Se suele dar por bueno que el coche eléctrico es mejor para el medio ambiente que el de gasolina, pero esta afirmación no está ni mucho menos clara. No es suficiente con calcular las emisiones generadas cuando están los motores en marcha. Para comparar estas tecnologías de la forma más rigurosa posible hay que tener también en cuenta lo que ocurre en las fábricas, los materiales extraídos para cada una de las piezas, el proceso a través del cual se ha obtenido la energía, incluso la forma de conducir. Por eso resulta de lo más interesante el trabajo realizado en Francia por Ademe, que compara vehículos de gasolina, diesel y eléctricos desde que se fabrican hasta que terminan en el desguace.
El estudio, realizado por la consultora PE International y Gingko21, no se restringe a las calles actuales de Francia, sino que también lleva la competición a las de Alemania, lo que da una visión que puede servir de referencia a toda Europa (ver principales datos considerados(1)). Además, aparte del Análisis de Ciclo de Vida de los vehículos en 2012, el trabajo incluye una visión para el año 2020, con evaluaciones específicas para la contaminación local en las ciudades europeas, el ruido y los metales críticos. ¿Cuál de los coches sale mejor parado de esta evaluación ambiental?
La primera prueba para comparar los vehículos de gasolina, diesel y eléctricos es su consumo global de energía primara (considerándose ésta como la energía disponible en la naturaleza antes de pasar por los procesos de tras*formación). A pesar de ser una máquina más eficiente durante su uso, el coche eléctrico supone un consumo de energía primaria mucho mayor en la fabricación. Ahora bien, el trabajo considera que, según se van haciendo kilómetros luego con los vehículos , los eléctricos van ganando terreno en eficiencia a los de gasolina y diesel.
El estudio introduce diversos escenarios posibles (cambiando la proporción de metales de la batería del eléctrico, la duración de la batería, el país de producción de la batería…) para llegar a la siguiente estimación: De 0 a 40.000 km, un vehículo térmico (gasolina y diesel) tiene hoy un consumo inferior de energía primaria, independientemente de los parámetros modificados. Entre 40.000 y 100.000 km, los resultados siguen siendo más bien favorables a los térmicos. Y a partir de 100.000 km, el consumo es equivalente.
Consumo de energía primaria
La siguiente variable analizada es la emisión de gases causantes del cambio climático (CO2 eq). De nuevo, el vehículo eléctrico comienza con desventaja al salir de fábrica (el estudio calcula que en su fabricación en Francia se generan el 69% de las emisiones de CO2 asociadas a toda la vida del vehículo –fabricar la batería supone el 35%–), pero luego va mejorando posiciones frente al de gasolina o el diesel según van aumentando los números en el cuentakilómetros. Claro que esta vez hay mucha diferencia entre el coche que usa la electricidad de Francia (que tiene asociadas pocas emisiones de CO2 (110 g CO2/kWh en el año 2012), en su caso por el uso de nucleares) y la de Alemania (cuyas centrales de carbón suben de forma considerable el CO2 (623 g CO2/kWh en 2012). [Un inciso: España está más cerca de Francia que de Alemania, con 297 g CO2/kWh en 2012 y 235 g CO2/kWh en 2013, según datos de REE (pero esta vez sobre todo por renovables)].
La traducción de todo esto es que, según el estudio, conducir un coche eléctrico en París es una buena idea para luchar contra el cambio climático, pero no tanto si ese mismo coche se usa por las calles de Berlín. En concreto, el trabajo calcula que un vehículo eléctrico que circule por una ciudad alemana genera al final unas emisiones de CO2 similares a las de uno de gasolina o diesel. Sin embargo, otro igual que se mueva por Francia empieza a ser más bien favorable en emisiones de CO2 a partir de los 50.000 km y del todo favorable –sean cuales sean las variaciones introducidas– a partir de los 80.000 km. Al término de su vida útil, las emisiones globales del vehículo eléctrico de Francia representan menos de la mitad que el de gasolina.
