Esta entrada es la continuación de El coche a pilas I y II, de la serie automoción. En esta ocasión, intentaré hacer un somero repaso al estado actual de la tecnología necesaria para desarrollar el coche eléctrico.
La gran ventaja de plantear la sustitución de los motores de combustión interna por un vehículo eléctrico es que no tenemos que construir un motor partiendo de cero. Tenemos una experiencia de más de un siglo construyendo motores eléctricos de todas las potencias y tamaños para infinidad de aplicaciones. Este no es el obstáculo y, aunque siempre puede haber mejoras, es un campo ya maduro donde no son posibles avances sustanciales (la eficiencia de un motor eléctrico ya es muy alta, alrededor de un 90%).
El problema no está en sustituir el motor sino en sustituir el depósito de "combustible". ¿Cómo almacenar la energía eléctrica?
La batería de litio
La respuesta más común es en una pila química, siendo hoy en día las baterías de ión de litio sobre las que se ponen casi todas las esperanzas y esfuerzos.
En una batería tiene lugar una reacción electroquímica por medio de la cual los iones del ánodo viajan a través de un electrolito y se depositan en el cátodo. Según va discurriendo la reacción, la tensión en bornes se va igualando hasta que deja de circular la corriente. Si la batería es recargable, podemos poner de nuevo en tensión los bornes y los iones harán el recorrido inverso deshaciendo de esta forma la reacción con un consumo de energía, volviendo a la situación inicial, con la diferencia de tensión en bornes nominal y un ánodo recargado y presto a empezar su emisión de iones según la baterías se vaya descargando.
La tecnología de baterías de Ni-Cd y Ni-MH, pesadas, contaminantes y con alta tasa de autodescarga, podemos darla ya por obsoleta a pesar de contar sólo con unos pocos años de vida comercial. Esto nos muestra a qué velocidad se evoluciona en el campo del almacenamiento de energía.
Veamos cómo funcionan las baterías de litio en este simple esquema:
Para no extender más este artículo, recomiendo la lectura del artículo del cual está sacado:
BATERÍAS DE LITIO: La alternativa al plomo y al cadmio. (El artículo es de 1996, y por aquel entonces la tecnología de baterías que ahora usan todos los móviles, portátiles, cámaras y demás artefactos móviles era ciencia experimental).
Un detalle para los curiosos: la energía que almacenamos en la batería al cargarla viene expresada gráficamente por el área comprendida entre la curva azul, la superior, y el eje de abcisas.
ΔU=∫I*dE*t --> (Q=I*t) --> ΔU=∫Q*dE
Siendo ΔU la variación de energía, Q la carga eléctrica de la celda en Coulombs y dE el diferencial de potencial en la celda según avanza el proceso de carga o descarga.La energía que nos concede la batería al descargarse se obtiene al integrar la misma función, en sentido contrario, por el camino violeta, la curva más baja.
La diferencia entre estos dos valores es la energía que es disipada en forma de calor en el proceso, es decir, la energía no aprovechable. Gráficamente, corresponde con el área encerrada entre las dos curvas, y gran parte de los esfuerzos de los fabricantes se centran en ajustar ambas curvas hasta casi tocarse, para que la energía que obtengamos de la pila sea casi tanta como en su momento le suministramos enchufándola a la red.
Las baterías recargables de ión de litio que se encuentran en el mercado están compuestas de cátodos de óxido doble de litio y cobalto (LiCoO2), electrolitos poliméricos y ánodos de grafito, en cuya estructura se intercalan los iones de litio (mucho más seguros que los originales de litio metálico, que presentaban problemas de seguridad por el crecimiento dentrítico que tenía lugar al depositarse repetidas veces los iones de lítio, aumentando la reactividad del mismo).
Las primeras baterías de ión de litio usaban un electrolito líquido, lo cual obligaba a recubrir la batería con una carcasa sellada más pesada. Al usar polímeros porosos como el polietilenoglicol o el poliacrilonitrilo para contener las sales de litio que hacen de electrolito (vaya nombres, tenía aherrojada mi nomenclatura de orgánica) se pudieron fabricar carcasas más baratas, ligeras y flexibles, haciéndolas más resistentes a golpes y vibraciones, y aumentando aún más su densidad energética.
Estas nuevas baterías de polímero de litio presentan una ventaja sustancial con respecto a sus antepasadas de níquel: el litio es el elemento metálico más ligero de la tabla periódica, por lo que usarlo como cátodo permite aligerar tremendamente las baterías respecto a las de Ni-Cd o, ni que decir tiene, las convencionales de Pb.
Los valores actuales para baterías comerciales de polímero de litio son del orden de:
tensión = 4V
densidad de energía = 140 Wh/kg y 300 Wh/l (en puridad dimensional: 0,504MJ/kg y 1080MJ/m3)
densidad de potencia = 3000 W/kg (picos)
ciclabilidad = 1.400 ciclos
Tasa de autodescarga = 5%/mes
Para establecer la comparación con las baterías de cadmio, mencionar que valores típicos para éstas serían una tensión de 1,5V, una densidad energética (cantidad de energía almacenada en la unidad de masa) de 60Wh/kg, densidad de potencia de 150W/kg, un menor eficiencia (espacio entre las dos curvas, o diferencia entre la energía que metemos y la que sacamos), una ciclabilidad semejante y una autodescarga mensual de hasta el 20%. Además, presentan problemas de efecto memoria y son tremendamente contaminantes.
Las baterías de níquel e hidruro metálico Ni-MH presentan en general características intermedias, y tan rápido como sustituyeron a las de cadmio, han sido sustituidas a su vez por las de litio.
Definitivamente, las baterías de litio son un avance, pero aún no es suficiente. Los puntos flacos de las baterías químicas, a pesar de todos los avances, siguen siendo una densidad energética menor que la gasolina o el gasóleo (aunque también es cierto que el motor eléctrico es mucho más eficiente aprovechando esa energía que el térmico) y una deficiente ciclabilidad (incremento de la resistencia interna del electrolito con el uso, mermando progresivamente la capacidad, efecto que las altas temperaturas provocadas por cargas y descargas vigorosas potencian).
O dicho de otro modo, tenemos que cargar el coche con muchas baterías, caras y pesadas, para recorrer los mismos kilómetros que con un depósito de combustible. Y encima, esas baterías sólo aguantan del orden de mil y pico procesos de carga y descarga. Lo que viene a ser unos 100.000 a 200.000 kilómetros. Y luego, a cambiar todo el paquete de baterías con el consiguiente desembolso económico.
En cualquier caso, las baterías de litio envejecen rápidamente, por lo que aunque no usásemos el coche tendríamos que cambiarlas a los pocos años.
Y queda otro problema, que dificulta el empleo de baterías en la automoción: el tiempo de recarga. Un tiempo de recarga superior a un cuarto de hora haría su recarga en tránsito inviable o, al menos, pesada, quedando relegado entonces el coche a un rango corto, debiéndolo recargar por la noche o en el lugar de destino (trabajo).
Empresas que estén estudiando la fabricación de baterías de ión de litio para su aplicación en la industria de la automoción son:
AESC (Automotive Energy Supply Corporation), una joint venture o, mejor en castellano, una empresa conjunta entre la franco-nipona Nissan-Renault y la japonesa NEC. Será la empresa que construya las baterías para los próximos coches eléctricos de la marca, como el Nuvu (por ahora, en fase de prototipo).
Otro fabricante de baterías de litio es ThunderSky, sito en la provincia china de Guangdong. Destaca, como no, por sus buenos precios. Pero ninguna bromita en relación con el chino de la esquina. Esta empresa es el centro de investigación sobre la batería de litio del plan 863 (fue aprobado en Marzo de 1986, tampoco los chinos destacan por su imaginación y gracejo a la hora de nominar las cosas). El plan 863 forma parte de un conjunto de planes impulsados desde el gobierno para modernizar la industria china y mejorar su competitividad y eficiencia, poniéndola a la altura de las mejores del mundo. Es decir, que el gobierno chino (su Ministerio de Ciencia y Tecnología) se ha tomado muy en serio esto de las baterías de litio.
En Europa, a menor escala, tenemos la inglesa Axeon. Cuenta en su catálogo con diferentes versiones de baterías de Li-Pol.
Mejoras de la batería de litio
No sé si habréis escuchado las noticias de portátiles y móviles que arden o explotan, debido a un recalentamiento de la batería. Aunque esto es extremadamente raro, ha creado una cierto temor al empleo de baterías gigantescas (más bien, asociaciones enormes de baterías en serie y paralelo) para propulsar un vehículo.
Las baterías de litio, sobre todo en estos tamaños, llevan una circuitería de monitorización de temperatura, para evitar cualquier susto. Sin embargo, hay fabricantes de baterías que, curándose en salud, han resuelto construir el cátodo de fosfato doble de hierro y litio (LiFePO4).
Esta variante de las baterías de litio es más barata, pero también más pesada, bajando la densidad energética (aspecto crucial para encontrar una batería óptima para el transporte). Además, trabaja a una menor tensión. Por contra, tiene una vida útil muy superior, perdiendo poca capacidad con el tiempo. Eso sí, parece que son muy sensibles a las descargas profundas (más allá del 30%, luego sólo el 70% de la energía contenida es utilizable).
Las cifras de este tipo de batería, para compararla con la anterior:
tensión = 3.3V
densidad energética = 90 Wh/kg y 220 Wh/l
ciclabilidad al 80% de capacidad = 2000
Baterías de este tipo impulsaban el autobús que transportaba a los anim...deportistas en las últimos JJOO.
