La mirada del mendigo

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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12 septiembre 2019

Último desvarío de los feminazis

Filed under: Tecnología — Nadir @ 12:15

Bien. Me alegra haber concitado vuestra atención. Está bien reírse de los postmodernitos, pero ahora, a ver si somos capaces de tratar de cosas importantes.

Vicente trajo a colación el tema del ácido fórmico, y de ahí llegamos al H2. E hice unos cálculos sencillos que me dieron resultados que considero interesantes, y quisiera que los repasaseis para darlos por buenos. Es el ABC de termodinámica, pero ya hace muchos años de eso y quisiera que los que lo tenéis fresco los confirmaseis o corrigieseis. Copio el comentario:

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Vamos a comparar la energía necesaria para comprimir y licuar un mol de H2, la molécula más sencilla, leve y pequeña de todas.

Licuar:
E = n*c * -ΔT + Lv*n = 28.836*1*(273.15+20-20.27)+904*1 = 8.77 kJ

Hemos reducido el volumen en proporción 1/7800

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Comprimir (de forma isoterma, para facilitar el cálculo de la integral) a 350 bar:

W = -p*dV = -nNT/V * dV = nRT * ln(V2/V1) = nRT *ln (p1/p2) = 1*8.314472*293.15*ln(350/1.01325) = 14.24kJ

¡Y eso que sólo hemos reducido el volumen en proporción 1/350! (también de la ecuación de los gases perfectos: nRT=cte –> V1/V2=p2/p1)

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Ya por curiosidad ¿qué trabajo supondría llegar a los 700 bar que soportan ya los nuevos modelos como el Clarity, el Mirai o el Nexo (tampoco hay más)?

W = 15.93 kJ

Claro, el logaritmo. Qué interesante, nunca me lo había planteado. Si mecánicamente aguanta el depósito, termodinámicamente es mucho más ventajoso usar altas presiones, porque con un poco más de energía reduces mucho el volumen. ¡Qué bonitas que son las mates!

Pero me sigue sorprendiendo el dato de la licuefacción.

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Y añado.

Poder calorífico inferior = 120 MJ/kg –> 241 J/mol

Es decir, para hacerlo embarcable, gastamos el 3.6% de la energía total disponible si lo licuamos, y el 6.6% si lo comprimimos a 700bar. De la total disponible, pero luego tanto si lo quemamos en un motor térmico como si generamos electricidad en una pila de combustible, podemos esperar rendimientos sobre el 30 y pocos % (del sistema en conjunto, no sólo de las células o el termodinamico). Es decir, perdemos entre el 10 y el 20% de la energía realmente aprovechable del hidrógeno en hacerlo manejable para poder meter una cantidad sustancial en el depósito del vehículo. No es poco, tampoco es disparatado.

Por cierto, como curiosidad: un motor térmico funcionando con hidrógeno (o con metano, por cierto) sí que emite un gas contaminante. ¿Sabéis cuál es? Combustión a altas presiones/temperaturas, y la combustión del H2 o el CH4 lo son y mucho igual a… ¡NOx! Los temidos óxidos de nitrógeno con los que tanto se ha mortificado al Diesel.

Bueno, eso, repasad los cálculos. En un futuro a medio plazo podría ser parte de la solución en el transporte. La clave sigue siendo aumentar la eficiencia de la electrólisis.

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5 julio 2019

El coche a pilas IX: emisiones, más allá del titular

Filed under: Energía,Tecnología — Nadir @ 15:24

Uno está cansado de la frivolidad con la que se manejan los asuntos técnicos, con hordas de defensores y detractores por defecto que asumen como propias las conclusiones de los estudios que refrendan sus prejuicios y desestiman aquellos que no.