Cambio climático
La tercera variable analizada es el agotamiento de recursos fósiles y el diagnóstico a favor del coche eléctrico es todavía más claro que con las emisiones de CO2. Obviamente, al no tener que utilizar gasolina, el vehículo eléctrico ayuda a depender menos de los combustibles fósiles (algo especialmente interesante desde el punto de vista económico para un país como España), pero esto solo se cumple de verdad si luego la electricidad para recargar las baterías no se genera con combustibles fósiles (centrales de gas o carbón).
Recursos fósiles
Mucho más complejo de evaluar son los siguientes parámetros centrados en diferentes tipos de contaminación: acidificación (analiza las emisiones de SO2, NOx, NH3, HCl, HF causantes de la lluvia ácida), eutrofización del agua (ligada a las emisiones de NOx) y ozono troposférico (problema causado principalmente por los Compuestos Orgánicos Volátiles (COV)). La sorpresa es que el coche eléctrico resulta bastante más sucio de lo que parece, principalmente, por los compuestos utilizados en la fabricación de la batería.
En resumen, los vehículos térmicos son peores en lo que respecta a las emisiones de CO, NOx (en especial los diesel) y Compuestos Orgánicos Volátiles (COV). Y los eléctricos contaminan más en lo que se refiere a partículas y emisiones de SO2 (en especial por la extracción del cobalto y el níquel para las baterías).
Acidificación
Ozono troposférico
Eutrofización
Contaminación local en ciudades
Por otro lado, el estudio reconoce que la metodología de ACV utilizada no tiene en cuenta una ventaja importante del vehículo eléctrico: mientras que los gasolina y diesel van liberando su sucia carga por en medio de las ciudades donde se concentra más gente, la contaminación atmosférica ligada a los eléctricos se produce en otros puntos más apartados (allí donde se genera la electricidad o donde se fabrican las baterías).
¿Qué beneficios supone esto realmente para la contaminación local de las ciudades europeas? Este es uno de los puntos evaluados en la segunda parte del estudio en el horizonte del año 2020. Tomando como base las previsiones de penetración en Europa de esta tecnología efectuadas por el Joint Research Centre (JRC), el estudio concluye que en una ciudad de 500.000 habitantes el porcentaje de vehículos eléctricos para ese año representaría solo un 1,8% del tráfico, lo que sería aún insuficiente para apreciar mejoras en la contaminación local. Las emisiones evitadas (o trasladadas) por los coches eléctricos se quedarían todavía en nada comparadas con los contaminantes atmosféricos generados por los de gasolina y diesel.
Contaminación acústica
Otro parámetro considerado clave para comparar estas tecnologías es la contaminación acústica. Cuando se gira la llave de contacto de un vehículo eléctrico lo que más suele llamar la atención es la ausencia de ruido del motor. ¿Cómo se mide esta ventaja? Según especifica el trabajo de Ademe, un vehículo produce principalmente dos tipos de ruido: el del motor y el generado al moverse por el rozamiento de las ruedas sobre el asfalto a partir de 50 km/h. La diferencia acústica conseguida con un coche eléctrico es mayor cuanto menor es la velocidad (en atascos, por ejemplo). Esto está muy bien. Pero, ¿hasta qué punto puede influir esto en la contaminación acústica global del tráfico de las ciudades europeas? El estudio vuelve a tomar como referencia el año 2020 y calcula que en un tráfico con un flujo de 1.000 vehículos/hora en el que un 5% de los vehículos fuesen eléctricos (hipótesis que considera favorable para esta tecnología) la reducción del ruido sería solo de 0,2 decibelios (dB). Y esto para una velocidad media de entre 10 y 25 km/h, que es cuando más se debía notar el efecto del vehículo eléctrico.
Según el estudio, haría falta que el vehículo eléctrico llegara a representar un 25% del tráfico para conseguir una reducción superior a 1 decibelio (dB) y tendría que alcanzar el 75% para que la disminución fuese de 5 dB. A modo de comparación, se explica que disminuir por dos el tráfico (pasando de 1.000 vehículos/hora a 500 v/h) supondría una bajada de 3 decibelios.
