La mirada del mendigo

17 octubre 2019

Adivinanza sobre emisiones en automoción

Filed under: Tecnología — Nadir @ 21:59

Estoy ciertamente asqueado de la manipulación informativa sobre un tema en principio tan técnico y objetivo como las emisiones contaminantes en motores de automoción. Periodistas y políticos con una ignorancia absoluta, categórica, en la tecnología del automóvil, propagan bulos y organizan campañas de beatificación y demonización de diferentes tecnologías, que calan en el común de la gente.

Así que os voy a poner a prueba. Voy a proponer tres ejemplos. Se trata de los datos de emisiones recogidos en el EcoTest del ADAC del mismo modelo de vehículo alimentado por tres combustibles distintos: gasolina, gasóleo y gas natural, ofreciendo una potencia similar. Digamos que éste es un ejercicio de repaso de los conceptos que he ido desgranando en pasadas entradas sobre emisiones. A ver si aprobáis el examen y descubrís de qué combustible se trata por los datos de sus emisiones contaminantes. Si fuera tan sencillo y evidente como proclaman (rebuznan) los hacedores de opinión, éste sería un ejercicio trivial.

Aclaro que se trata de un modelo de sobra conocido de una marca generalista, pero podéis vosotros mismos proponer otras comparaciones. Dejo la solución y los enlaces de cada ensayo en el pie del artículo, pero sería interesante que, como en un crucigrama, resolvieseis vosotros mismos el acertijo antes de consultar las respuestas correctas. Ya somos mayorcitos así que cada cual que obre como estime conveniente, pero me gustaría que comentaseis vuestras impresiones, comparando estos datos con la imagen de cada tecnología transmitida por medios y administraciones.

Dejo un resumen de los contaminantes, pero podéis encontrar información más extensa en pasadas entradas o buscando información en la red:
CO2 – efecto invernadero
Hidrocarburos – sistema respiratorio, carcinogénico, O3 troposférico
CO – patologías coronarias
NOx – sistema respiratorio, lluvia ácida, O3 troposférico
Partículas – sistema respiratorio, carcinogénico
nº de partículas – A mayor número, menor es su diámetro medio y, por lo tanto, mayor capacidad de atravesar la membrana celular de los alvéolos pulmonares e ingresar en el torrente sanguíneo (id est, riesgo de cáncer en diferentes órganos además de los pulmones).

Coche 1:
CO2 – 115 g
Hidrocarburos – 37 mg
CO – 73 mg
NOx – 4 mg
Partículas – 0,1 mg
nº partículas = 0,121E11

Coche 2:
CO2 – 159 g
Hidrocarburos – 5 mg
CO – 81 mg
NOx – 9 mg
Partículas – 0,8 mg
nº partículas = 2,623E11

Coche 3:
CO2 – 158 g
Hidrocarburos – 3 mg
CO – 10 mg
NOx – 19 mg
Partículas – 0,1 mg
nº partículas = 0,030E11

A ver, decidme ¿cuál os parece más y menos contaminante? ¿Sabéis quién es quién por sus emisiones?

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SOLUCIÓN:

Coche 1: VW Golf 1.5 TGI (gas natural)
Coche 2: VW Golf 1.5 TSI (gasolina)
Coche 3: VW Golf 1.6 TDI (gasóleo)

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COMENTARIO:

Salvo para iniciados, es difícil distinguir los distintos combustibles mirando sus datos de emisiones. Realmente, a la vista de los resultados, sería difícil distinguir a alguno de ellos como el que menos contamina y señalar a otro como el más contaminante. Es lo que llevo diciendo desde hace años, la gasolina, el gasóleo y ahora el gas natural no contaminan más ni menos, contaminan DISTINTO.

Más en concreto, vemos que el vehículo impulsado por GNC tiene un excelente dato en CO2, lo cual no es ninguna sorpresa porque el metano es el hidrocarburo de mayor PCS y cuya combustión produce menor proporción de CO2 para la misma cantidad de energía. Sin embargo, tiene un problema con las emisiones de HC (me interesaría saber si es el mismo metano que escapa sin quemar o compuestos formados en la cámara de combustión). El resto de contaminantes, más o menos en la media, lo que no justifica de ninguna forma su condición de “Eco” (aunque los hay mucho peores y que tienen el distintivo Cero).

Aunque, y esto es muy importante, como comentábamos la pasada entrada el GNC logra estos resultados normalitos sin el concurso de toda la batería de medidas anticontaminación de sus otros dos compañeros, especialmente el Diesel, lo cual permite asegurar que las mantendrá en el tiempo y no sólo en el momento de la compra.

En el caso del gasolina, tiene algunos problemas con el monóxido de carbono (y esto no es nada, no he querido escoger los datos de otros Golf con ese mismo motor por no hacer sangre, todos ellos pasan de los 1000mg de CO). Los motores TSI de VW tienen un problema serio con el CO del que nadie quiere habla. Pero hay un problema más serio por las repercusiones que tiene sobre la salud y éste es común a todas las marcas o, más concretamente, a todos los motores de inyección directa de gasolina: las partículas. No sólo emiten más partículas que un diésel, sino que éstas son de menor diámetro medio y, por lo tanto, mucho más peligrosas.

Y ojo, mucho ojo, porque casi todos los híbridos están asociados a motores de gasolina de inyección directa (excepto Toyota con sus 1.5 y 1.8, el nuevo 2.0 tiene inyectores tanto en las toberas como en la misma cámara, que funcionarán según los requerimientos de conducción).

Y con el gasóleo, destacar las ya consabidas emisiones de NOx que fueron usadas como si fuera el único contaminante que salía de un tubo de escape para demonizar al diésel. Con catalizadores, EGR e inyecciones de urea, están bajo control. En cuanto a las partículas, la sabiduría popular sigue asociándolas al diésel cuando con la adopción del FAP es un tema resuelto (a mejor nivel que el resto de combustibles).

