General Motors está desarrollando el 2017 Chevrolet Bolt totalmente eléctrico, que está diseñado para tener un campo de prácticas de aproximadamente millas 200. Motores generalesGeneral Motors está desarrollando el 2017 Chevrolet Bolt totalmente eléctrico, que está diseñado para tener un campo de prácticas de aproximadamente millas 200. Motores generales

El transporte electrizante es una de las formas más prometedoras para reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero de los vehículos, pero la llamada ansiedad de rango, la preocupación por quedarse varado con una batería de automóvil sin carga, sigue siendo una barrera para la adopción de vehículos eléctricos. ¿Está justificada la ansiedad por alcance dados los autos actuales y la infraestructura de carga?

Es una pregunta que mi grupo de investigación y yo abordamos en un artículo publicado en naturaleza de la Energía, al observar de cerca este problema con un nuevo modelo.

Específicamente, preguntamos: al mirar hacia abajo en el área geográfica de los EE. UU. A vista de pájaro, ¿cuántos vehículos personales en la carretera podrían reemplazarse diariamente con un vehículo eléctrico de batería de bajo costo, incluso si no está disponible la carga durante el día? Nuestro análisis es, hasta donde sabemos, el estudio más amplio y detallado hasta la fecha de cómo la tecnología de vehículos eléctricos mejorada actual y futura se adapta al comportamiento de consumo de energía de las personas.

Descubrimos que casi un 90% de vehículos en la carretera podría ser reemplazado por un vehículo eléctrico de bajo costo disponible hoy en el mercado. Además, este número es notablemente similar en ciudades muy diferentes, desde Nueva York a Houston y Los Ángeles. Es decir, existe un alto potencial para la electrificación de automóviles en ciudades densas y más extensas de los Estados Unidos.


gráfico de suscripción interior


Sin embargo, para alcanzar este potencial, deben satisfacerse las necesidades de los posibles conductores de vehículos eléctricos en todos los días, incluso en los de alta energía, como los días que requieren viajes de larga distancia.

Dos innovaciones clave pueden permitir esto. Lo primero es predecir los días en que los conductores probablemente superarán el rango del automóvil, para lo cual está diseñado nuestro modelo. Y el segundo es la innovación institucional o de modelo empresarial para proporcionar vehículos alternativos de largo alcance en esos días de alta energía. Por ejemplo, los autos convencionales y, eventualmente, las alternativas de largo alcance y bajas emisiones de carbono, pueden aparecer en la puerta de un usuario con solo hacer clic en un botón. Esta necesidad puede durar algún tiempo, incluso cuando la tecnología de la batería mejora y la infraestructura de carga se expande.

El rango del vehículo no es un solo número

El rango de un vehículo eléctrico generalmente se considera en términos de un número fijo, pero el número de millas recorridas en una sola carga cambia con factores que incluyen la velocidad y el estilo de conducción, y la temperatura exterior. Para entender el gama de un coche debemos mirar más allá del automóvil para ver cómo se comporta la gente.

Durante los últimos cuatro años en mi grupo de investigación, hemos creado un modelo (llamado 'TripEnergy') del comportamiento de conducción segundo a segundo de las personas en los Estados Unidos, cómo es probable que usen sistemas de calefacción y refrigeración en sus hogares. automóviles, y cómo varios vehículos eléctricos y convencionales consumirían energía si se conducen de esta manera.

Este enfoque nos da una vista probabilística de la gama de vehículos eléctricos. Por ejemplo, para el Nissan Leaf, encontramos que 74 millas es el rango mediano, basado en patrones de conducción, la mitad de los automóviles en la carretera en los EE. UU. Podrían viajar hasta aquí y la otra mitad no. (Un Ford Focus eléctrico funciona de manera similar.) Hay una distribución en este rango, que demuestra cuánto puede variar el rendimiento real. Estimamos, por ejemplo, que el cinco por ciento de los viajes 58-milla no podrían cubrirse con una carga, y el cinco por ciento de los viajes 90-milla podría hacerlo.

La evaluación de la tecnología del vehículo eléctrico contra el comportamiento de conducción

Con el modelo de TripEnergy en mano, preguntamos cuántos automóviles en la carretera podrían reemplazarse con un vehículo eléctrico de bajo costo disponible en la actualidad. Consideramos un caso en el que los conductores solo pueden cargar una vez al día, por ejemplo, en su casa durante la noche. Esto nos permitió estudiar una situación en la que solo se necesitan cambios limitados a la infraestructura de carga pública existente y los automóviles pueden usar plantas de energía que de otro modo permanecerían inactivas durante la noche.

