Las emisiones ocultas de los vehículos eléctricos en el caso de México
Los autos eléctricos, ya sea de batería o con pila de combustible, tienen una ventaja fundamental no emiten gases contaminantes por el tubo de escape
Mtro. Enrique Healy Wehlen │ Mtro. Alejandro von Ziegler Guardado*
Vivimos tiempos de cambio, de cambio climático hacia desastre climático, y velozmente se avecina el fantasma resucitado de una antigua tecnología muerta. Hablamos del auto eléctrico que deambuló sobre la superficie planetaria hace más de un siglo, incluso 50 años antes que vehículo de combustión. El interés de tratar este tema aquí se debe a la forma de cargar sus baterías, limpia o fósil. Cada nación tiene una mezcla de ambas y la electro movilidad automotriz representa una sobredemanda eléctrica que presiona especialmente a la generación fósil de electricidad —en tanto la generación limpia no crece al ritmo del incremento del parque automotriz eléctrico— como veremos a continuación. Las emisiones del parque vehicular en el mundo, según la ONU, representan el 18 % de las emisiones de dióxido de carbono y, por ende, es importante hacer un análisis y una reflexión sobre las tecnologías que se plantean como solución para el transporte en el mundo y en especial en México.
Los autos eléctricos, ya sea de batería o con pila de combustible, tienen una ventaja fundamental no emiten gases contaminantes por el tubo de escape. Sin embargo, si la electricidad utilizada para cargar vehículos eléctricos proviene de fuentes de energía basadas en combustibles fósiles, como el carbón o el gas natural, las emisiones asociadas se desplazan a la etapa de generación de electricidad. De forma indirecta son más contaminantes.
El parque vehicular en México se forma de la siguiente manera:
Automóviles: 18.88 millones (46.51 %)
Camiones: 21.39 millones (52.69 %)
Tractocamiones y otros: alrededor de 296,000 (0.89 %)
Tenemos entonces alrededor de 40 millones de vehículos de combustión circulando todos los días por las calles y carreteras del país. La transformación del parque vehicular actual por autos eléctricos no es tan sencilla ni tan limpia.
Consideremos primero tan sólo los 18.88 millones de automóviles. La fuente energética para abastecer de electricidad a estos vehículos en México no es tan limpia.
En la siguiente gráfica se puede observar el porcentaje de las fuentes de generación limpias y fósiles en el total de generación de energía eléctrica instalada en México.
Para desglosar un poco más, en la siguiente gráfica se puede observar la generación de energía limpia por recurso.
Todavía hay un largo camino para México en la generación eléctrica por medio de recursos limpios. En 2020 se generaron 340,713 GWh totales, de los cuales 253,900 GWh emitieron 141,500 toneladas de CO2.
Para saber cuánto CO2 por kilómetro emiten los autos eléctricos estimamos 510 gramos de CO2 por cada KWh de electricidad para cargar la batería del coche, que es la cantidad promedio de emisiones contaminantes por la quema de combustibles fósiles en las centrales termoeléctricas en México. El valor se multiplica por la capacidad de la batería del auto en KWh y se divide entre la autonomía prometida. Cada coche según el fabricante tiene mayor o menor rendimiento.
La capacidad de una batería se mide en kilowatt hora (kWh) e indica la cantidad de energía eléctrica que es capaz de acumular. Es el equivalente al tanque de gasolina de un coche tradicional: a mayor capacidad, mayor distancia recorrida.
Para lo cual analizaremos las especificaciones de un modelo de bajo costo en el método de análisis.
Hoy en día en ciudad, los autos eléctricos aprovechan la frenada regenerativa, que convierte parte de la energía cinética en electricidad para recargar la batería. Esto puede mejorar la autonomía. Si es el caso y la autonomía en ciudad alcanza los 200 Km tendríamos:
Batería de 60 KWh.
Autonomía de 200 Km. En ciudad.
510gr x 60 / 200 = 153 gr. x Km.
15.3 kg de CO2 por cada 100 Kilómetros.
La pérdida de energía eléctrica durante el proceso de transmisión, distribución y consumo final varía dependiendo de factores como la calidad de las infraestructuras, las tecnologías empleadas y las condiciones operativas del sistema eléctrico. Estas pérdidas se dividen generalmente en pérdidas técnicas y pérdidas no técnicas.
Las pérdidas técnicas son las pérdidas inherentes al transporte de electricidad a través de los componentes del sistema eléctrico, como líneas de transmisión, transformadores y equipos.
