Blog con el ideal de ofrecer información de base (atemporal) sobre tres temáticas claves: 1) el imparable crecimiento de las energías renovables como único camino posible hacia un sistema energético sostenible 2) el ahorro y la eficiencia como parte fundamental de ese camino 3) la dificultad cada vez más actual del cambio climatico y del pico del petróleo o seguridad energética.

miércoles, 5 de mayo de 2010

UNA ECONOMIA DE 2€/litro. ALTERNATIVAS PARA EL TRANSPORTE.

De los siguientes “medios de transporte” ¿qué tienen en común un avión, una moto de nieve, un helicóptero, un coche eléctrico, un submarino nuclear, un globo aerostático, y un trasatlántico? Parece un acertijo difícil porque prácticamente abarcamos todos los tipos de desplazamientos, pero piénsalo un momento antes de seguir leyendo.

La respuesta es que todos ellos contienen almacenada la energía que los propulsa. Los únicos medios de transporte que no están restringidos por la anterior característica son el tren, y sus derivados tranvía o metro, o los peculiares teleférico y funicular. Y quizás en este grupo, podríamos incluir a los barcos veleros, aunque por regla general son al mismo tiempo barcos a motor y a vela.



Funicular de Lisboa.


Un tren eléctrico tiene la poderosa característica de poder recibir desde el “exterior” cuanta energía eléctrica requiera (energía que por ejemplo puede provenir de un parque eólico situado a 500 kilómetros de distancia) en el mismo momento en que la necesita, algo que actualmente no está suficientemente valorado.

Y aunque la electricidad pueda ser en esencia, más cara que el gasoil, el porcentaje de eficiencia de conversión en movimiento de los motores eléctricos está por encima del 80%, mientras que los motores térmicos no superan por regla general el 20%. Así pues, autonomía y coste no son problemas para un tren eléctrico.

Sin embargo para el resto de vehículos con cualquier tipo de depósito, no es fácil encontrar un sustituto a los combustibles fósiles, con tan alto nivel de densidad energética (gasolina 13 kWh/kg o 8.9 kWh por litro, y gasoil 12.7 kWh/kg), lo cual significa que respecto a un mismo peso de otro “combustible a transportar” obtenemos una menor autonomía, y en muchos casos un mayor coste.



http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_density


Una vez mas desarrollamos dos artículos que tienen como base, la llegada al futuro hipotético año (sin querer apostar cuando será) en que las gasolineras marquen un precio de 1,5€ el litro, y tras este máximo, varios años después se aproxime a 2€ el litro, como barreras psicológicas para los usuarios, que supondrán una verdadera búsqueda de alternativas paliativas.

En realidad los precios en las gasolineras se mueven porcentualmente de forma mucho más lenta que las cotizaciones del barril en los mercados, ya que los impuestos y costes fijos de distribución actúan de “colchón” por suponer la mayor proporción, mientras que el precio del petróleo solo supone actualmente en nuestro país una tercera parte del precio final.



http://www.aop.es/pdf/faq_formacion_precios_nov_09.pdf

“Sobre los componentes del PVP medio de la gasolina 95 y gasóleo de automoción en España en 2009:

Acerca del peso de cada componente hay que destacar que para la gasolina 95 los impuestos (IE + IVA) tuvieron el mayor peso y representaron el 54,7% del PVP. De la misma forma, en el gasóleo de automoción, también los impuestos (IE + IVA) fueron la componente con más peso, siendo éste un 48,6% del PVP. El siguiente componente en el caso de la gasolina 95 fue la cotización internacional de referencia expresada en euros, que supuso el 31,8% del PVP, igual sucedió en el gasóleo donde el peso de componente internacional de referencia fue del 35,9% PVP.”

http://www.cne.es/cne/doc/publicaciones/PA009_10.pdf




El coche eléctrico. Herramienta de trabajo.



Prototipo biplaza Renault TWIZY


Las ventajas de los vehículos eléctricos son muchas.

