Historia, presente y futuro de la autonomía del coche eléctrico: ¿ha llegado el fin de la ansiedad?

Jaime Ramos

30 diciembre, 2020

Uno de los grandes desafíos del coche eléctrico, quizá el más relevante, es vencer la denominada ansiedad por la autonomía. El recorrido de los modelos movidos únicamente por energía eléctrica se rige por los límites de su tecnología. Esta ha evolucionado muy rápido para proporcionar autonomías más dignas y, en los próximos años, se anuncian nuevos avances en la materia. ¿Serán suficientes para acabar con la ansiedad?

Como si de un ser vivo se tratase, no podemos entender el futuro del coche eléctrico sin antes diseccionar su pasado. Y es que, al igual que la tecnología, principalmente de baterías de litio, está experimentado un salto fundamental, el propio concepto de autonomía también ha tenido su propio recorrido histórico.

La autonomía del coche eléctrico: una adolescencia complicada

Pilas de coche eléctrico

Como es lógico, ha influenciado a compradores, a vendedores (no tan preparados para la venta específica de eléctricos en algunos casos) y a una industria en pleno proceso de reestructuración de sus bases. La apuesta tecnológica por las baterías y las plataformas modulares ha tenido como objetivo hacer más rentables estos modelos. Detrás de todo ello, hemos encontrado una presión institucional en forma de exigentes objetivos de emisiones que los fabricantes han de cumplir.

¿Qué tienen que ver estas tendencias con la autonomía? Pues que han incidido de forma directa en los métodos para medirla. El reciente ciclo WLTP supuso un gran avance en este sentido. Aún así, la autonomía del coche eléctrico arrastra del pasado importantes lagunas.

El concepto vive una adolescencia complicada que busca definir su personalidad. Esto es así porque la autonomía que arrojan los ciclos de homologación es más optimista que la que se da en condiciones de conducción reales. Como colofón, esas «condiciones de conducción reales» pueden variar mucho dependiendo del tipo de conducción, de vía y, en el caso específico de los coches eléctricos, del uso de prestaciones como el climatizador.

Puede resultar complicado comprender por qué, dado el nivel tecnológico de la industria actual (en que ya se habla de coche autónomo, por ejemplo), no exista un modo oficial de definir con más precisión la autonomía de cada modelo.

Entendiendo la autonomía del coche eléctrico: un vistazo al pasado

Interior del Chevrolet Volt

Con todo, el pasado fue peor. Y no hablamos del anterior siglo, sino de la anterior década. En 2010 convivían (y siguen haciéndolo) diferentes ciclos de homologación en el mundo. Tratándose de coches eléctricos, los mercados relevantes en la anterior década nos hacían que prestásemos atención al ciclo EPA estadounidense, al NEDC europeo o al JC08 japonés.

Mientras el primero se acercaba algo más a la realidad, el segundo y el tercero presentaban cifras de autonomía desorbitadas. Por eso, se popularizó un fenómeno que a día de hoy sigue en boga: medios de comunicación o conductores particulares que realizan trayectos específicos para medir la autonomía real de cada eléctrico.

No es complicado encontrar estas pruebas en modelos a la venta echando un vistazo a la web. Claro que, la cosa cambia si el modelo no está disponible, sino que se encuentra en fase de lanzamiento. Esa era la clave promocional del coche eléctrico a principios de la anterior década: anunciar autonomías que todo el mundo asumía como irreales.

Diferente homologación y diferentes ciclos: la autonomía del Nissan LEAF 2010

Nissan LEAF 2010

Vamos a poner como ejemplo a uno de los modelos más exitosos hasta la fecha: el Nissan LEAF. Este homologaba en su primera versión de 2010 (con batería de 24 kWh) en ciclo:

De todo esto, aquel que se quisiera interesar verdaderamente por la cuestión en 2011 apartaba la vista de la autonomía homologada y prestaba atención a otros criterios y, entre ellos, a la batería de los modelos. Así se introdujeron nuevas medidas: la capacidad energética medida en kWh y la más desconocida (pero muy importante) densidad energética.

Antes de seguir profundizando en lo que esconden las cifras, es necesario remontar mucho más la vista, hasta…

…la prehistoria del coche eléctrico

hisotria coche electrico

Porque el inicio de la anterior década no equivale, ni mucho menos, al inicio del coche eléctrico. Los modelos 100% eléctrico copaban un tercio de la cuota de mercado en las principales ciudades de Estados Unidos a principios del siglo XX, en las que había ya instalados postes de recarga.

