Dado que sólo el sector del transporte representa el 25% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, los vehículos eléctricos (EV) se consideran un elemento fundamental de la movilidad sostenible, por lo que es importante contar con una estrategia de carga de vehículos eléctricos.
Cada vez son más las personas que optan por los automóviles eléctricos gracias a las directivas gubernamentales y a la mayor concienciación sobre el cambio climático. Pero queda una pregunta importante: ¿Dónde deben cargarse todos estos nuevos vehículos eléctricos?
Por ejemplo, en Estados Unidos hay actualmente 110.000 estaciones públicas de recarga de EV. Los expertos calculan que en los próximos años se necesitarán entre cinco y diez veces más puntos de carga debido al objetivo del presidente estadounidense Joe Biden de que en 2030 la mitad de los automóviles vendidos sean eléctricos.
Para reducir las dudas que rodean al uso de los vehículos eléctricos, los urbanistas tienen que hacer que su uso sea factible para el público, y para ello es fundamental contar con una infraestructura de carga de vehículos eléctricos pública suficiente.
Entonces, ¿cuáles son las mejores ubicaciones para las estaciones de carga de vehículos eléctricos y cubrir esta futura demanda? ¿Cómo es la planificación sistemática y rentable de la infraestructura de carga?
Cómo planificar estaciones de carga de vehículos eléctricos para promover la movilidad eléctrica en las ciudades
Para entender todo el potencial que tiene la industria de los vehículos eléctricos, echemos un vistazo a la situación actual:
- El uso de los vehículos eléctricos aumenta constantemente: La infraestructura de estaciones de carga de vehículos eléctricos crecerá en la próxima década, sobre todo gracias a los incentivos financieros que ofrecen los gobiernos. Estados Unidos y algunos países europeos están liderando el cambio en este sentido subvencionando el costo de las instalaciones de las estaciones de carga de EV y ofreciendo beneficios fiscales a las organizaciones ecológicas para promover el transporte sin emisiones.
- La infraestructura de las ciudades no está preparada para este crecimiento: La infraestructura de las estaciones de carga, o más bien la red eléctrica, no está preparada para soportar la creciente demanda de EV, lo que pronto causará un gran problema.
- Se espera que el mercado de las estaciones de carga de EV crezca: El informe de previsión de Meticulous Research muestra que el mercado de las estaciones de carga de vehículo eléctricos superará los 103.600 millones de dólares en 2028 (CAGR del 26,4%), lo que significa que se comprarán más estaciones de carga en todo el mundo.
Lo que los planificadores urbanos pueden concluir de esto es que la gente está preparada para utilizar los vehículos eléctricos y que la tecnología está fácilmente disponible, pero simplemente tenemos que desarrollar la planificación de la infraestructura adecuada para que todo funcione sin problemas.
What are the biggest challenges in the electric vehicle industry?
Sí, el uso de los vehículos eléctricos va en aumento, pero todavía hay algunos factores que impiden que la gente los integre de forma holística en sus rutinas, como:
- Ansiedad de autonomía: La «ansiedad de autonomía» consiste en el miedo que tienen las personas a que su automóvil no llegue a su destino, debido a la insuficiente infraestructura de carga de vehículos eléctricos que necesitan para ir del punto A al punto B.
- Las estaciones de carga no son lo suficientemente cómodas de utilizar: En la actualidad, se tarda algo menos de 8 horas en cargar una batería de 60 kW desde cero hasta su plena capacidad. Y sin un número suficiente de estaciones de carga situadas en lugares convenientes (como el hogar y el trabajo), los vehículos eléctricos siguen sin ser una realidad práctica para la mayoría de la gente.
- Costes elevados de la carga y de los automóviles eléctricos: Mientras que algunas estaciones de carga son gratuitas para fomentar el uso del EV, otras cobran por horas. Además, los automóviles eléctricos son más caros que los normales, sobre todo en los países donde los gobiernos no ofrecen incentivos financieros.
¿Cómo la planificación de las estaciones de carga de vehículos eléctricos incentiva al uso de la e-movilidad en las ciudades?
En la actualidad, las estaciones de carga de vehículos eléctricos particulares son insuficientes en la mayoría de las ciudades. Esa es una de las principales causas de que no haya incremento exponencial de automóviles eléctricos.
Udo Heidl, responsable de Modelfactory en PTV, describe la relación crucial entre las estaciones de carga y el uso de los EV:
“La transición a la movilidad eléctrica está en marcha y la velocidad de este cambio depende de los fabricantes de automóviles y de la rotación natural de las flotas de vehículos. Un área en la que los planificadores urbanos pueden marcar la diferencia es en el despliegue de la infraestructura de carga… Una infraestructura pública amplia y fiable puede contribuir a que la adopción de los vehículos eléctricos sea más equitativa, sobre todo para aquellos que no disponen de una entrada o de la posibilidad de cargar en casa».