- Sin ruidos, sin olores, sin contaminación de la ciudad, sin embrague, sin cuenta revoluciones.
- El coste por kilómetro más barato posible.
- Casi sin costes de mantenimiento, excepto lógicamente los dos puntos más directamente asociados al movimiento: ruedas y frenos.
- Posibilidad de recuperar energía en el frenado.
- La aceleración depende de la relación potencia/peso, pero si este balance es bueno, superan en el arranque a los motores de combustión porque no tienen “retraso” en desarrollar el par motor. Por ejemplo mi “humilde” bici eléctrica de 20kg (más mi peso) y 400W (más mi pedaleo), justo al salir de un semáforo acelera de 0 a 15 km/h, parejo a muchos coches de 1200 kilos de peso y 100CV (o lo que es igual 73550W), a pesar de ser claramente mejor la relación potencia/peso del coche.

Expliquemos mejor el último punto. El par motor de un motor eléctrico es una función de la corriente, no de la velocidad de rotación, es decir la aceleración es constante (durante buena parte del arranque). En los motores de combustión, el par a bajas revoluciones, es menor que el par a altas revoluciones, por lo que en la primera marcha no se logra más que 2/3 del par máximo, (es decir una aceleración 2/3 de la aceleración máxima), y además al tener que cambiar varias veces de marcha, durante esos segundos no hay aceleración en el coche.




http://www.teslamotors.com/performance/acceleration_and_torque.php


Si no fueran por las baterías, los coches eléctricos serían la panacea. Con estos coches, se rompe con la regla perseguida por todos los fabricantes de automóviles, que no es otra cosa, que la obligación de comprar coche cada 10 años aproximadamente, por el final de la vida útil del motor. En cambio ahora, comprando baterías nuevas cada 100.000 kilómetros, puede que tengas coche para 20 años o más, sobretodo si tienes una plaza de garaje que evite las inclemencias del tiempo,

Es tan simple de mantener (ni filtros, ni aceites, ni embrague, ni piezas relacionadas con el motor), que si hipotéticamente la mitad del parque automovilístico español fuera eléctrico, entonces igualmente tendrían que cerrar la mitad de los talleres mecánicos por falta de trabajo.

Quizás la principal dificultad para los fabricantes es conseguir un perfecto sellado de las baterías y el cableado, a prueba de cortocircuito por agua.




Pero como todo el mundo sabe, el talón de Aquiles está en las baterías, en casi todos sus aspectos. Pequeña autonomía, alto coste, y corta vida. Sin embargo si hay una característica en el que si son una tecnología ganadora. Si las comparamos con otras posibilidades de almacenamiento de energía sostenible, las baterías de ión litio (el tipo de batería por excelencia para casi todo), son las primeras en el balance de eficiencia, como se muestra en el siguiente artículo “Wind-to-Wheel Energy”.



http://www.efcf.com/reports/E18.pdf


Seguramente en el futuro se logren nuevos avances. Por ejemplo, baterías de Zinc-aire (una antigua tecnología) superan tres veces en capacidad de almacenamiento a la de las baterías de ion litio, solo que hasta hace poco, no eran recargables. Una empresa suiza llamada ReVolt, afirma haber conseguido el hito, aunque solo en unos cientos de ciclos.





http://www.revolttechnology.com/res/news/2008%20Company%20presentation%20Update%20Aug%2008.pdf


Y en la dirección opuesta (buscando baterías con una larga vida), la empresa A123 System, afirma que sus baterías de litio, mantienen después de 7000 ciclos, un 80% de la capacidad de almacenamiento inicial, lo cual significa un menor coste a largo plazo. Nota que cuando se habla de ciclos, se refiere a un gasto completo de la batería, y que 7000 ciclos es el equivalente a 19 años cargando la batería todos los días.



http://www.a123systems.com/a123/technology/life


El coche eléctrico es idóneo para la gente trabajadora que vive en el extrarradio de las grandes ciudades. Un matrimonio de jubilados seguramente no le interesará, ya que no tiene que recorrer todos los años, un equivalente de 22 días * 11 meses * X kilómetros * 2 (ida y vuelta). Por ejemplo en 10 años y a 22 kilómetros de distancia, el coche recorrerá solo para ir al trabajo 106.480 km, a los que hay que sumar los kilómetros de otros usos diversos por ciudad, como pueda ser llevar o recoger los hijos, hacer compras de alimentación en una gran superficie, ir de ocio por la ciudad, etc.