CONCLUSIÓN:

No hay buenos ni malos, santos ni demonios, y desde luego no existe ningún vehículo “ecológico”. El único vehículo que se puede definir así es el que se queda en el garaje porque el propietario acude a trabajar andando, en bici o transporte público electrificado. La verdadera ecología no es una tecnología del sector automotriz, es la planificación urbanística, la política de vivienda y la ordenación del territorio, para que los desplazamientos cotidianos puedan realizarse sin concurso de más energía que la de nuestros músculos.

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14 octubre 2019

Comparación de economía de uso (addendum gaseosos)

Filed under: Tecnología — Nadir @ 12:52

A la pasada entrada comparando el coste de diferentes motorizaciones, por sugerencia de Gustavo voy a incluir los combustibles gaseosos.

Ya que Hyundai no contempla su uso, voy a cambiar de fabricante para estudiar el sobrecoste y consumo relativo de cada tecnología. Empezaremos por el GNC (básicamente, metano y algo de etano comprimidos), y para ello tomaremos la gama de un superventas, el Seat León.

El coste del gas natural comprimido en gasolinera lo pongo en 0,926 €/kg. Lo hay más caro, y también lo hay más barato (0,84€/kg en una gasolinera de San Fernando de Henares).

Así que vamos a echar cuentas.

Gasolina: Seat León 1.5 EcoTSI
Compra: 21.290 € –> 8,51 €/100km
Combustible: 6 l/100km –> 7,8 €/100km
TOTAL = 16,31 €/100km

Gasóleo: Seat Leon 1.6 TDI
Compra: 21.520 € –> 8,61 €/100km
Combustible: 4,5 l/100km –> 5,62 €/100km
TOTAL = 14,23 €/100km

GNC: Seat León 1.5 TGI
Compra: 22.320 € –> 8,93 €/100km
Combustible: 4 kg/100km –> 3,7 €/100km
TOTAL = 12,63 €/100km

¡Fantástico! Es un coche aún más económico que el gasóleo y que el eléctrico (que recordemos, contando adquisición y uso tienen un coste a la par). ¿Por qué no se generalizan? ¿Cuál es la pega? Bueno, tiene algunos inconvenientes menores, como un motor más perezoso en subir de vueltas para la misma potencia y un maletero reducido por el tanque de gas (en el caso del León, de 380 a 275 dm³). Pero el principal inconveniente es que sólo hay 50 puntos de suministro en España (en Italia y Alemania pasan del millar), a lo cual se suma que la autonomía en modo GNC es de poco más de 400km (luego la podemos extender funcionando con el depósito de gasolina, pero el coste pasaría a ser ya el de un gasolina a todos los efectos).

Pero el gas natural que cargamos es exactamente el mismo que muchos tenemos en casa, y sólo tendríamos que comprimirlo (coste de un compresor sobre los 500€) para llenar el depósito. Vamos a ver si esta operación nos saldría a cuenta. Precio del gas natural doméstico:

TUR 3.1: 0,0519 €/kWh –> 0,8174 €/kg

Ahora vamos a retomar el artículo sobre el hidrógeno y obtener el consumo energético de comprimirlo a la presión de carga en el depósito, que son 250 bar. En este caso, calcularemos el trabajo de comprimir un kg (masa molar del metano = 16.043 g·mol⁻¹)

W = -p*dV = -nNT/V * dV = nRT * ln(V2/V1) = nRT *ln (p1/p2) = 62.33248*8.314472*293.15*ln(250/1.01325) = 836.87 kJ/kg = 0,2325 kWh/kg

Y el poder calorífico superior del metano son 55.50 MJ/kg. Es decir, consumimos en el proceso de compresión un 1,5% de energía (más pérdidas).

Si usamos un compresor eléctrico durante la noche, usando la tarifa valle (0,10€/kWh), nos sale a unos irrisorios 0,02325 €/kg. Ponle 0,04 €/kg contando la eficiencia del compresor. Por lo tanto, cargar en casa (contando obviamente que tengas una casa con garaje para hacer esta operación y, al mismo tiempo, que tengas suministro de gas natural) el depósito te saldría en algo menos de 0,86 €/kg.

Con lo cual, el coste de combustible baja a 3,44 €/100km y el total a 12,37 €/100km. Con dos ventajas:
1 – Tienes la gasolinera en casa, no tienes que desplazarte y hacer kilómetros extra para ir a la gasolinera
2.- Te cubres de la eventual posibilidad de que el gobierno, ante una generalización del uso del CNG en automoción (futuro bastante lejano), lo grave con el Impuesto Especial de Hidrocarburos.

Este bajo coste del combustible, unidas a emisiones de CO2 más bajas que su equivalente de potencia en combustibles líquidos, son un caballo ganador. Unidos a una hibridación, pueden ser la respuesta de las marcas para cumplir con la normativa europea de emisiones.

En cuanto al coste de adquisición, sí, necesitan de unos depósitos, manoreductores, etc que encarecen el precio respecto a los combustibles líquidos. Pero por otra parte no necesitan la bomba de alta presión de los diésel, y logran bajas emisiones contaminantes naturalmente, sin el recurso a escombros de válvulas de recirculación, filtros antipartículas y toda la serie de catalizadores y duchas de urea necesarias para cumplir con la normativa anticontaminación. La cuestión es que con la Euro 6d, se exige a las marcas que no sólo cumplan con las cifras de emisiones en el momento de la homologación, sino con unidades tomadas al azar y hasta 100.000km a cuestas. Y esto es MUY difícil de conseguir, porque los catalizadores se van envenenando, los asientos de la aguja de los inyectores cogiendo holguras… En cambio, con el gas natural el coche es limpio por su propia esencia, ahorrándonos una enorme carga de sistemas anticontaminación, que compensan el sobrecoste de los caros depósitos y fontanería asociada.

Mentalmente lo había descartado por la escasez de puntos de repostaje en Españistán al hablar de cómo serán los coches bajo las condiciones que impone la nueva reglamentación europea que entra en vigor en apenas dos meses, pero en el conjunto de Europa el GNC (y, en menor medida, la solución intermedia, el GLP) creo que tiene mucho futuro. Y, además, es una tecnología en la que las marcas europeas están más adelantadas (Fiat y VW), aunque aún falta un motor específicamente diseñado para funcionar con este combustible (son adaptaciones de motores de gasolina, reforzando pistones y asientos de válvula para soportar las mayores temperaturas en la cámara de combustión).

