en cifras no redondas en Km o en litros o libras a kilos. Se hace constar que el estudio está hecho para Estados Unidos y los costes y precios están en dólares, aunque aquí se convierten en euros para mayor facilidad de los lectores europeos.

iii En la terminología estadounidense, un camión semi consiste en una cabina con la unidad tractora a la que se engancha el remolque con la capacidad de carga. En definitiva es un camión pesado tradicional de los de cinco o seis ejes.

iv Referido a un documental muy conocido y ampliamente distribuido por los partidarios del coche eléctrico, en el que se lamentaba el abandono de los primeros coches eléctricos por una marca aduciendo intereses oscuros de la industria petrólífera. Alice Friedemann daba contestación y argumentos para justificar otras razones menos oscuras y más científicas. (Nota del traductor)