Las compañías más importantes que han optado por esta tecnología son:
-la china BYD, el mayor fabricante de baterías de litio del mundo y, además, fabricante automovilístico. Con esta combinación, ni que decir tiene que habrá que tenerlos muy en cuenta en un futuro próximo. Por ahora, ya han presentado, además de varios híbridos, el BYD E6.
Lo que promete: un coche con prestaciones normales (0-100km/h en 10s y 160km/h de velocidad máxima), con una autonomía de 300km y una vida útil de las baterías de 2.000 ciclos (esto es, 2000x300km=600.000km, mucho más que lo que aguantaría el propio coche).
-La usamericana A123System, en colaboración con la alemana Continental y General Motors, para dotar de baterías a su híbrido Chevrolet Volt (¿o al final es la coreana LG Chem, división química de LG?). También provee de batería al proyecto noruego de coche urbano Th!nk (chorrada del departamento de mercadotecnia, me imagino; en fonética creo que el signo de admiración corresponde a un chasquido con la lengua que tienen algunos idiomas africanos, aunque es evidente que no se refieren a eso y sólo quieren hacer la gracieta con el término inglés)
Como curiosidad, los Th!nk City antes usaban unas baterías de sal fundida llamadas Zebra, que también es usado por Rolls-Royce para motores submarinos. Son un tipo de baterías que usan cloroaluminato de sodio (NaAlCl4) fundido como electrolito. Su densidad energética era muy buena para la época (ya tienen treinta añitos), 90 Wh/kg y su vida útil era superior a los 1500 ciclos. El problema es que trabaja con sales fundidas a relativamente altas temperaturas (250-350ºC) lo cual plantea ciertos problemas de seguridad. Además, cuando se apaga el vehículo hay que enchufarlo a la red para evitar que el electrolito se solidifique. De hacerlo, puedes pasarte varios días hasta conseguir que todo vuelva a la normalidad.
También usan baterías de A123Systems los autobuses híbridos (con motor Diesel) Orion, un SUV híbrido (apócope de sub-normal, supongo) también de la General Motors, y a un triciclo híbrido llamado Venture One. Al menos éste parece que tiene alguna idea nueva que aportar (635kg), porque el mediotodoterreno es más de lo mismo, pero pintado de verde (2000kg y un consumo de 7,4/9,4 l/100km en ciclo extraurbano/urbano).
Otro fabricante más que apuesta por esta tecnología es Valence Technology, otra usamericana. Además, son las baterías con las que Renault está poniendo a prueba su coche eléctrico en colaboración con Better Place.
Los fabricantes hablan de tiempos de recarga de 10 minutos. Por ahora, prefiero dejar este dato en cuarentena, pues desconozco en qué condiciones está medido. Las cargas y descargas veloces reducen la capacidad de la batería y su longevidad.
Otra modificación a las tradicionales pilas de polímero de litio para conseguir más seguridad y mayor potencia de funcionamiento es reemplazar el ánodo de grafito por otro recubierto de nanocristales (cristales de tamaño ínfimo, hasta 5nm) de titanato de litio (Li4Ti5O12). El recurso a la nanotecnología, es para maximizar la superficie activa del ánodo, aumentando de esta forma la velocidad de carga y descarga (picos de potencia durante la conducción). El cátodo sigue siendo de LiCoO2, pero con el electrolito reforzado para soportar mayores temperaturas (no quieren que les explote ninguna).
El mayor paladín de esta tecnología es la todopoderosa Toshiba, con su batería SCiB (Super Charge ion Battery, los japos no son tan originales como los nórdicos). Dicen que acepta un 90% de la carga en 5 minutos, sin afectar a su vida útil. De hecho, con tan brutal ciclo de carga, afirman que aguantaría 5.000 ciclos. Es decir, mucho más que la vida media de un coche (que cada vez los fabrican peor, dicho sea de paso).
Otra compañía, ésta gringa, que se ha puesto a fabricar este tipo de baterías es Altair Nanotechnologies, y su Nanosafe. Según la publicidad que se hacen en la wiki tiene una vida casi eterna (25.000 ciclos) y cogen la carga en 10 minutos. Además, parece que son más resistentes a tensiones mecánicas y térmicas. Eso sí, son más caras y algo más pesadas que las convencionales (con lo que la densidad energética baja a 100Wh/kg).
Hay que recordar que estos procesos ultrarápidos de carga, jamás podrán ser efectuados en domicilios. La cantidad de energía que tiene que ser aportada en tan corto espacio de tiempo es inmensa, y no hay vivienda particular que lo soporte. Se abriría así una nueva posibilidad de negocio a estaciones de recarga que pagarían la tarifa industrial (poco más de la mitad que la tarifa de pequeños consumidores).
Con las baterías de esta última compañía se propulsa una preciosidad de eléctrico con motores independientes en cada rueda, el Lightning GT. En total, 650CV en un chasis de fibra de carbono.
Evidentemente, el futuro del transporte privado no pasa por coches de este tipo, grandes derrochadores de energía. En cualquier caso, hay poca gente que pueda permitírselo. Sin embargo, además de admirador de su belleza intrínseca, este tipo de propuestas (como el Tesla Roadster) sirven para quitar de un plumazo el preconcepto de coche eléctrico como tartanilla lenta y fea).
En otro orden de vehículos, también son usadas para propulsar una variante de la Fiat Dobló transformada por la italiana Micro-Vett, con una autonomía de 300km en ciclo urbano.
También haciendo uso de la nanotecnología, encontramos una compañía canadiense, Electrovaya. Electrovaya forma parte del conglomerado de empresas de Tata Motors (India), quien recientemente ha adquirido a los noruegos Miljø Grenland, especializados en coches eléctricos. El resultado es el Tata Indica EV, un utilitario eléctrico con una autonomía de casi 200km pero un tiempo de recarga de 8 horas.
Electrovaya emplea nanotubos de sección cuadrangular para lograr una altísima densidad energética (hasta 210 Wh/kg en su batería MN). Pero como lo que se da de un lado, se quita de otro, nos ofrece una ciclabilidad mediocre (1.000 ciclos para un 80% de carga). Además, por lo que parece los tiempos de carga son bastante largos.
Hasta ahora, parece que ninguna batería reúne ligereza, duración y longevidad.
Se han empleado diferentes combinaciones de ánodos, cátodos y electrolitos, pero por ahora, parece que la mayor promesa está en la nanotecnología.
Actualmente, se está investigando en una versión de la batería de ión de litio que sustituye el ánodo de grafito por uno de acero inoxidable recubierto de nanohilos (filamentos de un grosor minúsculo) de silicio. Esta batería de nanohilos de silicio promete una densidad energética altísima, al tener el silicio una mayor capacidad de admitir iones de litio en sus intersticios. Y además, cerrando el círculo, la mayor superficie activa del ánodo permite tasas de carga y descarga muy elevadas.
Esta es, a día de hoy, el mirlo blanco de las baterías, esperando que las promesas sean cumplidas.
Hay que mencionar las dificultades legales que las patentes están añadiendo al proceso de investigación y desarrollo, especialmente de empresas pequeñas y laboratorios universitarios, que no pueden costearse un batallón de abogados para afrontar la lucha encarnizada que hay en el sector, ni disponen de patentes que poder intercambiar para continuar con el avance. Es en estos casos cuando se percibe más claramente el freno que el concepto de "propiedad intelectual" impone al desarrollo humano.
Otras versiones de la batería de ión de litio, ya más cerca de la ciencia básica (quizá de la ciencia ficción) son las baterías de Li-Air y Li-H2O.
Existe un tipo de baterías químicas no recargables (sólo realizan la reacción en un sentido) que emplean el oxígeno del aire para oxidar un ánodo de Zinc o Aluminio, produciendo electricidad y, como desecho, óxido de zinc (ZnO) o hidróxido de aluminio (4Al(OH)3), respectivamente.
Una vez agotado el ánodo, la reacción se detiene. Entonces, tendríamos que extraer del cátodo el desecho almacenado (ZnO ó 4Al(OH)3) y recargar de nuevo el ánodo con más aluminio o zinc. El desecho sería llevado a una planta para su reducción y posterior reutilización como nuevos ánodos.
Su "nombre en clave" son baterías Zn-Air y Al-Air y son las únicas baterías que pueden acercarse a los combustibles líquidos en densidad energética (370 y 1.300Wh/kg según el ánodo sea de Zn o de Al). Para hacernos una idea, la densidad energética de la gasolina y el gasóleo, respectivamente, es de 12.200 y 13.700Wh/kg.
Tal diferencia nos puede explicar muchas cosas sobre las dificultades del coche eléctrico, pero tampoco nos debe alarmar: un motor térmico tiene rendimientos del 0,28 mientras que no es difícil que un motor eléctrico alcance los 0,92. La mayor parte de la energía química almacenada en los combustibles se va a la atmósfera en forma de calor. Además, el sobrepeso de las baterías es compensado por el menor peso del motor eléctrico respecto del térmico: un motor térmico tiene una relación peso-potencia de unos 400W/kg, mientras que no es descabellado pensar en un motor eléctrico que llegue a 3000W/kg. Además, su par motor constante y su capacidad de giro hace casi innecesario el uso de cambio de marchas, con el consiguiente ahorro en peso y rendimiento mecánico.