Si la clase gobernante en España tuviera un poso de cultura tecnológica, deberían estar promoviendo la extensión de una red de repostaje de gas natural (en cualquier punto de la geografía servido por gasoducto, es añadir una caseta de recarga dentro de la cual está el compresor y los depósitos), que hoy en día es miserable. A pesar de ser el gas natural un recurso que España, como Italia, consigue a bajo coste y alta seguridad de suministro del Norte de África, por gasoductoS (dos, el Medgaz y el GME), más un generoso parque de regasificadoras, facilidad que para sí quisieran muchos otros Estados para incrementar su diversificación energética en el transporte.

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Ahora vamos a tratar otro combustible gaseoso bastante más conocido en nuestro país, el GLP (gases licuados del petróleo, es decir, una mezcla variable de propano y butano).

Para la comparación, escojo el rey del rural, el Dacia Duster. El precio del GLP medio vendría a ser a día de hoy, sobre los 0,722 €/l.

Gasolina: Dacia Duster 1.6
Compra: 15.600 € –> 6,24 €/100km
Combustible: 7,9 l/100km –> 10,27 €/100km
TOTAL = 16,51 €/100km

Diesel: Dacia Duster dCi
Compra: 17.650 € –> 7,06 €/100km
Combustible: 5,5 l/100km –> 6,87 €/100km
TOTAL = 13,93 €/100km

GLP: Dacia Duster 1.6 GLP
Compra: 16.500 € –> 6,6 €/100km
Combustible: 9 l/100km –> 6,5 €/100km
TOTAL = 13,1 €/100km

Respecto al GNC, el GLP tiene la ventaja de que no suele reducir el tamaño del maletero (ocupa menos espacio al almacenarse licuado a baja presión) y el inconveniente de que las autonomías son aún menores en modo GLP (algo más de 300km en el Duster). De nuevo, el motor es más perezoso respecto a su homólogo en gasolina. Y la gran ventaja es que en España está mucho más extendido, con unas 500 gasolineras surtiendo de GLP.

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Sólo por afán de exhaustividad, incluyo el combustible gaseoso por más exótico, poco menos que ventosidades de unicornio: el hidrógeno. Es el elemento de mayor poder calorífico y cuya combinación con el oxígeno atmosférico sólo genera agua. Sin embargo, está muy lejos de ser una alternativa económicamente viable en la automoción (sí puede ser interesante para agricultura, minería o transporte pesado).

Aunque se podría quemar en un motor térmico convencional, los únicos tres coches en el mundo que lo consumen lo hacen a través de una pila de combustible, que produce electricidad en la recombinación con el oxígeno. De esos tres, el Honda Clarity no se vende en Europa, así que nos quedan el Toyota Mirai y el Hyundai Nexo. Me quedo con este último por ser el menos caro.

Compra: 69.000 € –> 27,6 €/100km
Combustible: 1,2 kg/100km –> 11,28 €/100km
TOTAL = 38,88 €/100km

Ya no es que el vehículo de pila de combustible sea hoy en día muy caro, eso podría cambiar en un futuro. Es que el coste del combustible es el más caro de todos, bastante más que un gasolina convencional. Y eso que el hidrógeno se obtiene del contaminante proceso de steam reforming, si se produjera por disociación electrolítica del agua su precio sería aún muy superior. Por lo tanto, no es como el BEV que tiene un precio alto pero un precio de uso muy bajo (si recargamos en casa); el HEV es caro y el precio del hidrógeno es muy caro. Y no tiene visos de cambiar.

El coche de hidrógeno tiene ciertamente muchas ventajas, suavidad de eléctrico y autonomía y tiempos de repostaje de térmico, unos 600km el Nexo. Pero en el terreno económico, ciertamente está fuera de órbita. No es de extrañar, por lo tanto, que existan sólo 6 hidrogeneras en España. A diferencia del GNC, con estos datos, difícilmente será de prever un despliegue de la red de hidrogeneras más extenso.

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Y queda un combustible gaseoso más, el GNL (gas natural licuado). Sin embargo, no hay ningún coche que lo permita usar de serie (falta de espacio), aunque sí lo emplean algunos modelos de camiones.

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Así que vamos a retomar el cuadro comparativo, al cual le añadimos los dos nuevos casos.

Tomo como referencia el Diesel, y respecto a él calculo el ahorro o sobrecoste del resto de motorizaciones:

CNG (gas doméstico): -1.8 €/100km
CNG (surtidor): -1,6 €/100km
GLP: -0,8 €/100km
Diesel: 0 €/100km
Eléctrico (recarga doméstica en valle): +0,3 €/100km
Híbrido: +1,9 €/100km
Gasolina: +2,3 €/100km
Híbrido enchufable (modo eléctrico): +3 €/100km
Híbrido enchufable (modo térmico): +4.8 €/100km
Eléctrico (electrolinera): +6,3 €/100km
Hidrógeno: +22,9 €/100km
El dato de eléctrico con recarga en electrolineras lo dejo sólo a modo de curiosidad, porque se sobreentiende que si tienes un eléctrico lo vas a cargar casi siempre en casa, y usarás las electrolineras (hasta 0,54 €/kWh)  sólo en momentos puntuales (viajes). Pero no sería descabellado ya que si se electrifica todo el transporte, significa que no sólo serán eléctricos los vehículos de los que usen el coche para trabajar, sino también lo serán los de aquellos que viajen frecuentemente y, por lo tanto, hagan un uso intensivo de los cargadores rápidos de las electrolineras.

Y una aclaración: cuando digo cargarlo siempre en casa, quiero decir casa, no piso, a no ser que tengamos además una plaza de garaje cerrada. Lo de cargarlo en una plaza de garaje abierta, y ya ni digo en la calle, me parece de una ingenuidad tremenda. Un cable de recarga no es ni más ni menos que un par de kilos de cobre, unos 10€ vendiéndolo al peso en cualquier chatarrería.