Voy a poner un ejemplo esclarecedor. Fijaos en estos dos artículos:

Electric cars emit less CO2 over their lifetime than diesels even when powered with dirtiest electricity

Tesla’s Long-Range Model 3 Has A Heavier CO2 Footprint Than Toyota’s Camry Hybrid

En resumen, uno sostiene que los BEV suponen una reducción de las emisiones de CO2 mientras que el otro sostiene lo contrario. ¿Quién miente? Pues después de revisar los datos, he de decir que ninguno. Ambos usan datos más o menos consistentes, y la diferencia en las conclusiones se debe a que toman dos eléctricos como comparación (y dos térmicos).

Tomemos el primer artículo.

Si en vez de quedarnos en el titular, como hace la chusma, vamos a buscar la fuente (siempre acudir a las fuentes cuando estén disponibles, que nadie llegue a conclusiones por vosotros) y buceamos un poco en los datos, nos enteramos de los vehículos que toma en la comparación:

The basic assumptions are: a life time driven distance of 200.000km and a weight of the glider of 1200kg. For the battery electric vehicle following assumption are considered: a real-life electricity consumption of 0,2 kWh/km and a 30kWh LMO battery (average of 55 kgCO2/kWh); 1,5 battery replacement is needed over the life time of the vehicle. The reference diesel vehicle emits 120 gCO2/km on NEDC, which is augmented with 35% to reflect real life driving conditions.

Es decir, estaría comparando un Nissan Leaf del 2014 (batería de 30 kW*h tipo LMO) con un Audi A4 2.0 TDI (120 gCO2/km en el NEDC).

¿Es esta comparación adecuada? Not really. Un A4, y menos con el motor 2.0 TDI, es un coche de mucha más envergadura en todos los sentidos que el Leaf, que es un coche eminentemente ciudadano (con la batería de 30 kWh el Leaf tenía una autonomía real de unos 135 km). Considero que una comparación más honesta sería con un coche de su mismo segmento, con una batalla sobre los 2,7m. Pongamos un Renault Mégane 1.5 dCi, que tiene unas emisiones de CO2 un 16% inferiores al Audi (101 g de CO2/km).

Más cuestiones. El autor toma la química de baterías más ventajosa para su tesis, la LMO (0,055 kgCO2/kWh según datos del mismo estudio). La cuestión es que a día de hoy ya no hay ningún fabricante (al menos que yo sepa) que siga usando esa química debido a su baja densidad energética.

Os dejo unos par de enlaces para no perderos en el proceloso mundo de la química de las baterías de litio:

Battery University

Battery Bro

Por hacer un resumen, la química más usada para su uso en automoción va de la LCA de los japos (Panasonic, empleada en los Tesla), la NMC y NCMA de los coreanos (LG Chem y SK, que monta Renault/Nissan y Kyundai/Kia) y la LFP usada por los chinos (más barata y menos prestacional).

Por lo tanto, para hacer una comparación real, tendríamos que actualizar los datos del Leaf a la nueva batería de 40 kWh tipo NMC (0,16 kgCO2/kWh), y compararlo con un modelo de su segmento como el Mégane. Entonces, las barras quedarían tal que así:

Y aún quedaría debatir algunos datos, como es que el autor tome en consideración la explotación y transporte del petróleo en el caso del vehículo térmico (well to tank), pero considere el “well” como la central eléctrica en el caso del coche eléctrico como si la electricidad se produjera mágicamente. Es decir, toma el dato de las emisiones de CO2 del sistema eléctrico sin tomar en cuenta la emisiones imputables en la minería y transporte del carbón, uranio y gas natural que hacen funcionar esas centrales. That’s not really fair, is it?

En el caso del uranio su contribución es despreciable. Insisto, una central nuclear consume unas 30 toneladas de yellowcake al año, y la ley (ore grade) en la mina de uranio más grande del mundo, McArthur River, es del 11%. Una central de carbón de potencia equivalente quema unos 5 millones de toneladas de carbón, cuya extracción y transporte es de todo menos energéticamente irrelevante. Un ciclo combinado es mucho más eficiente, y sólo quema del orden de unas 2 millones de toneladas de gas natural, que además de las emisiones imputables al ser extraídas (especialmente si provienen del fracking) es especialmente relevante las emisiones asociadas a su transporte (fugas de CH4 en el caso de los gasoductos y consumo del mismo LNG producido y gasificado en los metaneros).