Los avances del motor térmico y la iniciativa industrial de Ford frustraron la proyección esperada para los eléctricos primitivos. ¿Qué autonomía tenían por entonces? Como ejemplo de referencia nos ha quedado el modelo de la Oliver P. Fritchle que data de 1906. Este prometía de partida unos 161 kilómetros de autonomía. Sí, ha leído bien. Es una cifra muy superior a la del Nissan LEAF de 2010, aunque, claro está, los modelos de entonces manejaban otros, chasis, medidas o masas.

El señor Fritchle tuvo que demostrar que, efectivamente, su modelo llegaba hasta los 161 kilómetros o las 100 millas, distancia que pasó a ser el nombre y seña de identidad del coche. Ya por entonces, se publicitaban los modelos eléctricos como más limpios.

La llegada del Ford Model T dinamitó las esperanzas eléctricas hasta la década de 2010. Tomamos esta fecha como referencia con el permiso de las motorizaciones híbridas y sin el permiso de muchas intentonas como el EV1, de General Motors, cuyo alumbramiento y caída merecen su propio artículo aparte.

La década en la que todo cambió

Toyota powered by Tesla

Con el inicio del milenio se retomó la carrera por el coche eléctrico, justo en el punto en el que se abandonó en 1908. Resumiendo mucho, la industria seguía muy reticente a apostar por modelos movidos solo por energía eléctrica. Sin embargo, la presión institucional en puntos localizados del globo, como California, forzó a algunos fabricantes a recuperar el sueño eléctrico.

El mercado californiano sirvió de escenario para que varios modelos adaptasen a la automoción la tecnología de baterías de litio, que apenas contaba con veinte años de vida. Se introdujeron, casi de forma experimental, modelos como el Toyota RAV4 (con una autonomía EPA de 153 kilómetros para 27 kWh)  o el Nissan Altra EV en 1997, antecesor natural del LEAF (El Altra EV contaba con 230 kilómetros gracias a una batería producida por Sony y que experimentaba también con ser un SUV, pero eso es otra historia).

Aunque materializados y con buenas autonomías de inicio, seguía siendo una quimera. El coste de desarrollar estos modelos era mayúsculo, debido al precio de las baterías y la complicada adaptación para integrarlas de forma masiva. Además, no había puntos públicos de recarga.

Los primeros eléctricos «viables»

Con todo, el sistema de premiar a los fabricantes que innovaran con modelos eléctricos y castigar a los que más contaminasen dio algunos frutos en California. Los fabricantes lo tomaron de forma dispar. Algunos asumieron las multas y otros desarrollaron modelos solo para salvar las sanciones (en Fiat llegaron a pedir, incluso, que no se comprasen el Fiat 500e por su elevado coste de producción).

Entre los fabricantes que quisieron aventurarse, encontramos el mencionado Nissan LEAF de 2010. Otro referente de la época fue la interpretación de General Motors. Entendieron que no merecía la pena invertir en coches que solo tendrían un uso urbano, así que perfeccionaron un motor más complejo para el Chevrolet Volt, 100% eléctrico de autonomía extendida (y germen espiritual de los híbridos enchufables de hoy) que coincidió en su estreno con el LEAF.

Quedaba patente que ningún fabricante podría permitirse el lujo de producir de forma masiva un modelo 100% eléctrico. Pero, ¿y si el coche eléctrico no fuera un modelo «para todos»? ¿Y si se limitará a explorar las posibilidades del segmento lujo?

Y llegó Tesla Motors

Tesla Model S

Así entendieron el mercado dos pequeños fabricantes como Fisker y Tesla Motors. El sueño americano no se aplica del todo a sus proyectos. Y es que contaron con líneas de financiación pública. Mientras que Fisker apostó sin éxito por los eléctricas de autonomía extendida, Tesla lo hizo por los 100% eléctricos.

Así, vio la luz el deportivo Tesla Roadster, nacido entre 2004 y 2007. Por primera vez una batería de iones de litio se integraban en un vehículo producido de serie. Con una batería con 53 kWh (en 2015 se actualizaría hasta los 70 kWh) recibió una homologación EPA de 356 kilómetros. En 2012, se estrenaría en el mercado el Tesla Model S, con 60 kWh de batería y autonomía de 338 kilómetros. El éxito de la fórmula de Tesla empezaba a obtener beneficios.

200 kms NEDC o apenas 100 kms en condiciones reales

En los años siguientes a 2011, se multiplicaron las apuestas y así saltaron al mercado más modelos como los trillizos de Peugeot-Citroën-Mitsubishi (de solo 150 kms de autonomía en ciclo NEDC), el Renault ZOE (22 kWh y 210 irreales kilómetros NEDC), el Chevrolet Spark, el BMW i3 (y BMW i8), el Kia Soul EV, el Chevrolet Bolt o el resto de opciones híbridas enchufables, destacando las alemanas o las de Ford.