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6 octubre 2019

Comparación de economía de uso con diferentes motorizaciones

Filed under: Tecnología — Nadir @ 22:53

Ésta es una ampliación de la anterior entrada que dediqué al coche eléctrico, comparándolo con un diésel convencional. Voy a ampliar el abanico para abarcar el resto de posibilidades de motorización, y acabo con la que considero será la nueva normalidad impuesta por la reglamentación europea: los híbridos enchufables.

Para hacer la comparativa lo más homogénea posible, voy a tomar las dos berlinas de Hyundai: el i40 para motorizaciones convencionales y el Ioniq para motorizaciones electrificadas, siempre en acabado Klass. Ambos son de los coches que menos me disgustan dentro del mercado actual.

El coste de adquisición lo calculo sobre una vida útil de 250.000km (que coincide además con el fin de la vida útil de la batería del eléctrico, suponiendo ésta en 1.000 ciclos). Y el coste de uso, me ciño al combustible porque del resto de consumibles son prácticamente los mismos. Los consumos tomo los que estimo obtendrían en el tipo de conducción que realizo, todo tipo de carreteras y muy poca ciudad (porque en ciudad, hay otras formas más eficientes de moverse). Todos los costes se expresan en € a los 100km.

Coste de la energía: gasolina a 1,3€/l, gasóleo a 1,25€/l, electricidad a 0,1€/kWh (tarifa supervalle en casa, asumo que nunca o casi nunca se usarán cargadores de carretera, en la que la energía es hasta cinco veces más cara)

Gasolina de inyección directa: i40 1.6 GDi
Compra: 22.895 € –> 9,16 €/100km
Combustible: 7 l/100km –> 9,1 €/100km
TOTAL = 18,26 €/100km

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Diesel de inyección directa: i40 1,6 CRDi
Compra: 24.245 € –> 9,7 €/100km
Combustible: 5 l/100km –> 6,25 €/100km
TOTAL = 15,95 €/100km

+

Híbrido: Ioniq Híbrido 1.6 GDi
Compra: 25.245 € –> 10,1 €/100km
Combustible: 6 l/100km –> 7,8 €/100km
TOTAL = 17,9 €/100km

+

Eléctrico: Ioniq Eléctrico 38kWh
Compra: 36.775 € –> 14,71 €/100km
Electricidad: 15kWh/100km –> 1,5 €/100km
TOTAL = 16,21 €/100km

+

Híbrido enchufable: Ioniq Híbrido Enchufable 1.6 GDi
Compra: 32.425 € –> 12,97 €/100km

Aquí es crucial hacer la distinción de cómo hacemos el recorrido, si principalmente con la batería o con el motor térmico. O, dicho de otro modo, la distancia media de que recorremos (la batería de 8,9 kWh da para unos 45km).

Por lo tanto, distingo los costes en los dos casos extremos, trayectos cortos en los que funcionaría como un eléctrico puro, y trayectos largos en los que la autonomía eléctrica es despreciable y funcionaría como un híbrido no enchufable.

Híbrido enchufable trayectos cortos (eléctrico):
Electricidad: 15 kWh/100km –> 1,5 €/100km
Baterías: 2.000 € cada 45.000 km –> 4,44 €/100km
TOTAL = 18,91 €/100km

Híbrido enchufable trayectos largos (híbrido no enchufable):
Combustible: 6 l/100km –> 7,8 €/100km
TOTAL = 20,77 €/100km

Y aquí debería saltaros la alarma y preguntar ¿qué es ese concepto que añades en el caso de trayectos cortos como “baterías”? Pues muy sencillo, es el cambio de baterías que sería necesario en un híbrido enchufable si lo usamos mayoritariamente en eléctrico (que es el modo en principio más económico y para eso cargamos con esas baterías y el enchufito).

Recapitulemos. Un BEV puro tiene un pack de baterías que le permiten hacer 250km. Y sabemos que la ciclabilidad de las baterías está sobre los 1.000 ciclos de carga/descarga (varía mucho en función del cuidado con el acelerador, el uso de cargas rápidas, la temperatura ambiente, la antigüedad de las baterías aunque no movamos el coche…). Es por ello que estimamos la vida útil del pack del Ioniq en 250.000km (en un coche con 400km de autonomía, serían unos 400.000km), considerando como límite útil una pérdida de capacidad del 20%.

Pues bien, el híbrido enchufable no deja de ser un eléctrico con un pack pequeño de 8,9kWh que le permite una autonomía de 45km. Y las baterías serán las mismas o muy similares, con esa misma ciclabilidad. Y mil ciclos de 45km dan esos 45.000km “eléctricos” pasados los cuales tocará pasar por caja. Siendo benevolente he calculado el coste del cambio en 2.000€, aunque cambiar la batería del antiguo Leaf (24kWh) sale por 8.700€, y la del Outlander PHEV por 6.840€ (13,8 kWh)

Y sí, ya sé que las baterías tienen una garantía (en el caso de Hyundai, una muy generosa garantía de 8 años o 200.000km, que por ejemplo Mitsubishi recorta a 160.000). Por ello estimo que el primer cambio de batería correrá por cuenta de la casa, a unos 100.000km (que corresponderían a los 45.000km en modo exclusivamente eléctrico trasladados a un uso habitual). Y el siguiente, a pasar por caja, o asumir una autonomía eléctrica muy menguada (un híbrido cada vez menos enchufable). Por eso he tirado muy por lo bajo en el coste de la batería, para compensar el hecho de que probablemente el primer cambio sea sin coste para el usuario.

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Sólo me queda resumir los resultados obtenidos.

