Rodrigo de Frias Vázquez, MEng Mechanical Engineering 3rd year student
Con el creciente aumento de normativas y prohibiciones relativas a los vehÃculos diésel y de gasolina, los vehÃculos eléctricos parecen ser el futuro de la movilidad sostenible a medida que avanza la lucha contra las emisiones de carbono. El Reino Unido ha prohibido la venta de coches nuevos de gasolina y diésel a partir del 2030, por lo que es previsible que la mayorÃa de los usuarios tengamos un coche eléctrico en un futuro próximo. Todos los coches eléctricos tienen una baterÃa que requiere ser recargada, al igual que la de un ordenador o un teléfono. El objetivo del cambio de baterÃas es ofrecer una forma eficiente y asequible de carga, permitiendo una transición fácil y cómoda desde los coches de carburante a los coches eléctricos. En primer lugar, vamos a comparar el intercambio de baterÃas con otros métodos de carga. A continuación, veremos cómo funciona esta tecnologÃa y concluimos analizando algunos inconvenientes y posibles soluciones.
El método de carga actual más común consiste en una estación de carga que canaliza la energÃa de la red eléctrica al vehÃculo a través de un cable. Sin embargo, aún no se ha logrado un equilibrio entre el tiempo de carga y la potencia necesaria. Esto puede verse en la Tabla 1, en la que se comparan las velocidades de carga de los vehÃculos eléctricos según el Departamento de Transporte de los Estados Unidos. Sólo el supercargador consigue un tiempo de carga aceptable, pero a una potencia muy elevada, lo que lo hace muy ineficiente desde un punto de vista energético.
Figura 1. Estación de supercargadores
¿Cuál es la particularidad del intercambio de baterÃas? Se trata de una alternativa aún en desarrollo que consiste, como su nombre indica, en retirar la baterÃa agotada y colocar otra completamente cargada en solo unos minutos en una estación de intercambio (véase la figura 1). El proceso de intercambio es totalmente autónomo (véase la figura 2). El coche se eleva y se desenrosca la baterÃa que hay debajo. Se retira la baterÃa agotada y se coloca otra baterÃa completamente cargada. Se vuelve a reajustar y el coche se deposita de nuevo en el suelo para continuar la marcha.
Figura 2. Estación de intercambio de baterÃas NIO Figura 3. Muestra el interior de la estación y el d intercambio de las baterÃas con el coche elevado
La tecnologÃa necesaria para el funcionamiento de las estaciones de intercambio de baterÃas está muy desarrollada, pero ¿puede conseguir un tiempo de carga y una eficiencia energética que supere a sus competidores? La respuesta es sÃ. En el ámbito internacional destaca Power Swaps Stations, las estaciones de intercambio del fabricante chino NIO. El proceso completo de intercambio de baterÃas en estas estaciones dura aproximadamente 3 minutos, lo que supone una enorme mejora respecto a los 20 minutos - 1 hora mencionados anteriormente. Además, el coste del intercambio de baterÃa en una estación NIO es de 19 euros. Por lo tanto, el intercambio de baterÃas no sólo es un procedimiento más rápido que llenar el depósito de gasolina, sino también mucho más económico. Las baterÃas agotadas se irÃan cargando lentamente, con el consiguiente ahorro energético y económico.
Figura 4. Estaciones de intercambio NIO operativas y previstas en Europa
NIO es uno de los lÃderes mundiales en tecnologÃa de intercambio de baterÃas, con más de 1300 estaciones de intercambio en China y 4000 previstas para el 2025. NIO también tiene prevista una expansión internacional, concretamente en Europa. Con la apertura de su primera estación en el extranjero en septiembre de 2022, NIO ya cuenta con 10 estaciones en funcionamiento en Noruega, Suecia, Dinamarca y Alemania y otras 20 en desarrollo.
Figura 5. Estaciones de intercambio NIO en China en diciembre de 2021
Sin embargo, implantar esta tecnologÃa a gran escala será complicado. El intercambio de baterÃas es un proceso cuyo éxito está supeditado a que haya un volumen suficientemente grande de un único modelo de baterÃa, ya que las baterÃas de diferentes marcas de vehÃculos no son compatibles. En otro caso, cada estación de recarga deberÃa disponer de los distintos modelos de baterÃas que utiliza cada marca. Además, es esencial que cada usuario tenga acceso a una estación cercana en cada trayecto, lo cual implica una elevada inversión. Estos obstáculos son superables, pero todo dependerá de cómo evolucione el mercado y la respuesta que obtenga la apuesta de NIO en Europa.
En conclusión, las estaciones de intercambio de baterÃas ofrecen un método eficaz para la carga de vehÃculos eléctricos, más barato y energéticamente más eficiente que otras tecnologÃas alternativas. A pesar de los obstáculos superables, como la compatibilidad de las baterÃas y la construcción de estaciones de recarga, esta tecnologÃa innovadora constituye un proyecto prometedor para que la transición a los vehÃculos eléctricos sea lo más fácil y cómoda posible. Una transición rápida a dichos vehÃculos garantiza una rápida disminución de las emisiones de carbono, lo que nos acerca un paso más a revertir el cambio climático.