Metales críticos
Por último, el trabajo analiza también los metales utilizados en la fabricación de los vehículos que pueden ser críticos por su escasez o por la inestabilidad de las zonas de suministro. A pesar de las incertidumbres sobre el litio usado en el coche eléctrico (hacen falta 3 kilos de este material para fabricar una batería de 24 kWh de 275 kilos de peso), el estudio no lo considera problemático, incluso aunque se disparase su precio (por representar menos del 1% del precio de la batería).
Al contrario, sí se consideran críticos el platino y sus derivados, el cobalto y las tierras raras. Los metales del grupo del platino son muy demandados para nuevas tecnologías, pero en automoción se usa justamente en los vehículos térmicos, en los catalizadores (1,81 gramos en un turismo de gasolina y 4,75 gramos en un diesel). En lo que se refiere a los eléctricos, el estudio llama la atención sobre el cobalto empleado en baterías de Li-Ion NMC (9,42 kilos) y en las tierras raras utilizadas en diferentes componentes del motor eléctrico (240-290 gramos). El trabajo incide en la importancia de aumentar el reciclado de estos materiales en Europa. No obstante, concluye que en el horizonte de 2020 el suministro no debería ser un problema (aunque también avisa que los resultados deben considerarse con prudencia por la gran cantidad de hipótesis requeridas para la estimación a 2020).
Conclusión
El trabajo reconoce la dificultad para determinar qué vehículo supone menor consumo e impactos ambientales incluso en el escenario de 2020 (pues si bien se contempla para entonces una mejora de las baterías de los vehículos eléctricos, también espera un aumento de la eficiencia en los de gasolina y diesel). Aún así, también deja claro que el vehículo eléctrico puede proporcionar ventajas importantes. Para ello recomienda avanzar en el desarrollo de las baterías y en el de las smarts grids, pero sobre todo incide en la necesidad de descarbonizar la electricidad en Europa, lo que se consigue con nucleares (como en Francia, aunque el estudio reconoce la limitación de no haber tenido en cuenta el impacto a largo plazo de la gestión de los residuos radiactivos) y con renovables (eólica, solar...).. Parece importante recordar esto ahora que Europa está trazando su estrategia energética para 2030: El coche eléctrico no tendrá nada de limpio si no lo es la electricidad con la que recargue sus baterías.
(1) Principales datos contemplados en el Análisis de Ciclo de Vida (ACV):
Vehículos: El estudio se centra en turismos medios del segmento B (de hasta 4-5 personas) y en vehículos comerciales ligeros (VCL) de hasta 3,3 m3. En el caso de los turismos, el trabajo compara un coche de gasolina con un consumo de 5,9 l/100 km, un coche diesel con un consumo de 4,1 l/100 km y un coche eléctrico con una batería de 24 kWh (con una autonomía de 150 km). Para los vehículos comerciales ligeros (VCL), se compara uno diesel con un consumo de 5,3 l/100 km y uno eléctrico con una batería de 24 kWh. Estos vehículos fueron modelizados a partir de los datos de los fabricantes en esos segmentos.
Baterías: Si bien existen otras tecnologías en el mercado, en el escenario 2012 el trabajo considera que los vehículos eléctricos emplean baterías Li-ion NMC (Níquel Cobalto y Manganeso), con una capacidad de 24 kWh y un peso de 238 kilos. Para el horizonte 2020, el estudio hace los cálculos con una batería modelizada a partir de dos tecnologías distintas de Litio-ion: la primera es la Li-ion NMC (con un 20% menos de cobalto) y la segunda una con base de hierro (LiFePO4) y una cantidad baja de LiNiCoMnO. Se considera que la vida útil de las baterías es la misma que para los vehículos (150.000 km en 10 años).
Uso: El estudio considera que los vehículos son utilizados para trayectos diarios inferiores a 80 kilómetros y que su vida útil es de 150.000 km. También contempla para todos los casos un mismo tipo de conducción NEDC.
Fabricación: Se considera que el ensamblaje de todos los coches se realiza en Francia.
CO2 de la electricidad: En el escenario de 2012, el estudio utiliza para Francia un factor de emisión de 110 g CO2-eq/kW y para Alemania de 623 g CO2-eq/kW. En el escenario de 2020, el factor de emisión calculado para Francia es de 83 gCO2-eq/kWh y el de Alemania 636 gCO2-eq/kWh).