Gasolina: 18,26 €/100km
Diesel: 15,95 €/100km
Híbrido: 17,9 €/100km
Híbrido enchufable: 18,91 – 20,77 €/100km
Eléctrico: 16,21 €/100km

Como los datos no son exactos al haber un considerable nivel de incertidumbre según el uso que reciba el coche, tanto en consumos como en longevidad, podemos redondear y sacar conclusiones.
– Tanto Diesel como eléctrico rondan los 16 €/100km, el primero tiene la ventaja de la autonomía, el segundo del agrado de conducción (más las ventajas que ofrezcan las administraciones, acceso restringido, bus-vao, aparcamiento gratuito…).
– Sobre los 17 €/100km están los gasolina, ya sea puro o hibridado. Como en el caso anterior, según se haga más carretera o ciudad (¡MAL!) convendrá decidirse por uno u otro.
– Y a bastante distancia, sobre los 20 €/100km, están los híbridos enchufables.

No deja de ser curioso que el modelo de automoción impuesto de facto por la normativa europea, que es el de híbridos enchufables, sea también el más oneroso para el usuario.

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30 septiembre 2019

Cómo serán los coches con la nueva normativa de emisiones

Filed under: Tecnología — Nadir @ 11:19

Como sabéis o deberíais saber, la regulación europea 443/2009 impone unas restricciones en la emisión media de CO2 de cada fabricante (95 g de CO2/km de media, pero ya veremos que el asunto es más complejo). Esta normativa determinará cómo serán los coches en un futuro próximo, tan próximo como el año que viene. Así que vamos a analizar esa normativa que modelará el futuro de la automoción europea.

Empecemos por este gráfico:

La línea negra es el límite de emisiones, que no es absoluto (esos 95g de CO2 que dice la prensa) sino relativo a la masa del vehículo. La ecuación que la describe es:
Y=0,95+0.0333(X-M0)
siendo M0 la masa media de los vehículos vendidos en Europa, hoy en día 1380kg.

La UE cedió a las presiones de la industria, especialmente la alemana que está especializada en vehículos más lujosos, potentes, grandes y pesados, e introdujo esta corrección. Mi opinión es que es un error mayúsculo porque precisamente la vía de la eficiencia es la reducción de masa y sección frontal de los vehículos, revirtiendo la tendencia hacia el gigantismo que aqueja el sector. Sin embargo, para la industria resulta más difícil justificar altos precios en vehículos cada vez más pequeños, ligeros y frugales.

Las nubes de puntos, ajustadas por sendas curvas cuadráticas, son algunos ejemplos de modelos de gasolina y gasóleo actuales (modelos más representativos de Mercedes, BMW, Renault, Peugeot, VW, Hyundai y Honda). Tomo siempre consumos NEDC porque en ese ciclo de homologación está expresada la normativa de emisiones que nos ocupa. Huelga decir qué color corresponde a cada combustible.

Lo primero, vemos que el gasóleo se ha abandonado en los vehículos más ligeros, porque el precio de adaptar un vehículo Diesel a la Euro 6 es difícil trasladarlo al precio de un utilitario. Sin embargo, es la mecánica preferida para los vehículos más pesados, que en su versión de gasolina disparan sus consumos (recordemos que consumos y emisiones de CO2 son prácticamente proporcionales dentro de un mismo combustible).

Segunda conclusión evidente: los diésel están más cerca de cumplir la normativa que los gasolina, y acaso podrían lograrlo con un repaso general para aumentar la eficiencia (aerodinámica mejor cuidada, neumáticos de medidas racionales, mapeado de inyección más conservador…). Ahora bien, en el caso de los gasolina, es imposible cumplir con la normativa sin recurrir a la hibridación, a no ser en los motores y coches más pequeños (tricilíndricos de menos de un litro de cilindrada y menos de una tonelada de peso).

Hibridación que no deja de ser una patraña, una forma de engañarse haciendo trampas al solitario. Mientras el ciclo de homologación siga permitiendo que un vehículo híbrido acabe el ciclo con menos carga que lo empezó (es decir, que haya un aporte de energía neta no contabilizado), ese ciclo es inválido para medir el consumo y las emisiones reales. Pero por ahora así está establecido, así que vamos a analizar lo que hay, y no lo que nos gustaría que hubiera.

Por lo tanto, podemos ir avanzando algunas pinceladas de cómo será el futuro: los gasolina todos hibridados excepto quizá los más pequeños para cumplir con la normativa. Los diésel puede que también tengan que recurrir a ella, especialmente los más pesados.

Tercera conclusión, y es la razón principal por la que perdí el tiempo haciendo este gráfico: el límite de emisiones referido a la masa del vehículo facilita el cumplimiento a los vehículos más pesados (nota: un motor diesel añade unos 50kg extra respecto al gasolina) y se lo dificulta a los más ligeros. Es decir, desincentiva buscar el menor consumo y emisiones por la vía de la reducción de peso. Pero sólo lo hace parcialmente. Como vemos, aunque el límite sea más indulgente con los pesados, aún así la distancia entre su situación actual y el objetivo es mayor. Por lo tanto, los modelos más pesados deberán someterse a una cura de adelgazamiento más intensa para rebajar consumos y emisiones (como vemos en la gráfica, la masa es el parámetro determinante) o a una hibridación más intensa.

Con más baterías falseas aún más la prueba de homologación, aunque lo que probablemente acabe pasando es que se conviertan en híbridos enchufables. Una vez que cuentas con una cierta capacidad de baterías, sólo queda añadirle un transformador, un inversor y un enchufe para tener un PHEV (plug-in hybrid electric vehicle).

Que por cierto, más baterías en modelos pesados aumenta más el peso y, por lo tanto, las emisiones en condiciones reales (es decir, fuera del ciclo).

Otro aspecto determinante del consumo, además de la masa, es la resistencia aerodinámica (especialmente en la parte del ciclo que simula carretera). Ya sabemos que la resistencia aerodinámica (drag) depende de la sección frontal del vehículo corregida por el conocido Cx o coeficiente aerodinámico, que describe lo eficiente que es la forma del vehículo atravesando el aire. Por lo tanto, deberíamos ver una optimización de la aerodinámica de los vehículos y, especialmente, una reducción de la sección frontal. Pudiera parecer que la moda de los SUV tiene los días contados, a menos que se esté dispuesto a pagar la humorada. Pero no adelantemos acontecimientos y sigamos leyendo el reglamento europeo.