Además, existen multitud de diferentes baterías recargables, desde las alcalinas de las linternas, pasando por las tradicionales de plomo y ácido sulfúrico que portan la mayoría de los coches para mover el motor de arranque, a baterías experimentales como las de Li-S, con una excepcional cifra de 350Wh/kg o tecnologías ya obsoletas como la batería de Na-S o Ni-Fe. También sería prometedora la batería de Ag-Zn, si no fuera que la plata es uno de los metales nobles y, por lo tanto, su uso es prohibitivo.
Como vemos, el principal problema de las baterías es que son caras. Además, son pesadas y tardan mucho en cargar (aunque parece que eso puede cambiar).
Si el paquete de baterías de un coche eléctrico convencional cuesta unos 7.000€, si conseguimos reducir el consumo de ese coche a la mitad, bajaremos el coste de ese coche al poder embarcar la mitad de baterías para la misma autonomía. Y al bajar el tamaño y el peso del coche, pues las baterías constituyen parte sustancial de éste, se consigue de nuevo un ahorro de energía.
Aquilatar peso es un maravilloso círculo vicioso. Aumentar el peso del vehículo es otro, nefasto, que obliga a aumentar potencia del motor, energía embarcada, chasis más rígido y pesado...con lo que acabamos teniendo de nuevo más peso.
Insisto: el peso es el cáncer de la automoción.
Mientras las baterías tengan tiempos de recarga altos (superior a 15 minutos), sólo habrá dos opciones para aumentar la autonomía:
a) embarcar más baterías, solución pesada y, sobre todo, carísima.
b) intercambiar las baterías por otras ya cargadas, como hacemos con las bombonas de butano. Para ello, las baterías deberían estar normalizadas (me consta que en Japón ya están trabajando en ello), para que el mercado no se convirtiera en un monopolio-oligopolio como en el caso del refino y distribución de combustibles, con los efectos que todos padecemos cada vez que nos acercamos a repostar. Bueno, de ese tema ya hablé en su día, así que no me extiendo más, que me está saliendo una entrada de proporciones ciclópeas y, además, difícilmente digerible.
De esta forma, implementando una densa red de "gasolineras", el coche sólo tendría que cargar con baterías para recorrer, pongamos, 160Km (la autonomía de una moto). Así, el coche eléctrico sería mucho más barato, ligero, dinámico, eficiente, y podría reírse de las limitaciones de autonomía que son hoy por hoy su mayor caballo de batalla.
¿Imposible?
Bien, os presento el Aptera. Pesa 670Kg y tiene un consumo, en su versión gasolina, de 0,78 l/100Km. Evidentemente, cuando metemos un motor eléctrico dentro de su futurista chasis composite, podemos permitirnos el lujo de embarcar sólo una pequeña fracción de las baterías que lleva el Tesla (apoyadas por supercondensadores, que veremos en el punto siguiente). El bajo peso y un increible coeficiente de penetración de 0,15 hacen el resto.
Y esto no es un prototipo, sino un coche de preserie, que prevén que esté rodando el año que viene (es un proyecto apoyado por Google, lo cual habla de su solided financiera).
¿Os parece demasiado chocante su diseño? Bueno, también tenemos al teutón Loremo. Más convencional en su apariencia, su bastidor es una célula de seguridad en chapa de acero, similar a la que se emplea, en fibra de carbono, en la Fórmula 1.
De nuevo, el camino para conseguir un consumo bajísimo (1,96 l/100km en la versión diesel menos potente) es un bajo peso (<550kg) y una aerodinámica estilizada (Cx=0,20 y una superficie frontal muy reducida). Con todo ello, y un motor de 20CV, basta para impulsar este coche a 160Km/h.
Más allá, es quemar energía en la hoguera de las vanidades.
También se aceptan ya pedidos de este coche.
Para finalizar este repaso de coches eléctricos con un peso contenido, que permiten disminuir el número de baterías embarcadas, mi favorito: el ThoRR.
Tiene demasiada potencia (272CV) y demasiado peso (casi 800Kg) para ser un coche tan eficiente como los anteriores. Además, su aerodinámica es nefasta pero...¿no es hermoso? Creo que soy más clásico que la tortilla de patatas.
Supercondensadores
Podemos decir que las baterías son capaces de almacenar mucha energía, pero les cuesta entregarla rápidamente. Cuando son solicitados picos de potencia, las baterías se calientan, disminuyendo su rendimiento (las dos curvas de la gráfica del principio, la azul y la violeta, se separan) y acortando su vida útil.
A las baterías les gusta ir al tran tran, recibiendo y cediendo energía de forma uniforme. Las prisas no les gustan. Pero claro, las necesidades de la conducción son las que son, y ante un adelantamiento o una rampa muy empinada es necesario disponer de potencia.
Para hacer frente a esos picos de potencia, se está planteando el uso de supercondensadores, que harían de sifón (los informáticos, imaginad un buffer de energía), suavizando los picos de carga (frenada regenerativa) y descarga de las baterías. De esta forma, obtenemos potencia de forma instantánea y, de paso, hacemos que las baterías no lleven una vida tan perra, lo que nos agradecen con una vida más larga y productiva.
Pero vayamos por partes. ¿Qué es un supercondensador?
Un condensador consiste en dos armaduras metálicas que almacenan una determinada carga eléctrica (medida en culombios o en carga por unidad de tensión, faradios). Esta carga no es almacenada como en las baterías como energía química, sino como energía electroestática. Ello determina la extrema facilidad de carga y descarga de estos dispositivos, ya que no tiene que producirse ninguna reacción química ni transferencia iónica (el concepto de inercia también es aplicable a las reacciones químicas).
Y un supercondensador no es más que un condensador que es capaz de almacenar grandes cantidades de energía (hasta 5.000F). Bueno, no es tan simple, los supercondensadores de doble capa, los más comunes, sustituyen el esquema tradicional de dos armaduras separadas por un dieléctrico, por el de dos capas separadas por una distancia nanométrica. Consecuencia primera de ello es que el voltaje de este tipo de condensadores es muy limitado, y tenemos que unirlos en serie para alcanzar tensiones operativas.
Las ventajas de un supercondensador como almacén de energía son evidentes: tienen un altísimo rendimiento (devuelve prácticamente tanta energía como almacena) y una excelente ciclabilidad, pudiendo soportar millones de ciclos de carga y descarga sin perder su capacidad.
Otra característica interesante es su resistencia térmica y mecánica, no perdiendo capacidad de carga aunque lo hagamos trabajar a temperaturas extremas (las baterías almacenan poca carga con el frío, y se deterioran con el calor). Además, envejece con mucha dignidad, lo que no se puede decir de muchas baterías de litio.
La resistencia interna es menor, y se carga en menos de 10s, sin peligro de sobrecarga ni descarga profunda. Es simple como un chupete e igual de efectivo.
Por último, al tener una vida tan larga y no contener electrolitos peligrosos, podemos afirmar que son mucho menos agresivo ambientalmente que las baterías.
Pero claro, no todo son ventajas. Los supercondensadores no pasan de una mediocre densidad energética de 30 Wh/kg. Es por ello que, hasta ahora, no se han usado como almacenamiento principal de energía en un coche (por el enorme peso pero también por su coste, aunque este ha descendido muchísimo sigue siendo bastante alto). Sin embargo, como son capaces de descargar toda la energía que almacenan en un instante, la relación potencia/peso es elevadísima (6 kW/kg), lo que les hace idóneos para ocuparse de los picos de potencia.
Además, su tasa de autodescarga es muy alta, pierden la mitad de la carga en un mes. Aunque esto último no sería mayor problema, dado la rapidez con la que se cargan: bastaría con llenar el "depósito" justo antes de iniciar un viaje.
Otro problema inherente a un condensador es que, a diferencia de las baterías que mantienen la tensión relativamente constante en el proceso de descarga, la tensión en los bornes de un condensador es proporcional a la carga que le reste. Ello plantea un problema, ya que podemos tener un condensador a media carga, pero ésta es inutilizable puesto que es servida a una tensión inapropiada para el resto de órganos del circuito. Podemos convertirla con un transformador, pero entonces perdemos un rendimiento de en torno al 15%.
Los materiales estudiados como electrodos para supercondensadores son principalmente de tres tipos: óxidos de metales de transición, polímeros conductores y materiales de carbono activados. Con óxidos metálicos se han conseguido valores de capacidad muy altos, pero estos supercondensadores tienen la desventaja de que son excesivamente caros y por lo tanto sólo se utilizan en aplicaciones militares y en la industria aerospacial. El uso de polímeros conductores también puede dar lugar a capacidades relativamente altas, pero estos materiales presentan el inconveniente de que sufren hinchamiento y contracción, lo cual es indeseable puesto que pueden ocasionar la degradación de los electrodos durante el ciclado. Finalmente, los materiales de carbono se presentan como los materiales activos del electrodo más atractivos, debido a su bajo coste relativo, elevado área superficial (pueden superar los 2,5E6 m2/kg) y gran disponibilidad. Además, los materiales de carbono pueden presentar unas estructuras diferentes (materiales grafíticos, grafitizables o no grafitizables) y están disponibles en una gran variedad de formas (fibras, telas, aerogeles o nanotubos).
Del ensayo: Materiales de Carbono para sistemas de almacenamiento de energía.
De nuevo, la nanotecnología se presenta como el futuro de los supercapacitores, aumentando la superficie de trabajo de las capas al ordenarlas en nanotubos de grafeno.
Con esta tecnología, se espera aumentar sustancialmente la densidad energética de los supercondensadores, sin elevar excesivamente su coste. Otro método alternativo para aumentar la superficie es el uso de aerogeles de carbono.