Limitaciones: El estudio no contempla los impactos de la construcción de las infraestructuras de distribución del carburante o de la recarga de baterías, ni los ligados a la gestión a largo plazo de los residuos radiactivos de la centrales nucleares usadas en Francia para generar la mayor parte de la electricidad (este último es uno de los defectos principales detectados por la revisión crítica del estudio).
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El estudio, realizado por la consultora PE International y Gingko21, no se restringe a las calles actuales de Francia, sino que también lleva la competición a las de Alemania, lo que da una visión que puede servir de referencia a toda Europa (ver principales datos considerados(1)). Además, aparte del Análisis de Ciclo de Vida de los vehículos en 2012, el trabajo incluye una visión para el año 2020, con evaluaciones específicas para la contaminación local en las ciudades europeas, el ruido y los metales críticos. ¿Cuál de los coches sale mejor parado de esta evaluación ambiental?
La primera prueba para comparar los vehículos de gasolina, diesel y eléctricos es su consumo global de energía primara (considerándose ésta como la energía disponible en la naturaleza antes de pasar por los procesos de tras*formación). A pesar de ser una máquina más eficiente durante su uso, el coche eléctrico supone un consumo de energía primaria mucho mayor en la fabricación. Ahora bien, el trabajo considera que, según se van haciendo kilómetros luego con los vehículos , los eléctricos van ganando terreno en eficiencia a los de gasolina y diesel.
El estudio introduce diversos escenarios posibles (cambiando la proporción de metales de la batería del eléctrico, la duración de la batería, el país de producción de la batería…) para llegar a la siguiente estimación: De 0 a 40.000 km, un vehículo térmico (gasolina y diesel) tiene hoy un consumo inferior de energía primaria, independientemente de los parámetros modificados. Entre 40.000 y 100.000 km, los resultados siguen siendo más bien favorables a los térmicos. Y a partir de 100.000 km, el consumo es equivalente.
Consumo de energía primaria
La siguiente variable analizada es la emisión de gases causantes del cambio climático (CO2 eq). De nuevo, el vehículo eléctrico comienza con desventaja al salir de fábrica (el estudio calcula que en su fabricación en Francia se generan el 69% de las emisiones de CO2 asociadas a toda la vida del vehículo –fabricar la batería supone el 35%–), pero luego va mejorando posiciones frente al de gasolina o el diesel según van aumentando los números en el cuentakilómetros. Claro que esta vez hay mucha diferencia entre el coche que usa la electricidad de Francia (que tiene asociadas pocas emisiones de CO2 (110 g CO2/kWh en el año 2012), en su caso por el uso de nucleares) y la de Alemania (cuyas centrales de carbón suben de forma considerable el CO2 (623 g CO2/kWh en 2012). [Un inciso: España está más cerca de Francia que de Alemania, con 297 g CO2/kWh en 2012 y 235 g CO2/kWh en 2013, según datos de REE (pero esta vez sobre todo por renovables)].
La traducción de todo esto es que, según el estudio, conducir un coche eléctrico en París es una buena idea para luchar contra el cambio climático, pero no tanto si ese mismo coche se usa por las calles de Berlín. En concreto, el trabajo calcula que un vehículo eléctrico que circule por una ciudad alemana genera al final unas emisiones de CO2 similares a las de uno de gasolina o diesel. Sin embargo, otro igual que se mueva por Francia empieza a ser más bien favorable en emisiones de CO2 a partir de los 50.000 km y del todo favorable –sean cuales sean las variaciones introducidas– a partir de los 80.000 km. Al término de su vida útil, las emisiones globales del vehículo eléctrico de Francia representan menos de la mitad que el de gasolina.
Cambio climático
La tercera variable analizada es el agotamiento de recursos fósiles y el diagnóstico a favor del coche eléctrico es todavía más claro que con las emisiones de CO2. Obviamente, al no tener que utilizar gasolina, el vehículo eléctrico ayuda a depender menos de los combustibles fósiles (algo especialmente interesante desde el punto de vista económico para un país como España), pero esto solo se cumple de verdad si luego la electricidad para recargar las baterías no se genera con combustibles fósiles (centrales de gas o carbón).