Por supuesto, las carrocerías altas y cuadradas de los todoterreno de verdad, junto con el peso de sus bastidores más rígidos y piezas sobredimensionadas para aguantar el maltrato de un uso campestre y motores grandes capaces de mover el conjunto quedarán reservados para quien de verdad los necesite. Las pickup se salvarán en parte matriculándose como furgonetas, que tienen su propia normativa aún más transigente con el peso (el coeficiente que ajusta la pendiente del límite de emisiones es 0,096gCO2/(km*kg)).

Así que, a primera vista, parece que a fin de cuentas esta normativa traerá aparejada una reducción del peso del parque, más modesta de lo que debería gracias a ese factor corrector por masa. Además, hay que añadir que ese M0 de la ecuación (masa media de los vehículos vendidos en Europa) es variable, la UE cada tres años irá revisando el dato. Por lo tanto, un parque móvil que pierde kilos obligaría en años sucesivos a reducciones aún mayores de emisiones (para el mismo peso) o a mayores esfuerzos en la cura de adelgazamiento.

Pero no adelantemos acontecimientos. Seguid leyendo, por favor.

En 2025 los límites se harán más exigentes, esto es, la línea de corte estará un 15% más abajo y, por lo tanto, costará mucho más llegar a ella. Y en 2030 la reducción deberá ser del 37,5%, aunque para entonces se habrá revisado el método de compensación por el peso del vehículo. Llegar a estos niveles de emisiones en el ciclo de homologación es imposible para un vehículo térmico de más de una tonelada sin el recurso a la hibridación enchufable. Imposible. Y más si además tiene que cumplir con el resto de límites de emisiones, que impiden aumentar las relaciones de compresión en los Diesel (NOx).

Pero aún hay más. Como dije al principio, estos valores son con el extinto NEDC, pues era el ciclo en vigor cuando se tramitaba la ley. En 2020 se producirá la adaptación de la normativa al ciclo WLTP. En principio no debería ser traumático, simplemente expresar la ecuación con unos valores de emisiones más altos para reflejar los mayores consumos que se obtienen con este último ciclo. Por ejemplo, si consideramos que con el WLTP los consumos suben un 10%, la nueva ecuación quedaría: Y=104.5+0.03666(X-M0). ¿Fácil, no? Pues no, porque el WLTP no castiga a todos por igual, sino que los vehículos más pesados sufren en mayor proporción debido a las mayores aceleraciones exigidas (mayor inercia), el S&S pierde relevancia porque en el nuevo ciclo hay menos tiempo al ralentí, las carrocerías más voluminosas son castigadas por la mayor velocidad media de la prueba y los motores de gasolina miniaturizados (downsizing), muy turbocomprimidos y directamente inyectados se revelan muy gastones (y aún más contaminantes, y aquí lo de menos es el casi inerte CO2) cuando se les empieza a exigir.

Es decir, cumplir la norma, una vez expresada en WLTP (un ciclo más realista), va a ser aún más difícil para los culos gordos. A no ser que, en la transcripción de la reglamentación, la industria consiga colar una pendiente de la recta aún más acusada que, de nuevo, venga a falsear los objetivos de la norma.

Por lo tanto, cada vez van quedando claras dos líneas de actuación para la industria:
– Someter a la flota a una intensa reducción de volumen y peso, con vehículos de una eficiencia refinada desprovistos de detalles grotescos que empeoran el consumo como las ruedas sobredimensionadas. Sería el modelo KISS.
o…
– producir vehículos aún más grandes, pesados y caros, acudiendo a la backdoor que deja la normativa para puentearla, v. gr., la hibridación enchufable. Modelo Fat Boy o del abigarramiento tecnológico.

Como esta segunda vía le permite a la industria mantener sus márgenes de beneficio, me cabe poca duda de que será la opción preferida por la mayoría de fabricantes.

La cuestión es que la reducción de emisiones en un PHEV es sólo real en recorridos cortos, tan cortos como el… ciclo de homologación WLTP (23km). Según se vayan agotando las baterías arrancará el motor térmico para recargarlas y los consumos se dispararán por encima de los valores de un coche convencional (pues es un coche convencional lastrado por un pack de baterías de tamaño y peso ya notables, no es un eléctrico en que las baterías van en vez de el motor, cambio y depósito, sino que van además de).

Eso sí, si hibridando un gasolina podemos lograr que las emisiones queden por debajo del límite de 95g CO2/km más o menos por los pelos, con una hibridación enchufable conseguimos resultados (irreales fuera de cortos desplazamientos urbanos) por debajo de los 50 g CO2/km (ZLEV, zero-and low-emission vehicles). Y esto es muy importante porque los coches con menos de este nivel de emisiones cuentan más (x1,85) a la hora de realizar el cálculo de emisiones medias. Y ese nivel de emisiones sólo es alcanzable por PHEV y BEV (battery electric vehicles, es el último acrónimo del artículo, lo prometo) o para vehículos convencionales extremadamente livianos, que la industria ni se plantea introducir (porque es más difícil justificar el precio en un vehículo pequeño y ligero, y vender coches baratos, sencillos y muy fiables va en contra de sus intereses).

Por lo tanto, con la directiva en lamano, vender un PHEV con emisiones homologadas de 30 gCO2/km te permite vender otro coche que emita 215 gCO2 (todoterrenos o deportivos con los que obtienen mayores márgenes). Comprenderás el interés de las marcas por vender híbridos enchufables. Eso sí, esta sobreponderación de los ZLEV (vehículos eléctricos de cero o bajas emisiones) se va reduciendo, y será x1,67 en 2021 y x1,33 en 2022. Un mecanismo para ir dando tiempo a las marcas a hibridar enchufablemente toda su flota, en especial la más contaminante.