Y ya para gente que viva a 40 kilómetros de distancia del puesto de trabajo, entonces se llegan a recorrer minimamente los 200.000km en 10 años, lo que a una media de 7 litros cada 100 km, todos esos kilómetros supondría un gasto en combustible de unos 16.100€ (igual que el propio coche), pero esto suponiendo un precio fijo de 1,15€ el litro. Si llegase a valer 2€ el litro, el combustible consumido superaría al valor del coche.

Para los eventuales viajes largos, solo existen dos alternativas, el alquiler, y resto de medios de transporte público. La idea de comprar un coche eléctrico como trabajador, es con el fin de tener cubierto más del 90% de los kilómetros recorridos al año, respecto a una indisponibilidad del restante 10%. Alquilar un coche para ese 10% de viajes, siempre saldrá más barato que comprar un segundo coche. Para los que no aceptan la restricción anterior, rellenan el hueco los coches híbridos (diesel con una pequeña batería de apoyo) y los híbridos enchufables (diesel con una batería para moverse 100 km por ejemplo).


A123 System vende su buena tecnología (solo en Norteamérica) en una batería llamada Hymotion específicamente diseñada para transformar el famoso Toyota Prius, en un híbrido enchufable.



http://www.a123systems.com/hymotion/technology

http://www.a123systems.com/hymotion/get_charged/installation


Entre las distintas alternativas al petróleo, los vehículos eléctricos tienen muchas papeletas ganadoras, aunque a largo plazo. Seguramente en los próximos dos años, el coche eléctrico solo se introduzca un pésimo 1% del parque móvil, pero ya mirando a los próximos diez años, si estará muy relacionado con la evolución de los precios de los combustibles, y entonces si se incrementará su atractivo económico.




Con una buena autonomía de 200 km (de sobra para ir y volver al trabajo sin repostar) y una velocidad máxima de 120 km/h, y una buena aceleración de 0 – 50 km/h en 6.5 seg, el Think Cyty es un buen ejemplo de coche eléctrico que lo comercializa el grupo Going Green:




Si de verdad estas pensando en comprarte uno, no dejes de mirar el siguiente enlace del plan MOVELE, donde se exponen todos los turismos, cuadriciclos, híbridos enchufables y motos, que contarán con ayudas de hasta 7000€, y que si bien no están todos los modelos a la venta actualmente, la mayoría lo estará a lo largo del 2010.



http://movele.ayesa.es/movele2/index.php#


Otra buena opción de compra es el cuadriciclo pesado TAZZARI ZERO. Es cuadriciclo porque no supera los 400 kg en vacío, es decir peso sin baterías que equivalen a la gasolina.



TAZZARI ZERO Autonomía 140km Velocidad máxima 100km/h Aceleración de 0-50 km/h en 6 seg


Para estar actualizado en las últimas noticias sobre vehículos eléctricos estas tres páginas son de las más completas.

http://www.movilidadelectrica.com/

http://www.evwind.com/

http://cocheseco.com/


Los puntos de recarga, son la parte que aún falta por desarrollar, primeramente en Madrid, Barcelona y Sevilla, para lo cual la empresa Temper ha desarrollado múltiples modelos.



http://www.cardylet.com/soluciones.asp




La necesaria vuelta al tren eléctrico


El desarrollo del ferrocarril y del automóvil han marcado la historia moderna como representantes del progreso, ya que de repente se posibilitó un gran incremento en las distancias de los desplazamientos, y una masificación en el número de personas que ahora podían hacerlos. Pero la historia “quiso” que el automóvil ganara la partida, llevándose la mayor parte de la creación de infraestructuras asociadas, quedando así el tren relegado a un discreto segundo lugar. Mejor hubiera sido justo lo contrario.

Aunque la primera locomotora eléctrica es de 1879, la evolución del ferrocarril hacia la electrificación, se produce a lo largo del siglo XX, y particularmente en España durante la segunda mitad. Se puede decir que el tren se convirtió entonces, en el primer vehiculo de amplio espectro, sostenible de la historia.