A decir verdad, en cuestión de autonomía, el mercado se movía inquieto y volátil a la expectativa de comprobar el éxito de Tesla. La tecnología de motorización eléctrica que vemos en la actualidad en nuestras carreteras nació de esa inquietud.

No era otra que dar con la viabilidad necesaria para la producción masiva de coches eléctricos. El objetivo pasaba, no solo por abaratar el coste de producción de las baterías, sino de encontrar el modo de implementar la tecnología del coche eléctrico para aumentar la autonomía.

Una cuestión no solo de capacidad, sino de densidad energética

baterías de litio

Entre las diferentes tecnologías emergentes, las baterías de iones de litio y, posteriormente, de polímero de litio, se habían consolidado como instrumentos esenciales para el desafío. Ahora, lo que se perseguía para lograr autonomías mayores no era solo un aumento de la capacidad energética medido en kWh.

La cuestión residía también en incrementar la densidad energética. Es decir, la cantidad de energía que pueden acumular bajo un volumen o masa constantes. Así, la denominada densidad energética de las baterías de litio suele medirse en Wh/l o Wh/kg. La primera viene referida al tamaño y la segunda, a la masa.

Los beneficios de mejorar estos parámetros son muy preciados, porque permiten aumentar aún más la capacidad energética sin que las baterías sean más grandes o más pesadas.

Si volvemos con el Nissan LEAF de 2010, su batería de 24 kWh tenía poco más de 250 Wh/l y 100 Wh/kg. El modelo de segunda generación actual de 40 kWh aumentó esta última cifra hasta los 132 Wh/kg para 270 kms de autonomía, y la siguiente versión de 60 kWh lo lleva hasta los 140 Wh/kg para 385 kms de autonomía WLTP.

¿Qué quiere decir todo este baile de cifras?

Conector de carga de coche eléctrico

Detrás de este baile de cifras se esconde una de las principales variables de la autonomía actual de los 100% eléctricos. Aunque desconocidas, la capacidad energética y densidad energética resultan muy relevantes porque se alejan de la autonomía virtual propia de los ciclos de homologación.

Esto nos ayuda a entender el gran salto de autonomía que los modelos eléctricos han dado en menos de diez años. No se trata solo de superar las barreras psicológicas de 200, 300 o 400 kilómetros. La realidad para la autonomía de los coches eléctricos es que la densidad energética de las baterías se ha triplicado en diez años. Así lo descubre un estudio de BloombergNEF.

Si antes apenas alcanzaban los mencionados 100 Wh/kg, en la actualidad varios modelos rozan y superan los 150 Wh/kg. Por ejemplo, la nueva versión del Renault ZOE ZE 50 llega hasta los 169 Wh/kg, el BMW i3 a los 152 Wh/kg o el Tesla Model 3 Longe Range a los 168 Wh/kg)

Los fabricantes han conseguido aumentar la autonomía sin penalizar volumen y peso. El Tesla Model S con la versión de mayor capacidad energética homologa 628 kilómetros en ciclo EPA. Es un ejemplo de lujo (en todos los sentidos) de la revolución de la que hablamos.

El coste de producción de las baterías está en mínimos históricos

evolución baterías de coche

Dada la inversión desplegada por la industria, las promesas para el futuro sobre el coche eléctrico son muy diferentes a las que se hacían hace unos diez años.

Los proveedores de baterías para automoción se han armado en un sector muy competitivo que busca, año a año, reducir los costes de producción. El precio de producción un kWh ha pasado de superar los 1.100 dólares en 2010 a caer por debajo de los 137 dólares en 2020. Según los analistas de BloombergNEF, esperan que en 2030 llegué a 58 dólares.

A la carrera por la autonomía todavía le quedan años de recorrido

This is my last gas car

Las cifras resultan halagüeñas y está por ver que, una vez superemos la actual década, el coche 100% eléctrico pueda competir en autonomía con ciertos modelos de combustión. La igualdad en los precios, en teoría, se prevé que llegue antes.

La Agencia Internacional de la Energía (IEA) ofrece una estimación realista para los modelos de final de la década. El ente señala que la autonomía (real) media del parque de coches 100% eléctricos llegaría hasta los 400 kilómetros con capacidades que se moverían en torno a los 80 kWh.

Por supuesto, esta previsión se nutre de la evolución de la actual tecnologías de baterías de litio y no tiene en cuentan las eternas tecnologías emergentes que no terminan de aplicarse, como las baterías de aluminio-aire. Visto lo visto y, dada la apuesta tecnológica definitiva de la industria por el coche eléctrico, no se deberían descartar avances que proporcionen aún más autonomía (y menos ansiedad) mucho antes de lo esperado.

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