Hasta ahora no he hablado de eléctricos puros (BEV). Obviamente, el interés de las marcas por vender estos vehículos será aún mayor, pues sus emisiones nulas les permiten duplicar los límites en otro vehículo (incluso a partir de 2023, donde no exista sobreponderación). Ahora bien, el interés de las marcas por venderlos deberá luchar con el escaso interés de los usuarios por comprarlos. Sin duda se abrirá un mercado de BEV, como segundo vehículo de las familias de clase media-alta con garaje privado especializado en commuting (id est, bajar en coche desde el chalet de la urbanización, según el insostenible modelo usamericano de urbanismo). Pero no me parece probable la explosión de ventas que prevén en los despachos de las plantas nobles, porque el currito medio europeo seguirá necesitando que el único vehículo de su unidad familiar cubra todos los usos, también el de realizar viajes. Porque será más costoso instalar una estación de carga en un garaje comunal, y ni que decir tiene si lo aparca en la calle (problema que también arrastran los PHEV). Pero sobre todo porque, a día de hoy, al coche eléctrico no le salen las cuentas.

A este respecto quiero hacer un inciso para señalar la torpeza y la ceguera de los análisis de mercado de las marcas, que aplican un sesgo perceptivo creyendo que toda la población está compuesta por pijos adinerados, extrapolando las condiciones y prioridades de su entorno al resto de la sociedad. Un ejemplo es el triunfo sorpresivo de una marca como Dacia, que en principio no estaba destinada a venderse en mercados de Europa occidental y cuyos modelos son extremadamente populares por ejemplo en la Francia rural.

Cierro paréntesis y vuelvo al tema principal para añadir otra particularidad (o backdoor) de la norma. Los fabricantes que presenten “ecoinnovaciones” podrán ver reducida la emisión computable hasta en 7 g/km. Así, los coches que equipen por ejemplo faros LED o climatizadores eficientes podrán descontar emisiones respecto a las homologadas, aunque esta tecnología suponga sólo una reducción de consumo marginal. Ya os podéis imaginar que la lista de ecoinventos será interminable, para justificar con tecnología rubicunda el mantener paquebotes de acero.

Y aún hay más.

No todos los fabricantes tienen que cumplir esta normativa. Los fabricantes nicho (menos de 1.000 unidades) están dispensados de cumplir ningún límite, y los fabricantes de modelos exclusivos (menos de 10.000 unidades, Ferrari, Lamborghini…) sólo tendrán que cumplir los límites que les dé la gana cumplir. Oye, no os riáis que lo digo en serio, es así la norma. Son las propias compañías las que definirán los límites que quieren cumplir.

En cuanto a las compañías medianas (menos de 300.000 unidades, como Porsche), sí que se impone una reducción del 45% de emisiones respecto a la media de 2007. Ahora comprenderéis por qué Porsche está desarrollando el Taycan, e irá hibridando el resto de sus modelos salvo los más deportivos.

Otro no tan pequeño detalle: las compañías podrán computar juntas o separarse a conveniencia a efectos de la normativa. Por ejemplo, Mercedes podría declarar su modelos AMG como una pequeña compañía independiente, o el ejemplo más cacareado: Fiat ha anunciado que sumará sus ventas a las de Tesla (previo pago de una sustanciosa cantidad) para que el cómputo total quede por debajo de la línea roja.

Y última guinda del pastel. Para el ejercicio 2020, los fabricantes podrán excluir un 5% de los vehículos vendidos para calcular la media. Obviamente, ahí meterán los todoterrenos y motorizaciones más potentes, mientras llegan los híbridos enchufables que, con sus bajísimas emisiones homologadas, permitirán compensarlos.

Así pues, recapitulemos. Aunque el sector podría dirigirse hacia una reducción de masa y volumen como medida más directa y sana de reducir consumos, lo más probable es que aproveche los agujeros cuidadosamente horadados en la reglamentación para abundar aún más en el gigantismo y la sobretecnología. A cortísimo plazo se impondrá la hibridación, y para 2025 ya se habrá generalizado la hibridación enchufable. Esto dará margen a los fabricantes para seguir produciendo versiones deportivas (sin hibridación) manteniendo la media controlada.

Esta normativa generará un incentivo a las marcas para que reduzcan los márgenes de PHEV y BEV para aumentar las ventas, y así tener la posibilidad de vender más coches de altas emisiones, que son los que les dejan mayor margen de beneficios. Es más fácil, por cierto, que estos vehículos de mayores emisiones (todoterrenos y deportivos) sean producidos por marcas generalistas, que también venden PHEV para compensar emisiones.

Al final, como la emisión homologada de un PHEV depende más de la capacidad de sus baterías que del motor térmico que equipe o sobre qué carrocería esté todo ello montado, será una puerta abierta para que la industria pueda seguir ofreciendo motorizaciones poderosas sobre armatostes imponentes.

Sobre el papel tendremos un parque automóvil de los más ecológico, pero la realidad es que el consumo de combustible subirá, como ya ha subido con la demonización del diésel, el cambio a híbridos y la generalización del concepto SUV. Y con el consumo, las importaciones de crudo que tumban nuestra balanza comercial y las emisiones de CO2 producidas por ese mayor consumo de combustibles. A lo que deberemos sumar las emisiones asociadas a la fabricación de vehículos cada vez más pesados y complejos, más las asociadas a su achatarramiento. Porque un híbrido enchufable tiene todos los órganos de un vehículo térmico más los de uno eléctrico, añadiendo además de masa y precio, mayor complejidad y aumentando, por tanto, la probabilidad de fallo y avería.

En suma, un buen negocio para la industria, mala para el usuario y el clima.

Pero todo en nombre de la ecología.

Un bonito ejemplo de hipocresía europea.

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15 septiembre 2019

Echando cuentas sobre el coche eléctrico

Filed under: Tecnología — Nadir @ 13:39

Esta es una entrada de bajo perfil. Simplemente quería compartir algunos números que hice para consumo propio echando la cuenta de la vieja, sobre la conveniencia económica de pasarse al eléctrico. Económica, dejamos a un lado lo muy ecológicos y modernos que queramos ser o parecer. Como ya he comentado, este es el factor determinante: cuando la gente vea que el eléctrico sale a cuenta, se pasarán en masa a él como ya lo hicieron con los TDI. El bolsillo manda.