Locomotora eléctrica en la Exposición Industrial de Berlín de 1879


En el caso de España, podemos apreciar la evolución registrada en las cuatro últimas décadas, tras comparar dos artículos, uno de 1968, y otro relativamente reciente de 2006.

“... se puede concluir que la electrificación alcanza 3111 Km. de líneas de RENFE, que, en relación con los 13385 Km. totales de vía, representa el 23 por 100.”

http://ropdigital.ciccp.es/pdf/publico/1968/1968_tomoI_3039_01.pdf

“Esta red tiene, a 31 de diciembre de 2006, una longitud de 13.114 km de líneas, de las que el 59% están electrificadas y el 32% dotadas de vía doble.”

https://www.icai.es/contenidos/publicaciones/anales_get.php?id=1396




Actualmente el transporte de personas o mercancías por raíles, solo suponen un 2% en el consumo de energía mundial para el transporte, ampliamente copado por el gran volumen y la ineficiencia de la carretera y el avión. Esto significa que aunque se multiplicase por 5 el número de km recorridos en tren en todo el mundo, todavía sería ínfimo el porcentaje de consumo de energía mundial en comparación.



http://www.wbcsd.org/DocRoot/MD3sS7cd1agD5pxkdjJZ/mobility_for_development_facts_and_trends.pdf


Y el tren todavía consigue nuevos avances en eficiencia, como el hecho de que los nuevos trenes del AVE, devuelvan electricidad a la red general cuando frenan, aunque esta energía no es computada ni incentivada actualmente.



http://www.altavelocidad.org/docs/potencia-en-la-via.pdf


El AVE siempre ha sido criticado por distintos grupos ecologistas, por su supuesto enorme gasto energético, y esta afirmación estaba derivada de la relación exponencial entre velocidad y energía. La resistencia del aire aumenta con el cuadrado de la velocidad, y por lo tanto la potencia necesaria para empujar un objeto a través del aire aumenta con el cubo de la velocidad. Si un automóvil recorre una carretera a 80 km/h, y requiere 30 kilovatios para superar la resistencia del aire, el mismo coche a una velocidad de 160 km/h, requiere 240 kilovatios.

Pero un estudio hecho en base a datos reales del consumo energético de los trenes en varios corredores, demuestra que el AVE está muy optimizado gracias a una plena ocupación, y al uso eficiente de la energía, y es (por ahora) el medio que menos consume por persona transportada, incluido el tren regional.

http://www.adn.es/tecnologia/20071217/NWS-0338-AVE-CO2-transporte-emite-medio.html

http://www.vialibre-ffe.com/PDF/Comparacion_consumo_AV_otros_modos_VE_1_08.pdf



En cualquier caso, lo mejor del AVE es que al ser una alternativa equiparable en coste y tiempo al vuelo peninsular, le “roba” pasajeros al contaminante avión, y algún que otro conductor, rebajando el nivel global de consumo de combustibles, y de emisiones de CO2.

La proyección del AVE en España para la próxima década, es el principal objetivo de inversión, cuya planificación puedes consultar en esta página de Wikipedia.




España no obstante, adolece de un mal endémico del que poco se habla. La mayor parte del transporte de mercancías por tierra, se hace en camiones, y en este sentido estamos entre los últimos países de Europa en intensidad de uso de las vías. Las mercancías transportadas por ferrocarril en España (en toneladas-kilómetro) representan tan solo el 4% del total.



http://217.127.241.170/cptmf/docs/accionarail.pdf


Para intentar paliar la deficitaria situación actual, el 23 de Septiembre de 2009 se celebró la primera jordana de “Impulso del Transporte de Mercancías por Ferrocarril en España” del que extraigo, solo unos pocos párrafos de una ponencia.

"Nosotros estimamos, que en el mejor de los casos, si RENFE-Operadora y Adif, agilizan y hacen bien los deberes, los tráficos de mercancías transferibles de la carretera al ferrocarril serían del 8/10% de participación y cuota de mercado, en un plazo previsible de entre 6 y 10 años.

