Parece que esta vez es la vencida. Aunque todavía persisten algunas incógnitas, el coche eléctrico parece que ha vuelto para quedarse. Digo “vuelto” puesto que el coche eléctrico, basado en baterías de plomo, fue la primera versión de automóvil que se comercializó, en 1884, y fue la tecnología dominante hasta principios del siglo XX. Sin embargo, las mejoras en los motores de combustión provocaron el abandono, por coste y prestaciones, del coche eléctrico.

Más tarde, ya después de la Segunda Guerra Mundial, la preocupación por la contaminación y la escasez de petróleo reactivaron su interés. Este se produjo en diversas oleadas, en los años cincuenta, los sesenta y a finales de los años setenta del siglo pasado. Pero implantar nuevas tecnologías cuesta, y más cuando no están maduras, como sucedió entonces.

Ahora, sin embargo, las cifras de venta del coche eléctrico son incomparablemente diferentes. Tanto, que la presencia de este tipo de automóviles es irreversible, y la incógnita será, en todo caso, el tiempo que tardará en ser dominante, y cual será la tecnología específica que se acabará imponiendo.

La situación actual del coche eléctrico

El vehículo más vendido mundialmente, el Nissan Leaf, ha superado las 150.000 unidades. Las ventas de Tesla, la revolucionaria factoría independiente de coches eléctricos, han superado las 20.000 unidades en 2013, y se prevé superar los 30.000 en 2014. La compañía se ha embarcado incluso en la construcción de una megaplanta de fabricación de baterías, con el objetivo de abastecer el creciente mercado y, a su vez, reducir los costes mediante economía de escala. Otras marcas, como Renault, BMW o Mitsubishi también comercializan, por miles de unidades, sus versiones de coche eléctrico.

Otro parámetro que permite calibrar el auge de la tecnología eléctrica es su presencia en el mundo de la competición. La Fórmula E se está desarrollando como la versión eléctrica de la Fórmula 1. Por otro lado, las 24 horas LeMans, con el Audi E–tron, e incluso la París–Dakkar, con modelos prototipo, son testigos del avance de la tecnología eléctrica en la automoción.

La presencia moderna del coche eléctrico se inició, sin embargo, mediante la tecnología híbrida, que combina un motor de combustión interna y uno eléctrico. En 1997 el Toyota Prius inició su andadura comercial, después de un largo y complejo período de desarrollo de más de tres décadas. Esta técnica intermedia permitió un modesto pero consistente ahorro energético, sobre todo en tránsito urbano, allí donde el motor de combustión es menos eficiente.

La apuesta pionera de Toyota ha encontrado, más recientemente, masiva respuesta en el resto de marcas. Son muy destacables, en este sentido, los anuncios recientes de BMW y Audi, por los que dotarán a toda la gama de vehículos de una versión híbrida enchufable. Esta variante permite recargar el motor eléctrico a través de la red, por lo que el motor de combustión solo se necesita en viajes largos, o bien cuando se requiere mayor potencia. Se anuncia además que la parte únicamente eléctrica permitirá trayectos de hasta 100 kilómetros, más del doble de las prestaciones actuales.

Las claves del éxito

¿Qué ha cambiado, ahora, para explicar el éxito actual?. Dicho de otro modo, ¿Cuál es la clave tecnológica, que está permitiendo que el coche eléctrico consiga, finalmente, sustituir al coche de combustión?

El aspecto primordial es que las baterías actuales son mucho más potentes y más fiables que hace treinta años. La adopción de la tecnología de ion–litio ha permitido obtener más potencia, a igualdad de volumen y de peso, como para ser comparable a la de los motores de combustión.

La generación de electricidad corre a cargo del litio, un elemento químico ligero. Su funcionamiento se basa en la transferencia del litio entre un electrodo de carbono y uno de oxido de cobalto, manganeso o níquel. Durante esa transferencia, el litio modifica su estado, perdiendo una carga eléctrica, que a su vez es la que proporciona la energía para mover el motor eléctrico. El proceso genera un voltaje algo superior a los 4 voltios.

El ciclo de recarga induce el proceso exactamente inverso, es decir, la energía suministrada por el circuito permite transferir el litio en sentido opuesto, desde el electrodo de óxido de cobalto, al electrodo de carbono.

Entre los dos electrodos se dispone una capa, a modo de interfase, que permite cerrar el circuito, pero que juega un papel importante desde el punto de vista tecnológico. Esta capa es sólida y no contiene agua, hecho que permite evitar la formación de hidrógeno y oxígeno, por un lado, y evitar fugas de líquido, por otro.

La evolución tecnológica ha confluido en “packs” de baterías suficientemente robustas, como para incrementar notablemente los ciclos de recarga, alargando así la vida útil. Finalmente, suministran un voltaje mucho más elevado y constante dentro de un ciclo, proporcionando mayor fiabilidad en cuanto a las prestaciones.

Con la adopción de las baterías de ion–litio, o cualquier tecnología futura aun mejor, como la de litio–aire, los coches eléctricos proporcionan unas prestaciones de marcha totalmente comparables a los coches basados en los motores de combustión, tan consolidados actualmente.

Además, el coche eléctrico proporcionará, en un futuro que está más cerca que lejos, un atractivo conjunto de ventajas. ¿Cuáles son?.

Las ventajas del coche eléctrico

En primer lugar, las baterías eléctricas, y los motores asociados, son mecánicamente mucho más simples y silenciosos que los motores de combustión. La corriente eléctrica creada por las baterías acciona un motor que genera directamente movimiento circular, siendo así mucho más sencillo, desde el punto de vista mecánico, transmitirlo al movimiento de las ruedas.