Supongamos que estamos pensando en comprar coche, y dudamos en dar ya el salto al eléctrico o seguir con el convencional Diesel (también podríamos pensar en un híbrido, pero salvo un uso estrictamente urbano ya os adelanto que no compensa nunca).

Vamos a otorgar valores a las variables, intentando ser representativos de la realidad. Estamos dudando entre comprar dos coches de batalla equivalente, un Leaf de batería peque (35.000 ouros) y un Mégane dCi (21.000 lereles). Y lo más difícil de establecer, la vida útil. Depende mucho del cuidado que ponga el conductor, acelerones en frío en el térmico, cargas rápidas y esfuerzos prolongados en el eléctrico… pero supongamos para ambos una vida útil de cuarto de millón de kilómetros.

Así, tenemos que el coste de adquisición:
Diesel: 8,4 €/100km
Eléctrico: 14 €/100km

Y el coste de uso lo reduzco al combustible. El resto de consumibles (ruedas, principalmente) viene a ser muy similar, y el de cambio de filtros en el térmico prácticamente despreciable (sobre todo si lo hace uno mismo, como recomiendo). Cojo consumos WLTP: 4,5 l y 20,6 kWh a la centena de kilómetros, respectivamente. A 1,2 € el litro de gasóleo y 0,10€ el kwh (suponemos que cargaremos casi siempre en horario supervalle, y prácticamente nunca fuera de casa, donde el coste se puede quintuplicar).
Diesel: 5,4 €/100km
Eléctrico: 2,1 €/100km

Sumando ambos costes, no necesitamos calculadora para darnos cuenta que el menor consumo del eléctrico no compensa su mayor precio de adquisición. De hecho, no compensaría ni aunque la electricidad nos la regalasen.

Me parece un poco bajo el consumo del Diesel, vamos a subirlo a unos más realistas 5l/100km, dejando el Leaf tal y como está:
Diesel: 6 €/100km

Ni por esas.

¿Qué precio debería tener el Leaf, para empezar a compensar? Ponemos una X en el coste de adquisición del eléctrico, despejamos, y… 30.750 ouros. Todo lo que baje de ese precio, supone en principio ahorrar dinero (de forma muy aproximada, luego hay que añadirle el cargador y la subida del término de potencia de la tarifa). Bueno, con subvenciones se puede bajar incluso de ese precio, así que podemos decir que las tornas empiezan a estar equilibradas.

Luego, cada uno tiene que valorar las diferencias entre una u otra propulsión, el agrado de conducción del eléctrico, frente a su mayor peso y, sobre todo, la menor autonomía y largos tiempos de “repostaje”. Con la batería de 40kWh, el Leaf tiene una autonomía WLTP de 270 km, que pueden ser creíbles si renunciamos a ir a 120 km/h y no encender el climatizador. Con la batería grande, llegamos a 330km, pero ya son 43.000€ (es decir, no lo amortizamos en la vida).

Al final, la principal crítica que le hago a cómo está siendo concebido el vehículo eléctrico es que es un coche urbano y de extrarradio, pero no apto para viajes largos, salvo que sea algo muy puntual en el que nos resignemos a calcular la carga en el camino para que coincida con la hora de la comida/cena. En suma, es un coche apto (muy apto) para un tipo de recorridos que no se deberían realizar en coche: los pendulares para ir a trabajar (commuting). Y totalmente inadecuado para viajes largos.

Otro miedo que tengo. Normalmente no le hago mucho caso a lo que se conoce como “paradoja de Jevons”. Por lo general, un aumento en la eficiencia va seguido de reducciones de consumo (por ejemplo, la gente no suele dejarse las luces encendidas al salir de casa por haber instalado lámparas LED). Sin embargo con el BEV tengo miedo que este efecto se manifieste. Como hemos visto, el mayor coste es el de adquisición, luego el “combustible” es muy barato. Esto podría incitar a la población a buscar residencia aún más lejos de su lugar de trabajo, pues el coste se reduciría (y los tiempos no serían mucho mayores, pues lo pesado es la entrada a la capital, los primeros kilómetros se hacen a buena velocidad) y/o abandonar el transporte público (ya que tienes un eléctrico, lo usas). Existe el peligro pues que la electrificación del transporte privado traiga aparejado un mayor consumo energético.

Pero dejemos eso por ahora y vamos a poner algún otro caso hipotético. Imaginemos que tenemos un coche, aún funciona, pero tenemos prisa por pasarnos al eléctrico. ¿Sería rentable el cambio? Pongamos que nuestro coche es más gastón, 6l/100km y no nos darían más que una birria por él si lo vendiésemos.

Hacemos números y…

Si conservamos el coche viejo, el coste de adquisición es cero, y el de uso 7,2 €/100km. Para compensar el paso al eléctrico y beneficiarnos de su economía de consumo, éste tendría que costar 12.750€. Vamos, que siempre será más económico tirar con el coche viejo hasta que no pueda más.

¿Y si aún nos pueden dar algo por él? Digamos que hace pocos años compramos un moderno TDI, pero ahora nos hemos arrepentido y pensamos venderlo de segunda mano para ayudar a la compra. Consumo de 5 l/100km y nos darían X € por él. Malas noticias: el break even empezarían en 9.750€ + X. Es decir, si nos dieran 8.000€ por nuestro coche, el eléctrico tendría que costar 17.750€ para compensar el cambio. Y, por ahora, cuestan más o menos el doble, mal negocio.

Por lo tanto, sólo empezaría a interesar el eléctrico si hacemos un uso inadecuado del transporte privado, y en su conveniencia serían determinantes para equilibrar la balanza la necesidad de financiación (un préstamo al consumo de 35.000€ tumba la rentabilidad del cambio) y la existencia de subvenciones (plan PIVE o el nombre que le den, aunque si está sujeto a la entrega de otro vehículo para su achatarramiento, ya hemos visto que convendría conservarlo hasta que desfallezca. Más luego tomar en consideración las ventajas que las administraciones concedan, acceso al Bus-Vao, aparcamiento gratuito, exención del impuesto de circulación, etc).

Espero que estos números gordos os hayan ayudado a haceros una idea.

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