Existen diez empresas ferroviarias privadas en España, en Alemania más de trescientas, pero además en el caso español, la mayoría están inactivas y las pocas que están operando lo hacen con escasa actividad. Las rigideces y normativas actuales, desmotivan el avance de la iniciativa privada, que debe tener un marco de actuación claro, para poder invertir y obtener rentabilidad.
...
...
Pienso que las redes de Alta Velocidad para viajeros, no están concebidas ni son compatibles con el tráfico de mercancías. Considero que lo adecuado es un mejor aprovechamiento de la red convencional, hoy mucho más desahogada de tráfico de pasajeros por el impacto del AVE, que podrá ser utilizada para el transporte de mercancías. La inversión en nuevas infraestructuras debería materializarse en más y mejores terminales, nuevos desarrollos de espacios para logística, ampliación de accesos viarios e interconexiones para el transporte modal e intermodal, que unan los puertos marítimos, la carretera y el ferrocarril."

http://www.vialibre-ffe.com/pdf/4525_7MarcoMonteroRuiz_CETM.pdf


Ejemplo comparativo de carretera y ferrocarril:



http://www.vialibre-ffe.com/pdf/4525_5FranciscoBonacheRenfeOperadora.pdf


Todas las ponencias las tienes aquí.

http://www.vialibre-ffe.com/noticias.asp?cs=oper¬=4525




Así pues, pareciera que solo el interés económico logrará cambios en porcentajes significativos hacia un transporte necesariamente distinto, pero como siempre, si se deja todo para más tarde, el futuro a largo plazo nos traerá una transición ciertamente traumática.



Posible imagen de una estación de servicio dentro de 30 o 40 años.


Si realmente no tienes más opciones que tu actual coche de combustión, recuerda que aun así, con una conducción suave y eficiente puedes ahorrar mucho combustible y emitir menos gases, reduciendo los dos factores más determinantes, que son bajas revoluciones (cambio de marcha sobre las 2000) y sobretodo baja velocidad, ya que el consumo crece con el cubo de la velocidad.

http://www.terra.org/articulos/art02283.html




http://www.dgt.es/revista/archivo/pdf/num157-2002-Enportada.pdf

3 comentarios:

javierchiclana dijo...

Estupendo artículo Salvador... como siempre.


Me he permitido subirlo a menéme Estupendo artículo Salvador... como siempre.


Me he permitido subirlo a menéme http://www.meneame.net/story/economia-2litro-alternativas-para-transporte


Dos detalles:


"En los motores de combustión, el par a bajas revoluciones, es menor que el par a altas revoluciones, por lo que en la primera marcha no se logra más que 2/3 del par máximo"


¿Con marcha te refieres, a velocidad engranada?


"La resistencia del aire aumenta con el cuadrado de la velocidad, y por lo tanto la potencia necesaria para empujar un objeto a través del aire aumenta con el cubo de la velocidad"


¿La potencia necesaria no es equivalente a la resistencia? No entiendo esa divergencia entre el cuadrado y el cubo de la velocidad. Mi física es cortita ;)

renovablessinlimites dijo...

Hola Javier. Muchas veces me digo a mi mismo “Algún día se me van acabar las ideas sobre que hablar, con lo que no sé si el blog me durará hasta este año o el siguiente”. Pero luego veo que tengo lectores como tu, a los que le interesa lo que expongo, y me creas una responsabilidad de seguir teniendo muchos fines de semana ocupados ;-)

Respecto a tu duda sobre el aire, lo tienes explicado en http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_aerodin%C3%A1mica
Resistencia aerodinámica es la Fuerza que se opone y es una compleja fórmula dependiente de v*v. Como la Potencia = F*v esta crece con el cubo de la velocidad.

Esta duda tuya me ha hecho ampliar el final de esta entrada con un nuevo enlace interesante.

Sobre tu duda de “velocidad engranada”, no se puede hablar de par motor (momento de fuerza que ejerce un motor sobre el eje de transmisión http://es.wikipedia.org/wiki/Par_motor ) si la velocidad no está engranada.

No te pierdas la siguiente entrada-continuación que aparecerá por debajo de esta (pensaba que me daría tiempo de terminarla casi a la par).

Un cordial saludo.

Maru dijo...

Por lo que tnego entendido a esto se lo llama tambien renting de coches y tan util para las empresas como para los particulares