Aumentar la adopción de los vehículos eléctricos (VE) es una parte fundamental para acelerar la transición energética basada en las energías renovables y situarnos en la senda de los 1,5 °C. La adopción de los VE tiene el potencial de reducir las emisiones mediante la sustitución de los vehículos que utilizan combustibles fósiles, pero también de permitir la flexibilidad en el sistema energético que permita la integración de una mayor producción renovable, lo que a su vez permite una mayor reducción de las emisiones. Según el escenario de 1,5 °C de la IRENA, se espera que el número de turismos eléctricos crezca hasta los 360 millones a finales de 2030 y hasta los 2100 millones en 2050. La transición se ve impulsada por las prohibiciones previstas de la venta de nuevos vehículos propulsados por combustibles fósiles, los objetivos de emisiones netas cero, las políticas climáticas y otras regulaciones relacionadas con la contaminación.
Sin embargo, existen importantes obstáculos. Por ejemplo, en el escenario de 1,5 °C, la infraestructura de recarga eléctrica requeriría una inversión acumulada de 9 billones de dólares estadounidenses hasta 2050. Pero el mayor limitante es la tecnología de las baterías. Movilizar tal cantidad de recursos requiere la adopción de un enfoque de innovación sistémica que involucre a todos los actores de la cadena de valor de los vehículos eléctricos, incluyendo la tecnología y la infraestructura, el diseño del mercado, la planificación del sistema y los modelos de negocio.
Una innovación clave es convertir esas baterías sobre ruedas en sistemas de almacenamiento de energía que permitan integrar más electricidad eólica y solar fotovoltaica en las redes eléctricas. Esta innovación desencadena un poderoso círculo virtuoso, en el que se puede integrar más electricidad renovable en las redes eléctricas, al tiempo que esa electricidad limpia se utiliza para alimentar los vehículos eléctricos, lo que supone una situación beneficiosa para todos.
En este sentido, el suministro del sistema mediante estrategias inteligentes de recarga de vehículos eléctricos se identifica como una de las innovaciones clave para facilitar la adopción de los vehículos eléctricos y proporcionar flexibilidad al sistema. California (EE. UU.), una de las regiones líderes a nivel mundial en la transición hacia los vehículos eléctricos y los vehículos de cero emisiones, ya ha adoptado esta innovación como parte de su estrategia de electrificación inteligente. En la actualidad, California está implementando la recarga unidireccional y bidireccional, y varios proyectos y programas piloto están probando la integración de los vehículos en la red eléctrica. El operador independiente del sistema del estado (CAISO) está permitiendo que los vehículos eléctricos participen como recurso de respuesta a la demanda en el mercado mayorista de energía de California. Paralelamente, la Comisión de Servicios Públicos de California ha diseñado nuevas normas que permiten un despliegue más rápido de los recursos energéticos distribuidos, incluidas las baterías solares y las baterías detrás del contador, y la carga bidireccional V2G con un código de red V2G. Todo ello representa un ejemplo exitoso de la aplicación del enfoque de innovación sistémica para lograr una electrificación inteligente del sistema energético.
Centrándonos ahora en la dimensión tecnológica, es necesario que se produzcan grandes avances en la innovación de las baterías para que se produzca la revolución de los vehículos eléctricos, aunque es evidente que se están realizando progresos. Las baterías de los nuevos vehículos eléctricos ya ofrecen una buena autonomía, con modelos de alto rendimiento que alcanzan los 800 km, y algunas baterías se pueden recargar en una hora. Al mismo tiempo, los precios han bajado drásticamente, pasando de 1200 dólares/kWh en 2010 para las baterías de iones de litio a 132 dólares/kWh en 2021. La prioridad sigue siendo reducir los costes, aumentar la autonomía y acortar los ciclos de carga.
Sin embargo, para seguir avanzando es necesaria la innovación. Actualmente, los esfuerzos de investigación se centran en mejorar el rendimiento, incluyendo la densidad energética y de potencia, la seguridad, el envejecimiento, los tiempos de carga y el coste. Pero existen complejas compensaciones entre estas propiedades, y la mejora de un criterio suele provocar el deterioro de al menos otro: el dilema del rendimiento de las baterías. Por ejemplo, una innovación que mejora la densidad energética y el coste se produce a expensas de la densidad de potencia, la seguridad y el envejecimiento cíclico.
Este dilema no es el único reto. A medida que la mejora del rendimiento impulsa el rápido crecimiento de las baterías de los vehículos eléctricos.
La extracción y la eliminación inadecuada de estos materiales pueden suponer importantes riesgos para el medio ambiente y la salud. En la actualidad, no todos los minerales se reciclan debido a las limitaciones tecnológicas y los incentivos económicos. En resumen, el aumento del número de vehículos eléctricos podría agravar el daño medioambiental causado por la minería y los residuos de baterías, a menos que se amplíen los programas de reciclaje y se aborden de forma rápida y adecuada los diversos retos que se plantean.
Una vez más, la innovación, junto con la legislación y la regulación, es una de las claves para el éxito. La innovación en el reciclaje de baterías significa que las tasas de recuperación de níquel y cobalto son de alrededor del 95 % en las plantas de reciclaje, mientras que la de litio, manganeso y grafito (con impurezas) ha alcanzado alrededor del 95 %, y la tasa de recuperación es de hasta el 99 % en las pruebas de laboratorio.
Estos son solo algunos de los retos que deben superar los gobiernos, el mundo académico y el sector privado para que los sectores energético y del transporte a nivel mundial logren la descarbonización en consonancia con el escenario de 1,5 °C.
Si está interesado en obtener más información sobre la innovación en vehículos eléctricos y la relación entre los materiales críticos y las baterías de los vehículos eléctricos, habrá una sesión en la próxima Semana de la Innovación de IRENA titulada «Materiales críticos en las baterías de los vehículos eléctricos».
La Semana de la Innovación tiene lugar en vísperas de la COP28. Reúne a líderes, expertos, representantes de la industria, académicos y responsables políticos para debatir sobre innovaciones de vanguardia que pueden apoyar y acelerar la transición energética mundial. Para solicitar una invitación, haga clic aquí.