Mientras los fabricantes e ingenieros de vehículos eléctricos trabajan en el desarrollo de baterías de larga duración, los responsables de las ciudades, los planificadores de la movilidad, los proveedores de energía y las empresas privadas se enfrentan al reto de crear una infraestructura de carga que promueva el uso de los vehículos eléctricos para el público en general.
No obstante, mediante una planificación meticulosa, se puede garantizar que la carga sea cómoda para el público, y cuanto más cómoda sea, más gente utilizará los EV.
Planificación exitosa de las estaciones de carga de vehículos eléctricos
A pesar de los problemas a los que se enfrenta actualmente el sector de los vehículos eléctricos, colocar estratégicamente las estaciones de carga de vehículos eléctricos de forma que se incentive su uso no es imposible.
El proyecto Charge EV en el Reino Unido
Información de contexto:
Desde 2019, el equipo de PTV en el Reino Unido ha estado trabajando con SP Energy Networks para prever cómo se desarrollará la e-movilidad en las próximas 3 décadas (el plazo en el que el Reino Unido pretende alcanzar las cero emisiones). Los vehículos eléctricos necesitan una red eléctrica amplia y fiable, por lo que la determinación de la demanda futura permite identificar las mejores ubicaciones para los puntos de recarga. El proyecto en su conjunto aúna la planificación del transporte y la energía
La tarea principal:
PTV ha creado un modelo de tráfico detallado para estudiar cómo podría evolucionar la adopción y el uso de los vehículos eléctricos en los próximos años. El modelo contiene datos sobre la localidad:
- Tráfico
- Movimiento
- Uso del suelo
- Población
- Red eléctrica
Utilizando diferentes escenarios, el equipo de expertos pudo analizar cómo podría evolucionar la aparición de los EV y la demanda de carga entre 2030 y 2050. Entre los parámetros importantes para comprobarlo se encontraban el número potencial de EV, quién es probable que los compre, las futuras gamas de baterías, así como el progreso en términos de infraestructura pública.
La solución:
Según Laurence Chittock, líder de proyecto de PTV, la combinación de todos estos datos ayuda a «facilitar la adopción y el uso de los vehículos eléctricos ayudando a planificar dónde y cuánta infraestructura se necesita, y garantizando que las redes eléctricas estén preparadas para hacer frente al aumento de la demanda»
Los resultados de la simulación se han incorporado a una herramienta en línea: Conoce más.
Puede obtener más información sobre este proyecto aquí.
Sistema de planificación de la infraestructura de carga de vehículos eléctricos
Utilizando un enfoque similar al del Proyecto Charge, PTV está construyendo ahora un sistema de planificación para la infraestructura de recarga de vehículos eléctricos junto con la empresa consultora MHP. La herramienta, basada en la web, ofrece a las ciudades, comunidades y proveedores de energía la posibilidad de prever la demanda futura respondiendo a preguntas como:
- ¿Cuántas personas conducirán vehículos eléctricos en los próximos años?
- ¿Cargarán sus automóviles en casa?
- ¿Cuántos puntos de carga públicos serán necesarios?
- ¿Y la capacidad de la red eléctrica?
La herramienta de modelación tiene en cuenta los datos sobre movilidad, demografía, infraestructura urbana y red energética. Esto permite comparar la demanda prevista con las capacidades de la red existente. Los planificadores urbanos pueden desarrollar de forma sistemática y rentable la estructura necesaria y calcular los costos de implantación para cada lugar. La previsión también es lo suficientemente flexible como para que la planificación pueda adaptarse a las condiciones cambiantes en cualquier momento.
El jefe de proyecto de PTV, Udo Heidl, afirma que, «Nuestra percepción es que, actualmente, el desarrollo de la infraestructura de carga no se hace de forma sistemática y bien planificada, sino que está impulsado sobre todo por la oportunidad. La herramienta cambiará esta situación. Reúne la futura demanda espacial (basada en escenarios predefinidos de absorción) de infraestructura de carga (privada, semipública y pública) y la capacidad y el rendimiento de la red eléctrica.»
Mejores prácticas emergentes para la infraestructura de carga de vehículos eléctricos
Como podemos ver en los ejemplos anteriores, el elemento más importante para aumentar el uso de las estaciones de carga de vehículos eléctricos es la planificación de su ubicación. Para que esto sea una realidad, he aquí algunas de las mejores prácticas que deberá tener en cuenta durante el proceso de planificación.