Las pérdidas no técnicas son pérdidas asociadas a factores que no están relacionados directamente con la operación física del sistema eléctrico, como:
- Robo de energía: Fraude o conexiones ilegales, que pueden representar un porcentaje significativo en algunos países.
- Errores de medición: Deficiencias en los equipos de medida o en los procesos de facturación.
Del ejemplo anterior tenemos que el auto eléctrico emite 15.3 Kg de CO2 cada 100 Km. sin incluir las pérdidas en el sistema de generación. En países como México las pérdidas alcanzan el 20 % en el ciclo completo, por tanto, tenemos:
15.3 x 1.2 = 18.3 Kg de CO2 por auto cada 100 Km.
Los Automóviles convencionales (gasolina) emiten varios contaminantes durante su funcionamiento, incluyendo dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno y otros. Las emisiones específicas pueden variar según el modelo del automóvil, su eficiencia y mantenimiento adecuado. Sin embargo, en promedio, un automóvil emite alrededor de 2.3 Kg de CO2 por litro de gasolina consumida.
Rendimiento: 14.5 Km x litro.
1 litro = 2.3 Kg CO2.
2.3 Kg / 14.5 Km =158 gr por kilómetro.
15.8 kg de CO2 por cada 100 Kilómetros.
En condiciones urbanas, la autonomía promedio de un auto eléctrico está entre 160 y 400 km, dependiendo del tamaño de la batería, la eficiencia del modelo y. el costo de la unidad.
La regeneración de energía y el manejo moderado en ciudad ayudan a que los autos eléctricos logren un mejor rendimiento energético en entornos urbanos. Cabe señalar que entre más autonomía nos ofrezca determinado modelo de auto eléctrico mayor será su costo.
Suponiendo el cambio vehicular de 10,000,000 de autos de uso particular tradicional (gasolina) por autos eléctricos.
¿Cuánta energía eléctrica se requiere añadir para el suministro de energía eléctrica a la ya existente en el país?
Para ello tomaremos el auto eléctrico eficiente analizado anteriormente con autonomía de 200 Km. con batería de 60 KWh.
Autonomía = 200 Km
Batería 60 KWh
0.30 KWh es la energía consumida por kilómetro recorrido. Si en promedio un auto recorre 40 km por día tendríamos el consumo diario de un solo auto:
14.4 KWh consume de energía cada auto al día en promedio. Multiplicado por los 10 millones equivalente al 55 % del parque vehicular de uso privado, obtenemos la energía requerida para el suministro de energía:
Para entender la magnitud de acuerdo a la generación eléctrica anual anteriormente señalada, multiplicaremos por los 365 días, así tener la referencia anual.
Actualmente se generan 340,713 GWh, de los cuales 253,900 GWh se generan con recursos fósiles y emiten 141,500 toneladas de CO2. Ahora si añadimos los 52,560 GWh, 20 % extra a la demanda actual con recursos fósiles. 20 % más en la quema de combustibles para abastecer tan sólo los 10 millones de autos.
Este aumento de energía por año lo convertimos a Kilowatt hora para traducir en emisiones de CO2:
Incremento y comparativo anual de emisiones de CO2 por 10 millones de autos eléctricos:
Eléctrico:
Gasolina (Combustión):
* 40km) 10,000,000 autos) 365 días= 23, 158 Toneladas de CO2
El crecimiento de 21 % en la generación de energía eléctrica con recursos fósiles, representa un incremento de 3,647.6 toneladas de CO2 emitidas a la atmósfera cada año. Aproximadamente en México ya se emiten 141,500 toneladas de CO2 por energía. Entonces alcanzaríamos un gran total de 168,305 toneladas de CO2 emitidas a la atmósfera cada año en México por la generación eléctrica.
En suma, la carga de vehículos eléctricos en las condiciones actuales de generación en México tiende a agravar las emisiones por concepto de movilidad por sobrecarga de la red de generación fósil, así como el impacto de sus efectos ambientales y climáticos globales.
En cuanto a los proyectos nacionales de movilidad eléctrica encontramos que su valía depende del meticuloso balance de sus objetivos sociales, financieros, energéticos y ambientales que deben ser planteados conforme a las capacidades reales de cada país y, en todo caso, siempre deberá priorizarse el beneficio ambiental.
*Universidad Iberoamericana
Fotografía: https://pixabay.com/
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