Por otro lado, el mecanismo básico de generación de energía, de obtención de corriente eléctrica, es bastante más eficiente que la combustión de los gases y el posterior impulso del pistón, en los motores de combustión. Teóricamente, los motores eléctricos podrían acercarse a rendimientos en torno al 90 %, mientras que los motores de combustión tienen su límite en algo menos del 40 %. La eficiencia se incrementa, además, por la capacidad de recuperar energía eléctrica durante el frenado.

Finalmente, un aspecto muy relevante y significativo actualmente, la contaminación. De sobras es conocido el problema ambiental causado por los motores de combustión, incluso en sus versiones más limpias. La combustión implica emisión de dióxido de carbono, y con ello un más que probable calentamiento global, de consecuencias impredecibles.

El coche eléctrico no emite residuo alguno, siempre y cuando la electricidad requerida para recargar sus baterías se obtenga de una fuente sostenible, como la eólica o la solar.

Por supuesto, si la electricidad necesaria, para recargar la batería, proviene de centrales térmicas, entonces no se elimina la emisión de dióxido de carbono. En el peor de los casos, no obstante, el coche eléctrico sustituye la emisión dispersa de CO₂, por una emisión concentrada, puesto que tan sólo emite la central que genera electricidad.

La captura de este CO₂ es tecnológicamente mucho más factible si la emisión es concentrada que si es dispersa. Ello es debido a que el gasto energético, para limpiar un aire muy concentrado en CO₂, es muchísimo menor que la limpieza de ingentes volúmenes de aire con muy poco CO₂.

Los inconvenientes

Aun así, la generalización en la adopción del coche eléctrico, como forma de transporte mayoritaria, debe vencer dos dificultades mayores: la autonomía y el tiempo de recarga.

Los modelos actuales tienen un alcance máximo de 170 kilómetros, que serán menos de 140 si se circula a velocidades mayores. Muy recientemente, Mercedes ha anunciado el modelo Clase B Electric Drive, con un alcance máximo de 230 km. Son cifras aún modestas, que restringen el uso de estos vehículos a un ámbito esencialmente urbano. Los vehículos de la marca Tesla proporcionan autonomías mayores, de unos 350 kilómetros, que los fabricantes atribuyen a un mejor diseño del apilamiento de baterías. Aun así, es conocido que el “battery pack” de Tesla es más pesado y ocupa mayor volumen.

Otro inconveniente es el tiempo de recarga completo, que requiere varias horas si se utiliza la red convencional doméstica. Los sistemas más avanzados permiten recargar las baterías en un 80 %, en una media hora.

La apuesta de futuro: el hidrógeno

Estas cifras son claramente un problema, sobretodo si queremos salir del ámbito puramente urbano, o si se da un imprevisto que nos impida esperar el largo tiempo de recarga. Esta argumentación se utiliza muy frecuentemente para justificar el rechazo de la tecnología, y es de hecho lo que está impidiendo su definitiva consolidación.

Sin embargo, existe una alternativa, enormemente atractiva, y mucho más desarrollada de lo que se podría creer: los coches eléctricos basados en pila de hidrógeno. En éstos, un depósito de hidrógeno, junto con el oxígeno del aire, suministran los reactivos que se necesitan para generar electricidad. El residuo es simplemente agua, que se expulsa al exterior. Al ser muy ligero, el hidrógeno proporciona una densidad de energía sin precedentes, que permitiría obtener el máximo rendimiento.

Los vehículos basados en la pila de combustible de hidrógeno se empezaron a desarrollar a principios de los 2000, habiendo ya superado todas las fases de prototipo, demostración y pruebas de robustez. Honda y Mercedes han tenido un par de centenares de unidades circulando durante los últimos 8 años, acumulando millones de kilómetros de experiencia, y permitiendo así calibrar la robustez de la propuesta.

El único inconveniente de estos vehículos es la necesidad de desarrollar una red de suministro de hidrógeno, que permitiría así la recarga del depósito, de modo análogo a como se recarga hoy en día la gasolina o el gas–oil. Los programas oficiales HyFive, NOW y Clean Energy Partnership tienen previsto desplegar, antes de final de 2015, una red de unas 300 “hidrogenoleras” en las principales capitales de Alemania y Norte de Europa, California y Japón. Con ello se busca crear un círculo virtuoso y extender, a modo de mancha de aceite, las regiones abastecidas de combustible.

Marcas como Honda, con el modelo Clarity o el FCV, Toyota, con el modelo Mirai, o el consorcio Mercedes–Nissan–Ford, con el modelo F–Cell, han impactado recientemente con sus anuncios de comercialización.

Sea como fuere, el disparo de salida del coche eléctrico ya hace tiempo que tuvo lugar. El tema es irreversible. Se avecinan por tanto no pocos cambios, entre ellos una trascendente etapa de destrucción creativa, por la que muchos puestos de trabajo deberán modificarse, para adaptar sus servicios tecnológicos a la nueva realidad eléctrica.

En este sentido, destaca la puesta en marcha, hace poco más de un año, del Centro de Recursos del Vehículo Eléctrico, CREVE, situado en la localidad barcelonesa de Santa Perpetua de Mogoda, , cuya febril actividad es signo de que algo definitivo está en marcha.

Autor: Xavier Giménez Font

Profesor de Química Ambiental,

Investigador y Divulgador Científico.

Facultad de Química, Universidad de Barcelona.

Autor de “L’Aire que Respirem”.

UB Edicions, 2013.