#1 Considerar los requisitos de las estaciones de carga de vehículos eléctricos locales
En primer lugar, hay que tener en cuenta la demanda y la infraestructura de la zona, lo que requiere datos sobre el número actual de conductores de vehículos eléctricos en la zona, sus pautas de viaje, el tamaño de las baterías, los tiempos de carga, las opciones de carga secundarias disponibles, así como la estructura de la población. Todo ello se combina para estimar el número de futuros conductores de vehículos eléctricos. A continuación, los programas informáticos y los modelos de tráfico analizan los datos y predicen con precisión las necesidades de carga locales.
Udo Heidl explica cómo funciona:
PTV ayuda a los planificadores urbanos con «una herramienta basada en la web que permite planificar el desarrollo de la infraestructura de recarga de forma sistemática y rentable. Además, debería permitir determinar rápidamente la necesidad y los costes de implantación de cada lugar.»
#2 Revisar los niveles, estrategias y horarios de carga de los vehículos eléctricos
En lo que respecta a los cargadores de vehículos eléctricos, hay tres niveles diferentes de cargadores: rápido, veloz y lento. Se diferencian en función de la cantidad de energía en kW suministrada a la batería del automóvil por unidad de tiempo. Y cada ciudad tiene un porcentaje diferente de vehículos eléctricos y cargas específicas.
Además, la mayoría de los usuarios preferirían, por supuesto, utilizar cargadores rápidos, pero esto no siempre es factible por las condiciones de la infraestructura local. Una vez más, es el proveedor de la infraestructura de carga de vehículos eléctricos el que debe tomar las decisiones correctas sobre los diferentes niveles de carga y las mejores ubicaciones, que es donde el software de PTV resulta útil.
#3 Desarrollar redes eléctricas fiables
Para determinar dónde colocar las estaciones de carga de vehículos eléctricos, también hay que revisar la red eléctrica local. La carga de vehículos eléctricos afecta a la red eléctrica al aumentar las corrientes de cortocircuito, modificar la vida útil de los equipos y aumentar la tensión por encima del límite estándar. Si se elige una ubicación incorrecta para la infraestructura de carga, también existe el riesgo de que los costes de desarrollo del emplazamiento sean elevados.
Antes de tomar cualquier medida y empezar a construir una red de estaciones de recarga, es crucial consultar con los proveedores locales de redes eléctricas. Ellos podrán informarle sobre la capacidad de la red eléctrica y cómo afectará a la fiabilidad de cada estación.
#4 Crear lugares de carga convenientes para utilizarlos regularmente
Volvemos al tema de la comodidad: Los usuarios de vehículos eléctricos prefieren cargar sus baterías por lapsos en lugar de cargarlas cuando ya no tiene lo suficiente, porque así ahorran tiempo. Por eso, a la hora de construir una red de carga, hay que encontrar los puntos de recarga más convenientes utilizando una herramienta de planificación. Así es como Laurence Chittock, de PTV, describe esta herramienta:
«Al conocer las pautas demográficas y cómo y dónde se desplaza la gente… [proporciona] a los proveedores de infraestructuras información sobre dónde se necesitan infraestructuras públicas y dónde existe suficiente capacidad de la red eléctrica».
Para satisfacer la creciente y más frecuente demanda de estaciones de carga, siempre es mejor colocarlas en zonas muy visitadas, como centros comerciales, cafeterías, edificios de oficinas o bloques de apartamentos.
#5 Evaluar los costos asociados
Puede equilibrar la oferta de ubicaciones convenientes frente a las necesidades de infraestructura calculando proactivamente los costos asociados. Estos costos se dividen en dos categorías:
- Costos de funcionamiento: Gastos de instalación de la estación de carga de vehículos eléctricos, espacio para sentarse, normativa y costos de funcionamiento y mantenimiento.
- Costos de capital: Este cálculo debe realizarse tanto durante el proceso de planificación como de forma constante, ya que revela las áreas en las que se asignan los costos a las medidas de incentivación, como la carga gratuita o la reducción de los costos de carga para los ciudadanos.
Colocar infraestructura de carga de vehículos electrónicos para promover la e-movilidad en las ciudades
La demanda de vehículos eléctricos está creciendo exponencialmente. Sin embargo, los consumidores siguen sintiendo ansiedad por la autonomía y son reacios a realizar viajes largos con sus EV debido a la falta de estaciones de carga convenientemente situadas.
Ahora corresponde a las autoridades de transporte y a los planificadores promover la e-movilidad mejorando la infraestructura de carga. Con la ayuda de herramientas de planificación basadas en la tecnología PTV, encontrar el equilibrio ideal entre comodidad, costo e infraestructura está totalmente al alcance de la mano.