Recursos fósiles
Mucho más complejo de evaluar son los siguientes parámetros centrados en diferentes tipos de contaminación: acidificación (analiza las emisiones de SO2, NOx, NH3, HCl, HF causantes de la lluvia ácida), eutrofización del agua (ligada a las emisiones de NOx) y ozono troposférico (problema causado principalmente por los Compuestos Orgánicos Volátiles (COV)). La sorpresa es que el coche eléctrico resulta bastante más sucio de lo que parece, principalmente, por los compuestos utilizados en la fabricación de la batería.
En resumen, los vehículos térmicos son peores en lo que respecta a las emisiones de CO, NOx (en especial los diesel) y Compuestos Orgánicos Volátiles (COV). Y los eléctricos contaminan más en lo que se refiere a partículas y emisiones de SO2 (en especial por la extracción del cobalto y el níquel para las baterías).
Acidificación
Ozono troposférico
Eutrofización
Contaminación local en ciudades
Por otro lado, el estudio reconoce que la metodología de ACV utilizada no tiene en cuenta una ventaja importante del vehículo eléctrico: mientras que los gasolina y diesel van liberando su sucia carga por en medio de las ciudades donde se concentra más gente, la contaminación atmosférica ligada a los eléctricos se produce en otros puntos más apartados (allí donde se genera la electricidad o donde se fabrican las baterías).
¿Qué beneficios supone esto realmente para la contaminación local de las ciudades europeas? Este es uno de los puntos evaluados en la segunda parte del estudio en el horizonte del año 2020. Tomando como base las previsiones de penetración en Europa de esta tecnología efectuadas por el Joint Research Centre (JRC), el estudio concluye que en una ciudad de 500.000 habitantes el porcentaje de vehículos eléctricos para ese año representaría solo un 1,8% del tráfico, lo que sería aún insuficiente para apreciar mejoras en la contaminación local. Las emisiones evitadas (o trasladadas) por los coches eléctricos se quedarían todavía en nada comparadas con los contaminantes atmosféricos generados por los de gasolina y diesel.
Contaminación acústica
Otro parámetro considerado clave para comparar estas tecnologías es la contaminación acústica. Cuando se gira la llave de contacto de un vehículo eléctrico lo que más suele llamar la atención es la ausencia de ruido del motor. ¿Cómo se mide esta ventaja? Según especifica el trabajo de Ademe, un vehículo produce principalmente dos tipos de ruido: el del motor y el generado al moverse por el rozamiento de las ruedas sobre el asfalto a partir de 50 km/h. La diferencia acústica conseguida con un coche eléctrico es mayor cuanto menor es la velocidad (en atascos, por ejemplo). Esto está muy bien. Pero, ¿hasta qué punto puede influir esto en la contaminación acústica global del tráfico de las ciudades europeas? El estudio vuelve a tomar como referencia el año 2020 y calcula que en un tráfico con un flujo de 1.000 vehículos/hora en el que un 5% de los vehículos fuesen eléctricos (hipótesis que considera favorable para esta tecnología) la reducción del ruido sería solo de 0,2 decibelios (dB). Y esto para una velocidad media de entre 10 y 25 km/h, que es cuando más se debía notar el efecto del vehículo eléctrico.
Según el estudio, haría falta que el vehículo eléctrico llegara a representar un 25% del tráfico para conseguir una reducción superior a 1 decibelio (dB) y tendría que alcanzar el 75% para que la disminución fuese de 5 dB. A modo de comparación, se explica que disminuir por dos el tráfico (pasando de 1.000 vehículos/hora a 500 v/h) supondría una bajada de 3 decibelios.
Metales críticos
Por último, el trabajo analiza también los metales utilizados en la fabricación de los vehículos que pueden ser críticos por su escasez o por la inestabilidad de las zonas de suministro. A pesar de las incertidumbres sobre el litio usado en el coche eléctrico (hacen falta 3 kilos de este material para fabricar una batería de 24 kWh de 275 kilos de peso), el estudio no lo considera problemático, incluso aunque se disparase su precio (por representar menos del 1% del precio de la batería).