Descubrimos que, dado que las personas conducen por los EE. UU., El porcentaje de automóviles 87 en un día promedio podría ser reemplazado por un vehículo eléctrico de bajo costo y generación actual, con solo una carga diaria. Esto se basa en el comportamiento de conducción de millones de personas en los EE. UU. En diversas ciudades y clases socioeconómicas.

El cambio de los vehículos convencionales a los eléctricos reduciría las emisiones en un 30 por ciento estimado, incluso con la mezcla de suministros basada en combustibles fósiles de hoy en día. En total, los viajes realizados por esos autos representan aproximadamente el 60 por ciento del consumo de gasolina en los EE. UU.

Este gran potencial de adopción diaria es notablemente similar en ciudades densas y más extensas de EE. UU., Que van desde de 84 a 93 por ciento.

Si bien es cierto que las personas comportarse de manera diferente en las ciudades - en cómo usan el transporte público, si poseen un auto, y cómo a menudo conducen los autos poseen, cuando conducen, encontramos que una cantidad similar de automóviles en diferentes ciudades se encuentran dentro del rango provisto por un vehículo eléctrico de bajo costo.

Devoluciones sobre la mejora de la tecnología

¿Qué sucede si las baterías mejoran y permiten un rango de conducción más largo por el mismo costo que las baterías de iones de litio de la generación actual?

La agencia de investigación federal. ARPA-E ha establecido un objetivo para que las baterías almacenen aproximadamente dos veces más energía por peso que las baterías de hoy en día en los vehículos eléctricos. Si se alcanza ese objetivo técnico, estimamos que el porcentaje de potencial de adopción diaria del porcentaje de 87 aumentaría a 98 por ciento, y el potencial de sustitución de la gasolina aumentaría de 61 por ciento a 88 por ciento. Se espera que 2017 Chevy Bolt y 2018 Tesla Model 3 logren aumentos aproximadamente similares en los potenciales a un costo mayor en comparación con el Nissan Leaf actual, aunque estos costos todavía son cercanos al costo promedio de los autos nuevos. El modelo S de Tesla viaja aún más, pero cuesta mucho más.

Sin embargo, incluso con mejoras considerables de la batería, se necesitarán otros tipos de tecnologías de tren motriz para cubrir los días con mayor consumo de energía. Esta necesidad puede persistir durante algún tiempo, incluso con una infraestructura de carga expandida, debido a una pequeña cantidad de días de muy alta energía.

El resultado en las limitaciones de rango

Para que las personas superen la ansiedad de alcance y se sientan cómodos comprando un vehículo eléctrico, necesitan saber que sus necesidades se cubrirán todos los días, incluidos los días de alta energía. Nuestro modelo es el adecuado para predecir cuándo ocurrirá esto, y por adelantado al comprar un vehículo en cuántos días ocurrirá.

Nuestro modelo puede, con información limitada sobre distancia de viaje, tiempo y ubicación, predecir la probabilidad de exceder el rango del automóvil, y señalar los días en que los conductores deben recurrir a otros autos de mayor alcance, por ejemplo dentro de las casas o incluso dentro de las comunidades y a través de programas comerciales de uso compartido de automóviles. Los resultados también arrojaron luz sobre la cantidad de autos de largo alcance que se necesitarían a nivel de la población, una brecha que debe cubrirse mediante la innovación del sector privado y las políticas nacionales y locales.

La financiación razonable para ayudar a distribuir los costos iniciales durante la vida útil del automóvil y aumentar las oportunidades de carga, incluso si solo una vez al día, también alentaría la adopción de vehículos eléctricos.

En total, nuestro análisis muestra que los vehículos eléctricos actuales pueden satisfacer la mayoría de las necesidades diarias de conducción en EE. UU. El acceso mejorado a transporte compartido de largo alcance junto con baterías y automóviles avanzados y la electricidad descarbonizada proporcionan un camino para llegar a un vehículo personal ampliamente descarbonizado flota.

Sobre el Autor

Jessika E. Trancik, Profesora Asistente de Sistemas de Ingeniería, MIT

Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.

Libros relacionados

at