Como principal fabricante de supercondensadores, podemos citar a la estadounidense Maxwell y su boostcap.
Como curiosidad, cuenta la Wikipedia que China está experimentando con autobuses movidos únicamente por supercondensadores. En cada parada, se recargan parcialmente y en la terminal, reciben una carga completa.
Otro tipo de supercondensador, que no pertenece al tipo de doble capa como los anteriores, espera ser presentado en sociedad por la firma tejana EEStor. Según esta empresa, su ingenio alcanza densidades energéticas de 1MJ/kg, esto es, el doble que una batería de li-pol y doce veces más que los mejores supercondensadores de doble capa.
Por lo que he comprendido, se trata de un condensador de armaduras de aluminio, con un dieléctrico de titanato de bario (posee una gran permitividad) sinterizado con cerámica, para evitar la autodescarga (0,1 %/mes). Sin problemas de ciclabilidad y con un tiempo de carga inferior a cinco minutos, tal y como lo presentan sería la solución de almacenamiento de energía definitiva.
Por ahora, en la red reina la cautela y el escepticismo. Si se trata de un engaño, ya han conseguido embaucar a un pequeño fabricante de automóviles canadiense y a la tristemente famosa Lockheed-Martin, que no es precisamente un angelito cándido que se deje engañar por cualquiera.
Conclusión
No se si lo habréis notado, pero en todo el artículo no he dejado de mencionar el origen de las empresas que marcan el paso en el campo de las baterías y supercondensadores. Gringas, chinas, japonesas, coreanas. Canadá, Alemania, Inglaterra, Francia, India, Noruega... ¿Qué Estado falta en esa relación? Los presidentes de gobierno español se jactan de que somos la 8ª economía mundial (lo cual es falso, pues ya nos han adelantado Rusia y Brasil). Sin embargo, en la tecnología de las baterías, las empresas españolas no pintan nada. Como en tantos otros sectores.
Se ha terminado un ciclo, el sueño del ladrillo se ha derrumbado y España no tiene nada más que ofrecer. Como recordaba hace unos días, somos el país con mayor desequilibrio de la balanza comercial en relación a su PIB. Compramos mucho, petróleo, y dentro de poco baterías, pero no tenemos nada que ofrecer a cambio al mercado para sufragar nuestros gastos.
Y si no lo logramos, vamos a la ruina. Como cualquier familia, como cualquier empresa que gasta más de lo que gana.
Estamos en una coyuntura crítica. Creo que sería hora de hacer un "plan 386", e invertir lo poco que quede de dinero en las arcas del Estado (mejor dicho, la poca capacidad de endeudamiento que tenga el Estado) después de regalar miles de millones a los bancos (no regalar, perdón, prestárselo a tipos bajos, para que ellos a su vez nos lo presten a tipos draconianos). en inversiones de futuro. Y la mejor inversión es en educación e investigación. Aunque parezca que tirar la semilla al suelo es desperdiciarla, y es mejor hacer un pastel con ese harina...la semilla bien regada fructifica.
Creo que los españoles podemos pasarnos sin aceras nuevas, sin farolas nuevas de diseño en las calles. Será difícil vivir sin rotondas engalanadas, pero lo conseguiremos. Y con ese dinero, señor Sebastián, se podría construir un centro de investigación, por ejemplo, en tecnologías de almacenamiento de energía.
Y, ya de paso, arreglar la Universidad, que es el cortijo privado de rectores y catedráticos con mucho morro y pocas letras.
42 comentarios:
Quiero agradecer al bloguero Abner la idea de hacer esta entrada, así como la ayuda que me ha prestado para llevarla a cabo.
Como todas las cosas humanas, es perfectible, así que si encontráis algún error y omisión imperdonable, os pido que lo señaléis para, entre todos, poder hacer un mejor resumen del estado de la técnica.
Y ahora...a dormir, que me lo he merecido!
Brutal entrada.
Algunos esperamos ansiosos que analicéis este tema (del que a menudo hay muchos y contradictorios datos), los que disponéis de conocimiento y criterio para ello.
Y simplemente comentar, que tras lo visto y oído estos últimos días (incluyendo la parición televisiva de anoche de ZP), no atisbo el menor motivo para la esperanza..., el que es incapaz de reconocer que va perdido, no busca otro rumbo.
Lo dicho, gracias y ánimo.
Me ha impresionado este articulo por su extensión, y por como has resumido todas las tecnologias actuales en baterias. Es un artículo muy detallado e informativo en el que expones el avance que esta ocurriendo en el mundo de las baterias. Para el no iniciado quizas sea algo profundo, pero merece la pena su lectura.
Tan solo queria aclarar un par de cosillas:
La empresa A123 Systems es la encargada del diseño y fabricacion de las baterias NanoSafe de Altairnano, capaces de recargarse en 10 minutos y con una vida util muy larga. Son ahora mismo una de las mejores baterias y solo les hace sombra las SCiB de Toshiba. Para que veais lo que se puede lograr con estas baterias, os muestro una moto electrica de competicion capaz de hacer el 0-100 en 1s!!!
Se llama killacycle: http://www.veva.bc.ca/features/killacycle/index.htm
Otra cosa, las "baterias" Eestor son ahora mismo la panacea pero no han presentado de momento ningun prototipo ni nada, por lo que debemos esperarlas pero con cautela. Ahora bien, de ser realres no podriamos llamarlas supercondensadores sino "hypercondensadores" jejeje. Me recuerdan al condensador de fluzo de la trilogia "Regreso al futuro", el cual necesitaba un gigawatio para funcionar :D
Saludos.
Josep, tienes toda la razón: mi entrada es brutal, es decir, de brutos.
No sé si habrá mucha gente que se anime a leer ese tostón. De todas formas, a mi me ha servido para aprender muchas cosas haciéndola (eso sí, todo en inglés, qué horror).
De todas formas no creo que el mérito sea lo que está escrito, sino en los enlaces (casi siempre, he preferido a la Wikipedia, de no haber un artículo más jugoso). Yo hablo un par de líneas de tal tipo de batería, y dejo el enlace para que el que quiera saber más de ese punto en concreto, tenga un lugar por donde arrancar.
Digamos que he intentado hacer un mapa-llave, un esquema de la cuestión.
Abner, muchas gracias por todo. La moto esa la estuve viendo, pero no la puse ya que...pfff, no me gustan nada nada los dragster. Iba a poner algunos enlaces de motos eléctricas, pero como es un mundillo más restringido, preferí centrarme en los coches-triciclos. Pero vamos, que una moto es un soporte ideal para se propulsado por motor eléctrico, a poco que bajen de peso las baterías.
En cuanto al condensador de EEStor, yo no me lo acabo de creer. Veamos, yo soy el presidente de EEStor, y acabo de dar con la piedra filosofal de las baterías/supercaps. En cuanto tenga un prototipo de laboratorio, congrego a toda la prensa especializada e investigadores para mostrar cómo van mis investigaciones... Así podría conseguir financiación para el proyecto. Vamos, es lo que hacen el resto de las empresas, crean espectativas para los inversores. A mí, tanto secretismo...
Bueno, veremos en qué queda la cosa, no creo que se demore más de unos meses. Si al final nos equivocamos, y hay algo serio detrás, va a ser el comienzo de revolución energética (no sólo en el transporte).
O más bien, va a ser como echarle pólvora a una revolución que ya está en marcha.
Es una entrada que muchos brutos no va a interesar. Me gustaría releerla dentro de cuatro o cinco años. Gracias por el trabajo.
Brillante artículo. No he podido despegar la vista de la pantalla hasta acabarlo.
Lo acabo de menear http://meneame.net/story/coche-pilas-iii-estado-arte , aunque por su tamaño es difícil que pueda llegar a portada creo que se merece la mayor difusión.
Gracias por el esfuerzo.
Extenso pero interesante y muy ilustrativo. Hay mucho trabajo en esta entrada.
Ojalá algo de esto llegue a buen puerto, aunque queda la otra cuestión... ¿Cómo vamos a generar tanta energía eléctrica? Porque si recurrimos a las fuentes de siempre, mal vamos...
De eso también se ha hablado aquí más de una vez. También hace falta avanzar mucho en esto...
En cuanto a la procedencia de la electricidad, estuve haciendo unos calculos y resulta que si en mi familia usasemos un coche electrico incrementariamos nuestro consumo un 15% (alrededor de 10€ al mes). No creo que sea imposible alimentar una flota de coches electricos, tan solo habria que incrementar poco a poco la produccion electrica y reducir mucho el consumo de combustibles... el ahorro supera con creces el gasto.
Por cierto, actualmente el 30% de la electricidad en España proviene de energias renovables ¿donde esta el problema? ¿acaso es algo utópico?
Gracias a ti, Gracchus!
No, si lo de bruto no es por el que tenga que leerla, sino por el que la ha escrito. Vaya ladrillazo que me ha salido!
Al ritmo que va esto, ya dentro de dos años este artículo estará desfasado. De hecho, durante este año será muy interesante ir viendo si las promesas de algunos fabricantes se van cumpliendo.
Javier, con vosotros, ya lo ha leído más gente, de la que creía que fuera a hacerlo. Si os ha servido para aprender algo nuevo, me considero de sobra pagado. En serio, parecerá una tontería, pero estoy encantado de leer que os gusta.
Un saludo!