Al contrario, sí se consideran críticos el platino y sus derivados, el cobalto y las tierras raras. Los metales del grupo del platino son muy demandados para nuevas tecnologías, pero en automoción se usa justamente en los vehículos térmicos, en los catalizadores (1,81 gramos en un turismo de gasolina y 4,75 gramos en un diesel). En lo que se refiere a los eléctricos, el estudio llama la atención sobre el cobalto empleado en baterías de Li-Ion NMC (9,42 kilos) y en las tierras raras utilizadas en diferentes componentes del motor eléctrico (240-290 gramos). El trabajo incide en la importancia de aumentar el reciclado de estos materiales en Europa. No obstante, concluye que en el horizonte de 2020 el suministro no debería ser un problema (aunque también avisa que los resultados deben considerarse con prudencia por la gran cantidad de hipótesis requeridas para la estimación a 2020).
Conclusión
El trabajo reconoce la dificultad para determinar qué vehículo supone menor consumo e impactos ambientales incluso en el escenario de 2020 (pues si bien se contempla para entonces una mejora de las baterías de los vehículos eléctricos, también espera un aumento de la eficiencia en los de gasolina y diesel). Aún así, también deja claro que el vehículo eléctrico puede proporcionar ventajas importantes. Para ello recomienda avanzar en el desarrollo de las baterías y en el de las smarts grids, pero sobre todo incide en la necesidad de descarbonizar la electricidad en Europa, lo que se consigue con nucleares (como en Francia, aunque el estudio reconoce la limitación de no haber tenido en cuenta el impacto a largo plazo de la gestión de los residuos radiactivos) y con renovables (eólica, solar...).. Parece importante recordar esto ahora que Europa está trazando su estrategia energética para 2030: El coche eléctrico no tendrá nada de limpio si no lo es la electricidad con la que recargue sus baterías.
(1) Principales datos contemplados en el Análisis de Ciclo de Vida (ACV):
Vehículos: El estudio se centra en turismos medios del segmento B (de hasta 4-5 personas) y en vehículos comerciales ligeros (VCL) de hasta 3,3 m3. En el caso de los turismos, el trabajo compara un coche de gasolina con un consumo de 5,9 l/100 km, un coche diesel con un consumo de 4,1 l/100 km y un coche eléctrico con una batería de 24 kWh (con una autonomía de 150 km). Para los vehículos comerciales ligeros (VCL), se compara uno diesel con un consumo de 5,3 l/100 km y uno eléctrico con una batería de 24 kWh. Estos vehículos fueron modelizados a partir de los datos de los fabricantes en esos segmentos.
Baterías: Si bien existen otras tecnologías en el mercado, en el escenario 2012 el trabajo considera que los vehículos eléctricos emplean baterías Li-ion NMC (Níquel Cobalto y Manganeso), con una capacidad de 24 kWh y un peso de 238 kilos. Para el horizonte 2020, el estudio hace los cálculos con una batería modelizada a partir de dos tecnologías distintas de Litio-ion: la primera es la Li-ion NMC (con un 20% menos de cobalto) y la segunda una con base de hierro (LiFePO4) y una cantidad baja de LiNiCoMnO. Se considera que la vida útil de las baterías es la misma que para los vehículos (150.000 km en 10 años).
Uso: El estudio considera que los vehículos son utilizados para trayectos diarios inferiores a 80 kilómetros y que su vida útil es de 150.000 km. También contempla para todos los casos un mismo tipo de conducción NEDC.
Fabricación: Se considera que el ensamblaje de todos los coches se realiza en Francia.
CO2 de la electricidad: En el escenario de 2012, el estudio utiliza para Francia un factor de emisión de 110 g CO2-eq/kW y para Alemania de 623 g CO2-eq/kW. En el escenario de 2020, el factor de emisión calculado para Francia es de 83 gCO2-eq/kWh y el de Alemania 636 gCO2-eq/kWh).
Limitaciones: El estudio no contempla los impactos de la construcción de las infraestructuras de distribución del carburante o de la recarga de baterías, ni los ligados a la gestión a largo plazo de los residuos radiactivos de la centrales nucleares usadas en Francia para generar la mayor parte de la electricidad (este último es uno de los defectos principales detectados por la revisión crítica del estudio).
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