Por otra parte, considera que el 100% de la energía que pasa por el enchufe sirve para impulsar el vehículo, despreciando el rendimiento de carga y la autodescarga de las baterías (el rendimiento de descarga considero que sí es tenido en cuenta al analizar la autonomía del vehículo en condiciones reales, desde la plena carga hasta que se detiene).

Todas estas cuestiones apretarían más los resultados, especialmente en sistemas eléctricos con una gran participación de centrales térmicas como Polonia o Alemania (qué maravilloso trabajo ha hecho el magufismo nuclear en promover el cambio climático), y nos viene a recordar lo que en este blog trato una y otra vez de inculcar: que no hay milagros técnicos, no hay energías ni medios de locomoción verdes, bio o ecológicos, que eso es una patraña de la industria, y que las leyes de la termodinámica son imposibles de soslayar.

Pero volvamos al principio de esta entrada, en la que proponía dos artículos. En el primero el titular vendía el BEV como una solución al cambio climático y el segundo un problema añadido. ¿Cuál es la clave? Que el segundo artículo tomaba como referencia de BEV al Tesla 3 LR, el eléctrico más vendido de largo en USA.

Vamos a rehacer los cálculos del primer artículo, tomando como eléctrico de referencia al Tesla 3 con la batería gorda de 100 kW*h (con química NCA, 0,116 kgCO2/kWh). Éste sí, podemos compararlo con el Audi A4 2.0 TDI que proponía el artículo.

A modo de resumen, y tomando el Audi A4 como referencia (204 gCO2/km), con la huella de CO2 del mix eléctrico europeo (300 gCO2/kWh), no hay gran diferencia entre las dos vías a tomar para reducir las emisiones: la vía más elogiada y popular que es comprarse el modelo más “asequible” de Tesla (165 gCO2/kWh) y la humilde de comprarse simplemente un coche menos potente y aparatoso como el Mégane (178 gCO2/kWh). En realidad, ni una ni otra makes the difference para evitar la catástrofe climática.

Y yo añado al artículo dos vías más.

Una, la vía imbécil patrocinada por nuestra ignorante clase política, comprarse un SUV híbrido. Pongamos la chatarra más vendida el pasado año y creador de la categoría, el Nissan Qashqai 1.2 DIG-T. Con un consumo real de 9,4 l/100km supone un aumento de consumo de un 65% respecto del Audi A4 2.0 TDI y, por lo tanto, de emisiones de CO2 (que son directamente proporcionales al combustible quemado). Es decir, con la pretendida ecología de comprarse un híbrido estaríamos aumentando a 310 gramos las emisiones de CO2 por kilómetro. Y aún sentirse moralmente superior por comprarse un híbrido. No se puede ser más imbécil.

La otra alternativa, la verdaramente inteligente y significativa para reducir las emisiones asociadas al transporte de personas, es promover un urbanismo y una ordenación del territorio racional que permita realizar la mayoría de los trayectos cotidianos andando, en bici o, para grandes urbes, en metro. Y para los trayectos ocasionales, emplear transporte público preferentemente electrificado o alquilar un vehículo, que podría ser un Hummer H1, un Lamborghini Aventador o cualquier otra barbaridad pues su uso esporádico apenas subiría la huella de carbono asociada.

A modo de resumen, quisiera que quedase claro cuál es mi posición: no es un NO al coche eléctrico, sino un ASÍ NO. Especialmente al camino tomado por Tesla y el resto pretenden seguir (mantener el mismo concepto de vehículo, eliminando el motor térmico y atiborrándolo de baterías).

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