Exacto Wen. ¿Y de dónde sacamos todo ese megawatio? Pues ni idea. Si no fuera tan iluso, o estuviese en otro país, te diría "del ahorro, de la energía que dejamos de gastar". Pero viendo cómo ha crecido los últimos años la demanda eléctricas...
Abner, imposible no es. Sólo es necesario un cambio de mentalidad. Vamos, que en España, es imposible. XDDDD
Mira, todas las centrales de ciclo combinado, todos los parques eólicos que se están conectando a la red...que son una burrada...sólo cubren el incremento de consumo. Ni siquiera contando con el valle de la noche, hay electricidad para un cambio masivo al eléctrico. En estos años de crisis el consumo decaerá un poco, pero a la que termine el ciclo depresor...
Y encima, tenemos que cerrar pero YA las centrales nucleares que se van quedando obsoletas, porque son un puto peligro. O construimos otras nuevas, o pensamos como sustituirlas de otra forma, pero su hueco en la parrilla de producción va a ser muy difícil de llenar.
Lo del 30% de renovables...exagerando un poco (un año con buena hidraulicidad, es decir, lluvioso) y contando con los grandes saltos de agua. El problema es que no podemos anegar más valles (planteaban, aquí en Galicia, hacer más grande el de Santo Estevo y cargarse toda la Ribeira Sacra Silense).
Los aerogeneradores, cuando llegan las calmas del estío a la península, no dan nada. Y es cuando los aire acondicionado de todo el mundo están tirando la red abajo. Como para encima conectar el enchufe del coche...
La solución, en segundo lugar, pasa por construir coches muy ligeros, quizá primero con motor de gasolina mientras nos ponemos a adaptar la red.
Pero en primer lugar, es en reordenar el territorio para crear unidades de población lógicas. EL poblamiento disperso gallego o lusitano es un absurdo. La cultura de Megalópolis con ciudades dormitorio y hintetrland urbano de cien o más kilómetros es una atrocidad. La cultura de la urbanización importada de EEUU es absolutamente insostenible. Con baterías de litio, sodio, potasio, rubidio, cesio o francio (joder, si aún me acuerdo de la columna!).
En una escenario energético tras el peak-oil, podemos ir olvidándonos de comer tomates o uvas chilenas en Marzo.
El modelo es de ciudades de tamaño pequeño (100-200.000 hab) con gran densidad de población, donde los desplazamientos ocasionales puedan ser realizados andando o en bici.
Y si área de captación de recursos más frecuentes sea de decenas de kilómetros, no de miles. Se acabó de encontrarme agua embotellada en Granada en el super.
Supongo que lo que está esperando la gente es que la tecnología obre el milagro. Y no, la tecnología ayuda, pero no hace milagros. No convierte en sostenible un ritmo de vida absurdo e insostenible.
Un saludo!
Tengo una pregunta para Vd. por mi ignorancia en materia eléctrica. ¿cómo se consigue que un condensador no se descargue de inmediato? No me refiero a la autodescarga, sino a la descarga normal, ¿cómo se consigue que se haga poco a poco?
Muy buenas, Popoff.
Primero, mi ignorancia en cosas de electrones es similar a la suya: yo soy mecánico (intensificación, motores térmicos, me gusta eso de tirar piedras contra mi propio tejado XDDDD ). Así que, de electricidad, lo de primero de carrera.
Pero vamos, que la respuesta es fácil: intercalando resistencias. El condensador va descargándose según se lo vayamos solicitando. Si abrimos el circuito, mantiene la carga. Si lo puenteamos, se descarga de golpe. Y si intercalamos resistencias, lo hará de forma proporcional a su valor.
Vamos, eso es lo que creo recordar. Si me equivoco, por favor, que me corrijan.
No seas tan injusto, españa es nº 1 en los campos de energía eolica y solar (no solo la fotovoltaica sino la termoelectrica, a la que podrías dedicar algún post)
epppaña podría ser autosuficiente energéticamente en 25 - 30 años... y olvidarse de una vez del petróleo. vamos, casi como ahora
Buenas Daniel.
No, tanto en eólica como en solar nos gana Alemania (al menos en potencia instalada). En eólica, también nos gana EEUU (y me figuro que en solar también, pero no lo tengo seguro).
Sobre la energía eólica tengo mis reparos, pero en general me congratulo del impulso que está recibiendo. Ahora, de la solar fotovoltaica...mejor haríamos gastándonos el dinero invertido en cervezas.
De la termosolar...no sé lo suficiente para pronunciarme. Veremos de aquí a unos años (aunque ciertamente, parece que también en ella las empresas españolas están entre las mejores).
Pero vamos, que ahora no hablaba de generación, sino de la tecnología de almacenamiento de la energía para el transporte. O lo que es lo mismo: ¿Cuál es el modelo que propone el ministro?
a) los españoles compramos automóviles fabricados en Alemania con baterías japos o chinas.
b) los españoles desarrollamos y exportamos baterías (la tecnología clave, porque motores eléctricos los sabe hace casi que cualquiera, transmisiones idem, amortiguadores eadem...) para que en otros países anden con ellas?
Es una cuestión de mentalidad: que investiguen otros, y ya compraremos el fruto de la investigación...o entramos en el juego para ganar un trozo de pastel.
Si mañana tengo un poco de tiempo, subo algo relacionado con este tema.
Enhorabuena por la entrada y suscribo tus últimas reflexiones de la "a" a la "z", en especial estos pàrrafos:
"Creo que los españoles podemos pasarnos sin aceras nuevas, sin farolas nuevas de diseño en las calles. Será difícil vivir sin rotondas engalanadas, pero lo conseguiremos. Y con ese dinero, señor Sebastián, se podría construir un centro de investigación, por ejemplo, en tecnologías de almacenamiento de energía.
Y, ya de paso, arreglar la Universidad, que es el cortijo privado de rectores y catedráticos con mucho morro y pocas letras."
Una vez más, ¡enhorabuena paisano!
Más campos con futuro en los que España está a la cabeza: desalación y gestión privada de infraestructuas (con 6 ó 7 entre las primeras del mundo))
Cuando se pase el colapso inmobiliario podremos crecer de forma más saludable (por suerte el pocero ha huido a Guinea, y por lo visto Fernando Martín sigue peleando por ver número negros, y no rojos))
Sólo nos falta saber qué hacer con los 6 millones de "españoles" que hemos importado en los últimos 10 años (no se ha visto nada parecido en Europa en siglos))
Por cierto mendigo.. ¿crees que la investigación es siempre económicamente rentable??? ¿es mejor la cantidad o la calidad??
Eso da para más de un post, supongo
Saludos
Para el que le interese saber cuanta electricidad se genera en tiempo real y que tipo de centrales la suministran, os pongo esta pagina:
http://www.ree.es/operacion/curvas_demanda.asp
Podeis ver cuanta electricidad por ejemplo se genera mediante molinos (en ocasiones se ha generado el 41% del total!!!).
En cuanto al dilema de la electricidad necesaria para alimentar a los coches eléctricos, plantearoslo de esta forma: imaginad que no hay ningun coche en España, y que dos empresas multinacionales nos ofrecen un tipo de coche cada una: la primera nos ofrece coches a gasolina, con lo cual tendriamos que comprar el combustible a los paises arabes y estar exclavizados a precios cada vez mas altos, usando motores poco eficiente que despilfarran energia y contaminan mucho produciendo cancer etc; y por otro lado nos ofrecen vehiculos electricos que se pueden alimentar unicamente ampliando un 15-20% la potencia eléctrica, y nos ahorrariamos muchisimo dinero en petroleo extrangero y en problemas de salud pulmonar (asma etc) ¿que eliges?
¡Abner, me estás pisando el siguiente post!
XDDDDDD
Quería poner esos gráficos de REE, de verdad buenísimos, en la página. La cosa es que no sé cómo, pues están en flash. Estaba estudiando la cuestión...
En cuanto al ejemplo que pones...claro, pero es que es un ejercicio de imaginación. Pero la realidad, desde la que tenemos que partir, es que hay un inmenso parque móvil, unas infraestructuras, un tejido empresarial...basado en la movilidad quemando combustibles. Cambiar todo eso no será cosa de dos días.
Y aún así, aunque partiésemos de cero...tampoco los coches eléctricos son la panacea.
Por ejemplo, pueden tener un efecto contraproducente: como circular con ellos es mucho más barato (del orden de 1/3)...entonces vamos en coche hasta a cagar.
Esto ha pasado otras veces, con tecnología que en principio pretendían ahorrar y al final se ha consumido más.
Sin ir más lejos, en los mismos coches, con la revolución de los inyección directa. Nunca los coches habían gastado menos. Y nunca habíamos tenido que comprar tanto petróleo para abastecerlos. Esto también debería movernos a la reflexión.
Se impone un cambio estructural, no sólo un cambio tecnológico.
Otra cosa: lo de ampliar un 20 (yo pondría un 30%) la red eléctrica, lo dices como si fuera fácil. Eso es mucho puto kilowatio instalado, y mucho puto kw*h producido. ¿Cómo lo producimos? Pues tú verás, o contaminando, o contaminando.
Que sí, que comparándolo con lo actual, sí que supone un avance en la eficiencia energética pero... En resumen, que el coche ecológico no existe. Coche ecológico no sólo es el que no sale del garaje. Coche ecológico es el que no sale de la línea de producción.
Para poner los gráficos... ¿no te sirven unas capturas de pantalla recortadas?... Hay una extensión de Firefox que recomiendo para esto: Screegrab
Breogán, moitas grazas polos parabéns.
Supoño que ti tamén pasaches pola expendedora de títulos que é a universidade española. Síntoo, meu! En outra vida, e sairía a estudar fóra. Só me ensinaron a aprobar exames, dende que era cativo. Merda de titulitis, merda de mentalidade de funcionario, ostia xa!
Daniel, es que...lo de la desalación...yo no veo muy claro que sea un avance. Bueno sí, claro, hay una tecnología que hay que desarrollar pero no me gusta nadiña (salvo casos muy puntuales). Supongo que te imaginas por qué: para obtener agua potable hay que meter un montón de energía. Creo que es preferible la gestión sostenible de los acuíferos. Por ejemplo, hacer un censo de pozos.
Sobre la gestión privada de infraestructuras, no creo que eso suponga ningún avance tecnológico. Hay una serie de constructoras e inmobiliarias españolas que se están haciendo con la gestión de aeropuertos y autopistas por todo el mundo. Ello ha salido de nuestros salarios, hipotecados hasta que las ranas críen pelo.
Lo siento, las infraestructuras deben ser públicas, también en su gestión y mantenimiento. Es también una cuestión de eficiencia, además de justicia social. Si quieres, un día charlamos sobre ello.
Las preguntas que me haces tienen su enjundia, desde luego. Son muy interesantes.
"¿crees que la investigación es siempre económicamente rentable?"
Perdona que te responda como gallego pero...¿a qué plazo?
A corto plazo, pues la investigación básica no, claro.
A ver, que tu pregunta tiene muy mala ostia y eso me encanta.
No se trata de investigar por investigar, investigar chorradas. Es decir, tirar fondos públicos al retrete para que los "científicos" (me limpio el culo con ese término) "investiguen" (otro que uso, cuando se me acaba el anterior) sobre el sexo de los ángeles, y se pasen el rato jugando a ser el Profesor Bacterio. Porque también de eso hay bastante en España.
Que el dinero sea público no se puede tomar como que no hay que cumplir unos objetivos, y rendir cuentas periódicamente de los avances.
Por lo tanto, la investigación con fondos públicos (las empresas ya se cuidarán de ello) tiene que estar convenientemente dirigida, gestionada, orientada. Pero ¡ojo! no para buscar necesariamente el beneficio económico a corto plazo o la aplicación industrial de los resultados.
Hay que sembrar trigo, pero también plantar árboles. Y desde que plantas un castaño, hasta que recoges el primer saco de castañas, pasan veinte años. Pero si nadie hubiera plantado ese castaño, y dedicase toda el esfuerzo a plantar y recoger cereales, hortalizas y otros cultivos de ciclo corto...no tendríamos castañas, ni nueces, ni...
Vamos, la investigación no puede ser una carta blanca para que cualquier payaso con bata blanca (que los hay, que los he conocido) viva del cuento.
Ahora bien, una investigación que no alcanza los objetivos marcados no es necesariamente dinero perdido, si se ha llevado a cabo adecuadamente. En ella han trabajado unos profesionales, que al acabar la investigación saben mucho más de lo que sabían cuando la empezaron. Eso, el errar, también forma parte del progreso científico.
Muy diferente de cuando no se llega a nada porque tampoco tenías ninguna intención de ir a ninguna parte, sino sólo cobrar a fin de mes.
Es el gran problema de lo público en España, que creemos que por ser dinero de todos, no es de nadie, y podemos malgastarlo.
Así nos luce, de nuevo, el pelo.
Anda, Javier! no me había dado cuenta que habías respondido, disculpa.
La extensión de Firefox creo que es ScreenGrab. De todas formas, Ubuntu ya trae de serie una herramienta para hacer pantallazos (Linux mola).
Pero no, no es eso. Si saco un pantallazo y lo cuelgo, lo haría con los datos de un día en concreto. Y me gustaría que salieran los del día corriente, pero claro, están en flash y no sé como pegarlo en mi página.
¿Te acuerdas del post de meteorología? Pues eso, enlazar gráficos que se fueran actualizando automáticamente, conforme lo hagan en la página de origen.
Bueno, tanto da. Si tal pongo los enlaces y no me enrollo más. Es que de verdad, Abner tiene razón, son muy muy buenos.
Bien, para asegurarme voy a hacer calculos para ver si realmente es viable o no el coche electrico, y cuanta electricidad es necesaria instalar:
El ministerio de industria quiere tener en las calles un millon de coches electricos para el 2014.
Supongamos que ese millon de coches son Loremos eléctricos o Apteras (caso óptimo) y que recorren 20.000 Km al año. Cada vehiculo consume 6KWh/100Km, por lo que un millon de coches consumirian en un año 1.200GWh
Pongamonos en un caso más realista: un millon de coches normales (consumo de 15KWh/100Km) que recorren 30.000Km/año, entonces el consumo anual seria de 4.500GWh
¿Sabeis cual es la producción total actualmente? Segun un informe ( http://www.ree.es/sistema_electrico/informeSEE-avance2008.asp ) el consumo de todo el año 2008 fue de 263.961GWh, por lo que si tuviesemos que comprar hoy ese millon de coches electricos, habria que incrementar la producción un 0,45% en el caso del Loremo EV y un 1,7% en el caso del normal. Tan solo la producción eólica produce ya el 20% de la energía, por lo que no veo descabellado esos consumos.
Que ya se que una central es cara y tal, pero se puede hacer, tan solo hay que invertir mas en molinos y menos en ladrillo.
Perdón, la energia eólica produce actualmente el 11% de la energia total, pero el conjunto de las alternativas si produce el 20% del total.
Jeje, compartimos sistema operativo, si buscas el camino de la libertad hay que usar herramientas libres... En efecto, es Screengrab, con las extensiones están las herramientas cargadas y muy a mano, en la barra de estado; Por otro lado te da la posibilidad de capturar una página completa como imagen, no conozco otra aplicación que lo haga. Aunque no viene a cuento he descubierto hace unos días Brief... un lector de suscripciones integrado, ahora imprescindible para mi.
Pienso que para que haya una revolución energética es imprescindible que los precios de los combustibles sean superiores, y ahí es donde tiene que intervenir el estado, está claro (vista EEUU) que el precio es el principal motivador del rendimiento energético y sensatez en el consumo así como empujador menos artificial a las energías renovables... Pero claro no solo para el currito sino para todos, incluídas las compañías de generación eléctrica... por supuesto este impuesto se vería reflejado en un superior precio del Mwh. Me temo que el precio actual de los combustibles desincentiva el cambio de modelo.
Respecto a la acumulación energética, verdadero talón de aquiles de las renovables... ¿Que te parece el sistema de compresión de aire en minas abandonadas o cuevas? Son económicos depósitos de grandes capacidades y que pueden soportar altas presiones. En la compresión/descompresión, hay un gran salto de temperaturas que utilizadas podrían dejar un rendimiento genial en el proceso... hace tiempo que le doy vueltas y me gustaría tu opinión.
Otra cosita: ¿Hay forma de poner una ventana de comentarios de mayor tamaño? Esta es de Pin y Pon, está bien para SMS pero cortito para los comentarios que nos gastamos por aquí ;).
Abner, genial tu comentario, demuestra que los eléctricos están a la vuelta de la esquina. Es decir, que con la mitad del consumo actual de electricidad habría para mover todo el parque móvil, sin depender del petróleo.
Mendigo, es evidente que la desalación no es un avance. Lo que es un avance es la reducción de costes de la misma, que provoca que sea rentable incluso para regar cultivos productivos.
Y es necesaria, mal que nos pese, en la región mediterránea, en regiones de áfrica, USA, Australia... hasta en Londres!!! Y las empresas españolas están muy bien posicionadas. Sacyr está construyendo la mayor desaladora del mundo en Argelia (500.000 m3/día).
Abengoa construye la mayor termosolar del mundo en Arizona, la tercera parte de los inmensos proyectos eólicos en USA son de capital español, y aunque sólo sea a nivel económico, vuelvo a repetir que las concesionarias españolas son las mayores del mundo.
Y cada vez más estados apuestan por la financiación privada de sus autopistas (el que quiera conducir, que pague!!)
Por lo que soy optimista, en general... no todo es tener un 3% de i+d en el PIB. Habría que ver qué porcentaje del mismo en países como Alemania o Suecia es realmente efectivo, no se pierde por las cañerías de la subvención fácil y de la burocracia...
Abner, ahora va a parecer que estoy en contra del coche eléctrico, y no es así. Pero no es, o no me parece, tan fácil.
Primero, haces cálculos para un millón de coches. Pero es que el parque móvil es de, creo recordar, 22 millones. De acuerdo, que por algo hay que empezar, y sustituir 1 millón de coches para dentro de 5 años ya es mucho.
Segundo, ese 20% del régimen especial...se consumen. No es que haya un 20% de sobra, es que a pesar de todo ese crecimiento en producción...se gasta!
Y si no hubiera crisis, el próximo año tendríamos que haber generado otro 4% más. No sé si me explico. El problema no es recargar los eléctricos, el problema es hacer frente al aumento anual de la demanda Y ADEMÁS, recargar los eléctricos.
Por eso la clave está en el ahorro y en la eficiencia energética. Para dar al sistema un huelgo para poder enchufar los eléctricos (aunque por la noche sí que hay margen).
Pero vamos, que sí, que es perfectamente posible con un mínimo de voluntad. Lo has demostrado clarísimamente.
Ah! Que se me olvidaba:
"El ministerio de industria quiere tener en las calles un millon de coches electricos para el 2014." Pues bueno, pues vale. Por querer...yo también quiero muchas cosas. Pero hasta ahora, no ha hecho nada para lograrlo...además de lloriquear a Nissan para que ensamble aquí su futuro eléctrico, una tontería porque ensamblar un coche lo hace hasta un simio, lo jodido -y rentable- es desarrollar y producir la tecnología. De todas formas, Nissan le ha mandado a la mierda...
Y Seat, y Renault, y...
Donde esté Turquía o Eslovenia...
Daniel, que un proyecto sea rentable económicamente, no quiere decir que sea viable ecológicamente.
Bien, regamos con agua desalada, incrementamos la productividad de los cultivos pero...a cambio de qué? De emitir más CO2, para aumentar la sequía y que necesitemos más desaladoras? No me parece muy inteligente ese camino.
Y la realidad es la que es: el 60% de la energía que se produce en España, es o fisionando Uranio, o quemando carbón o gas.
Creo que deberíamos adecuar nuestros consumos a lo que ofrece la naturaleza. Y si el régimen de lluvias es el que es, no empeñarnos en seguir aumentando los regadíos, campos de golf y urbanizaciones. Porque el mundo tiene un límite (no como nuestra codicia).
Otra cosa, Daniel. Confundes empresas con la sede social en España, con que tengan capital español. Todas las empresas están participadas por fondos de inversión de todos los países, con inversores de cualquier país...el capital no tiene patria.
Decir que tal empresa es de capital español es contar una verdad a medias. Mía, desde luego, no es. Ni un sólo céntimo de ella. Y creo que aún sigo siendo español.
La financiación privada de las autopistas. Bueno, una cosa es financiarlas, otra cosa es gestionarlas, y otra cosa es cobrar el canon de Portazgo.
Puse hace poco el ejemplo de la autopista Santiago-Lalín. Uno de los tramos más caros de España, por kilómetro. La mitad del dinero que costó, fue puesto por el Estado (central y Xunta). Pero el cazo lo pone la empresa.
Un negocio de puta madre...para los accionistas de esa empresa. Todos los españolitos contribuimos a hacerla, y luego nos la cobran.
Y así, infinidad de infraestructuras co-financiadas. Ya me gustaría a mi! El estado me monta una empresa, y luego yo, a ganar dinero con ella.
Pero vamos, aún en el caso infrecuente en que sea la propia empresa la que construya la autopista corriendo con el 100% de la factura: es ineficiente.
Imaginemos un sistema cerrado, Galicia, para que nos sea más fácil. Y veamos ese sistema desde una perspectiva externa al mismo.
La sociedad gallega invierte un dinero en construir el puente de Rande. Le pone peaje. Así, la mitad de los que van de Pontevedra a Vigo, pagarán el peaje. Pero la otra mitad deciden que pagar 3€ todos los días, y otro tanto la vuelta, no les compensa. Y prefieren rodear la ría por Redondela, con el consiguiente sobrecoste en tiempo, combustible y peligrosidad para conductores y vecinos de la carretera nacional.
Entonces, la sociedad ha hecho un esfuerzo económico (generando además un impacto ecológico) para desarrollar una infraestructura...pero luego no la aprovecha totalmente, sino que sólo el 50% de los usuarios lo hace, mientras que a la otra mitad les compensa el recorrido largo y peligroso.
Esta sociedad está desaprovechando sus inversiones. Quizá en la lógica del capitalismo tenga sentido, pero es que el capitalismo es intrínsecamente ineficiente. El capitalismo es la cultura de la escasez.
En una sociedad socialista, las infraestructuras son públicas. Todas. Así, cada uno tendrá la libertad de escoger el trayecto más eficiente, rápido y seguro. Por lo tanto, la sociedad en su conjunto sale beneficiada, aprovechando al 100% las infraestructuras, reduciendo el consumo de combustible dando rodeos, y mejorando la calidad de vida de los vecinos que tienen que sufrir las congestiones desde dentro y fuera del coche.
¿Qué tenemos que pagar más impuestos? Pues se pagan, porque compensa.
Entre otras cosas, porque no hay que pagar dividendos a los accionistas de la concesionaria.
Y lo mismo pasa con la sanidad. Y lo mismo pasa con la educación...
Si tenemos que pagar el servicio a una empresa privada, la empresa privada va a querer, como es propio, maximizar sus beneficios. Y por lo tanto, nos tocará pagar más. Al médico o al profesor, pero también a toda la troupe que quieren sacar tajada del negocio.
Es natural! ¿De dónde crees que sale el dinero para pagar los chalets en Mirasierra y los Porsche Cayenne? ¡Pues de nuestro bolsillo! Sus fortunas salen de nuestros riñones!
He ahí el segundo motivo de la ineficiencia del sistema capitalista.
Javier, estoy plenamente de acuerdo con tu reflexión.
Es que el precio de la electricidad es muy bajo. El consumidor tendría que hacer frente:
a) a lo que de verdad cuesta la energía, porque ahora mismo estamos pagando la energía que consumimos a crédito (ya hablé por ahí del déficit de tarifa)
b) el coste de compensar el daño ecológico que causa producir esa electricidad. Porque en la factura de las nucleares, no se pagan todos los costes por la peligrosidad de esa tecnología, que los paga el Estado. Por no hablar de las consecuencias de emitir más CO2, anegar valles o destruir montañas para implantar parques eólicos...
Así que, totalmente de acuerdo, el despegue de un nuevo modelo energético más eficiente, tiene mucho que ver con la fiscalidad que los gobiernos impongan sobre las energías.
Lo de usar minas para acumular energía...sí, sé porqué lo dices..el aire se enfría y aumenta su densidad. Al sacarlo, se expande y nos devuelve más de lo que metimos. La tierra haría de infinito foco frío en un ciclo termodinámico. Habría que pensarlo, no sé, si los números dan...estupendo. Pero no sé por qué me parece que no. Pero vamos, que ni idea.
Supongo que sabrás que lo que ya se hace es invertir algunos saltos para rellenar el embalse en los momentos en los que el pool de electricidad está más barato, para luego soltarlos cuando es más caro.
Típico ejemplo de que lo que es rentable económicamente, no tiene porqué ser eficiente energéticamente ni sostenible ambientalmente.
Es tirar energía para ganar dinero. Mal vamos.
Y lo de la ventanita de comentarios...Por favor! Sería una maravilla si pudiéramos hacerla más grande (puto Blogger). Sí que es verdad, me jode tener que escribir con líneas que cuentan sólo con cinco palabras. Ya amplié un poco el tamaño de la plantilla, para darle menos margen y más preponderancia al texto. Pero el recuadro donde se escriben los comentarios...NPI. Pero vamos, que si me entero, o alguien sabe alguna solución, me pongo a ello al momento.
Apertas!
El tema del coste de la electricidad, pienso que es demasiado barata actualmente. Si la encareciesen no dudeis que la gente ahorraria mucho más, apagaria las bombillas cuando no se usen, usarian menos el aire acondicionado y la calefacción, comprarian bombillas mas eficientes (ya las hay de tipo LED, de altisima eficiencia pero no terminan de despegar porque se tarda mucho en amortizarlas) etc
Yo propondria subir un 10-20% la tarifa DIURNA para que asi la gente se acostumbre a poner el lavavajillas despues de cenar, recargar los coches electricos por la noche etc y de esa forma usar de una forma mas regular y eficiente la producción eléctrica, sin tantos altibajos que perjudican la producción (¿que pasa si sopla un vendabal por la noche y los molinos funcionando a tope no tienen donde almacenar la energia?)
En definitiva, que en EEUU la gasolina es muy barata y por eso, su economia capitalista les ha llevado a fabricar coches con motores V8 y consumos altisimos. Sin embargo aqui en Europa con el precio alto nos ha llevado a fabricar coches más pequeños y eficientes.
¿que pasa si sopla un vendabal por la noche y los molinos funcionando a tope no tienen donde almacenar la energia?
Pues pasa lo que ha pasado el último fin de semana: que hay que parar los aerogeneradores.
Más cosas: los fluorescentes de toda la vida son aún más eficientes que los LED.
Para el conjunto de la economía española, gastar energía es ruinoso. Por eso habría que gravar todas las formas de energía para fomentar el ahorro.
Lo malo es cómo afectaría eso a la rentabilidad de las empresas, especialmente aquellas en los que el coste energético supone buena parte de los gastos de producción.
Además de la impopularidad de la medida, que ningún gobierno quiere llevarla a cabo (y seguimos con el déficit de tarifa).
Por lo único que me preocuparía esa hipotética subida es por los hogares más pobres, pero para eso se puede implementar una tarifa social.
Si la demanda electrica fuera mas regular, se producirian menos situaciones como la que digo de los molinos, ya que la probabilidad de tener que desconectar una fuente energetica es mayor cuanto menor sea la demanda, y por la noche es el momento en el que menos demanda hay.
Por cierto, los LEDs si que son mas eficientes que las bombillas de bajo consumo, por lo menos segun estas fuentes:
http://erenovable.com/2007/07/16/sevilla-ahorra-electricidad-pasandose-a-las-leds/
http://erenovable.com/2007/04/17/una-lampara-con-100-por-ciento-de-eficiencia/
http://erenovable.com/2007/11/09/un-edificio-de-oficinas-se-paso-un-100-a-las-lamparas-leds/
http://www.arqhys.com/construccion/eficiencia-leds.html
Si, pero entonces no sólo habría que tirar de los molinos, sino también turbinar más agua (se agotan antes los embalses), quemar más gas, quemar más carbón...
Pero vamos, que desde luego que tanto energética como ambientalmente es preferible, a que cada vehículo queme combustible de forma autónoma.
Con respecto a los LED actuales, los fluorescentes son más eficientes. No necesito muchos artículos, tengo una lámpara de LEDs de 8W y otra fluorescente de 6W (en la furgo necesito luz muy eficiente para que no me descarguen la batería, que sólo llevo una)...e ilumina más la fluorescente.
¿Que en el futuro puede que lleguen al mercado LEDs más eficientes? Seguramente. Ojalá, por mí fantástico.
De todas formas, ahora mismo cada uno tiene sus aplicaciones. Los LEDs son pequeños, se iluminan instantáneamente y resisten muchísimo maltrato, por lo que se pueden usar en circunstancias en que una lámpara fluorescente no puede.
Un saludo, Abner! Como mola, la de cosas que aprendemos charlando (no tenía ni idea de esos LEDs nuevos).
Las led actuales tienen un rendimiento de unos 60 lm/w, el mismo que las compactas fluorescentes. Leds solo hay de baja potencia. Nos venden la moto comparándolas con las incandescentes cuando tienen que compararlas con las CFL que están bien asentadas en el mercado y con potencias superiores a 30 W >>> 1800 lm. Quízá en el futuro sean lo mejor para alumbrar, ahora no.
Rendimiento aproximado en lm/w Incandescentes 12, halógenas 18, Fluorescentes compactas o normales 60, Leds 60.
Salud
Sobre desalinización: http://meneame.net/story/costa-sol-construira-desalinizadora-para-500.000-habitantes ... Tiene un coste energético brutal.
No me he explicado bien respecto a la acumulación de aire comprimido... a bote pronto parecería que el proceso podría tener un rendimiento parecido al hidráulico de doble presa ¿50%?. Pero la diferencia es la del calor emitido al comprimir el aire a alta presión. Aprovechada esa energía en el sistema debería equilibrarse bastante... miraos este enlace http://news.soliclima.com/index.php?seccio=noticies&accio=veure&id=3164 .
Según el enlace de la Wiki, se prevé pasar de 4 a 2,9 kWh/m³ en la desalinización.
¿Eso es mucho o poco? Pues supone, tomando el valor de mayor eficiencia, más o menos, aumentar en un 10-20% el consumo energético de una familia (un recibo del agua común suele ser de 10-15m3 y 200-300kWh).
Por ese camino, vamos de cojones.
Y eso por no hablar de usar ese agua para regar cultivos.
Javi, el enlace que pasas habla de una eficiencia del 50%, que quisieran incrementar hasta el 70%. Sinceramente, para eso, usamos el hidrógeno o el bombeo de agua. Date cuenta que supone tirar la mitad de la energía que producen los aerogeneradores, a la basura. No, lo mejor es despejar la red para que entren. Y como dice Abner, si puede haber un parque de automóviles recargando sus baterías por la noche para absorber toda esa energía, pues mejor.
No sé si en ese 70% incluyen el calor (sería algo similar a la cogeneración). Pero es que en el emplazamiento de los aerogeneradores, el calor no sirve de nada. A no ser que quieras instalar una fábrica o una urbanización en lo alto de la sierra.
No, tal como está configurada la red española, no hace falta devanarse los sesos para acumular la energía...la red obliga a que entren en exclusiva los eólicos y punto. Lo malo son las grandes plantas térmicas, que tienen que seguir produciendo pues pararlas lleva días (las nucleares, por ejemplo).
Otra dificultad la plantearía, curiosamente, un avance en las baterías que permita recargarlas en minutos: porque entonces la gente también querría recargar durante el día. En cambio, con el sistema de cambiar baterías, le pueden poner unas baterías que han sido recargadas durante la noche.
Ah! Los valores que diste de las distintas lámparas, hay que entenderlos como valores medios. Por ejemplo, entre las halógenas (las que yo controlo), puedes encontrarte con diferencias del 30% entre una y otra.
¡Muchas gracias por los enlaces, Javier!
Efectivamente, la acumulación energética a gran escala es algo que no necesitamos aún. La capacidad de renovables actual es perfectamente asumible por el sistema, sobre todo por la flexibilidad del ciclo combinado, pero en un idílico y futurible gran aumento del porcentaje de renovables, sí que habría que acumular. En esta acumulación por compresión de aire, los equipos habría que instalarlos junto a las oquedades, no junto a los centros de producción o consumo.
Mirad esta infografía sobre energía undimotriz (la han colgado hoy mismo) http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2009/02/01/183097.php La gran masa en movimiento regular que producen las olas supone una cantidad inmensa de energía a nuestro alcance.
Es apasionante ver como el hombre “necesitado” puede ingeniárselas para extraer recursos energéticos renovables. Una pena que los avances vayan tan lentos por el bajo precio de los combustibles fósiles. La burbuja del petróleo camino de los 200 $ fue un gran incentivo pero acabó explotando cual ponpa de jabón.
Salud
Pero Javier, entonces ¿cómo pretendes aprovechar el calor del aire al calentarlo, si no está cerca de una fábrica que lo aproveche, o una zona residencial, o...?
Si pretendes producir electricidad con eso, me temo que el rango de temperaturas no te permitiría hacer nada.
El obtener energía del mar, está siendo muy estudiado. No sólo de las olas, sino de las mareas. Desde hace siglos que se han usado los molinos de marea en áreas donde éstas son fuertes (en Mont Saint Michel llegan a los 16 metros) y de amplios esteros.
Tienes toda la razón con lo del precio de los combustibles, que impiden el desarrollo de otras alternativas. Pero ¡ojito! Porque cuando llegue la época de carestía energética, la actividad económica e industrial se verá mermada, y costará mucho más hacer el cambio de modelo energético a toda prisa.
Es mejor, ahora, con la energía barata, hacer el cambio con tiempo, y curarnos en salud. Hacerlo una vez que explote el precio del barril y se monten guerras para quedarse con los últimos pozos, no es muy sabio.
Y ese escenario va a llegar. Quizá sea el año que viene, quizá dentro de 50. No antes, no después.
Salud!
La energía de las olas
estoy terminando ingenieria industrial(creo q como tu) y me gusta bastante leer a gente q sabe mas q yo, ya q siempre se puede aprender algo...
en el salon de ginebra, los una marca independiente de coches sueca cuyo nombre es imposible escribir sino miro letra a letra, han presentado una bateria revolucionaria q segun ello estara a la venta en 3 años...
http://es.autoblog.com/2009/03/04/ginebra-2009-nvl-quant-por-koenigsegg/
he estado buscando mas información pero no puedo encontrar casi nada... a ver q t parece!!
Buenas Pau!
De saber más que yo, nada. Yo hice la Técnica Industrial hace años, y ahora me he puesto con la Superior. Además, mi rama es mecánica, construcción de maquinaria, intensificación de motores térmicos, con lo que lo de las baterías me queda un poco a trasmano. Al final, con lo del coche eléctrico, estoy tirando piedras contra mi propio tejado. XDDDD
Muchas gracias por el enlace, no tenía ni idea de este prototipo ni, lo que es más interesante, de estas baterías (el nombrecito tiene guasa: Flow Accumulator Energy Storage, cuyo acrónimo es...FAES.
Vale, las siglas no nos dicen nada, así que vamos a la página de la compañía. No la que hace el coche, Koenigsegg, un constructor sueco de coches "bestias" para magnates (¿no te sonaba? aún es conocido), sino la compañía suiza que hace las baterías:
NLV Solar
Según sus datos, combina una alta densidad energética de 170 Wh/kg y 600 Wh/l ,una carga rápida de 20 minutos y alta ciclabilidad (ilimitada, dicen ellos).
Y se acabó la información. Yo no he encontrado más datos de esta batería que lo hace todo bien, y no tiene peros. Ni tecnología de fabricación, ni composición de los electrodos, la membrana o el electrolito.
Nada. Tinieblas.
Como en el caso del EEStor yo, como Santo Tomás, mientras no lo vea en un banco de ensayos, no me creo nada. Rien de rien.
Decir que esta batería es redox no aporta información ninguna: todas las baterías químicas funcionan gracias a un par redox. No sé si se referirá a las baterías con electrodo intermedio, con electrodos de vanadio. Aunque con este material, dudo mucho que obtengan densidades energéticas tan altas.
En fin, que ni idea. Si encuentras por la red algo más de estas misteriosas baterías, sería interesante que lo compartieras. Por ahora, me exigen un acto de fe a lo que yo respondo como de costumbre, con sistemática incredulidad.
Muchas gracias, Pau!
Hola,
acabo de leer tu artículo sobre sistemas de almacenamiento de energía. Yo trabajo en investigación sobre supercondensadores de materiales de carbono y he de decir que resume muy bien las características principales de estos sistemas. Desde mi punto de vista, están muy muy lejos de poder emplearse como fuentes primarias de energía, pero son una estupenda solución como fuentes de apoyo a las baterías. Un saludo!!
Muy buenas!
Oye, pues si tienes así, alguna información fresquita que contarnos...
Por ejemplo, qué se sabe en vuestros círculos del EEStor? Porque pasa el tiempo y aún no se sabe nada de la piedra filosofal...
Por cierto, si crees que algo en el artículo debe ser modificado o corregido, te ruego que me lo indiques. Es un poco arriesgado hablar de lo que no eres especialista, y yo con los electrones tampoco tengo una relación de confianza.
Un saludo!
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