martes, 10 de febrero de 2015

Automóvil y energía



Queridos lectores,

JotaEle nos ofrece esta semana un interesantísimo análisis que conecta el consumo de energía con el uso del automóvil. Imprescindible.

Salu2,

AMT


Automóvil y energía

Influencia del precio del petróleo en el automóvil.

Los altos precios del petróleo están repercutiendo seriamente en el mundo del automóvil, por esta causa las ventas en los países desarrollados se han estancado o están decreciendo como es el caso de Europa, siendo las exportaciones a los países emergentes las que en gran medida están sosteniendo la industria del automóvil. En la gráfica 1 se puede ver el estancamiento producido en las matriculaciones en los países desarrollados en contraste con el aumento espectacular en China. 


Gráfica 1-Matriculaciones de vehículos –Datos de Anfac



Debido al aumento del gasto en combustible, los usuarios pierden poder adquisitivo; esto hace que mantengan durante más tiempo sus automóviles. En cierto modo entienden que un nuevo coche no les va a suponer un ahorro en combustible tan grande como para compensar el coste de la compra del nuevo vehículo.



Como resultado de este comportamiento del mercado la industria automovilística norteamericana  a partir del 2007 tuvo una caída de matriculaciones muy fuerte, pues adaptada a los muy bajos precios de los combustibles de épocas anteriores, sus vehículos no eran eficientes. Después de dos años de fuertes caídas, en el 2009 la industria automovilística entro en quiebra y tuvo que ser rescatada. La posterior recuperación en las matriculaciones a partir del 2009 fue debido al aumento en eficiencia de los nuevos vehículos. En cierto modo la tecnología actual es capaz de hacer automóviles más eficientes, pero debido a los bajos precios de la energía no merecía la pena ya que los vehículos se vendían igual.
El caso de la industria europea y japonesa es diferente ya que sus vehículos antes de la crisis eran ya bastante eficientes. Es un contrasentido que estas industrias a pesar de haber apostado por una mayor eficiencia en sus automóviles, estén ahora en una situación peor que la norteamericana. Está visto que en una economía de consumo cuando la energía está barata no interesa la eficiencia.

El otro efecto que se detecta debido a los altos precios del petróleo es la disminución del consumo de productos petrolíferos en el sector del transporte de los países desarrollados (gráfica 2). Gran parte de este efecto es debido al automóvil. Según la consultora experta en siniestros Audatex, por el mayor envejecimiento del parque de automóviles, el riesgo de averías es cada vez mayor por lo que a los usuarios cada vez les compensa menos mover sus vehículos con mayor kilometraje acumulado. Según esta consultora, en el 2017 el rodaje medio de los coches en España será un 27,3% menor que en el 2008.  

Gráfica 2- Consumo de productos petrolíferos en sector transporte- Datos de AIE en ktep


Un efecto parecido se está dando también en los EEUU,  que  aunque están creciendo en matriculaciones, también se está disminuyendo en el uso del automóvil (1).


En cambio el aumento del consumo de productos petrolíferos en transporte en los países no OCDE tiene mucho que ver con el creciente uso del automóvil que se está produciendo en los países emergentes. Este crecimiento está provocado por una  creciente clase media que está surgiendo en estos países. En 2008, el banco de inversión estadounidense Goldman Sachs publicó un estudio que establecía que, para conocer la importancia de la clase media de un país, bastaba con analizar la evolución de la venta de determinados bienes de consumo duraderos, en particular, vehículos de turismo.  Un trabajo posterior auspiciado por la Fundación Carnegie concluyó asimismo que en los países emergentes existe una relación directamente proporcional entre el número de matriculaciones de coches y el tamaño de la clase media (2). 


La gráfica 3 muestra las ponderaciones del IPCA de los países del grupo UE 17. En esta gráfica vemos como disminuye el gasto en compra de automóviles (coincidiendo con la gráfica 1) y a su vez aumenta el gasto en combustible y mantenimiento.

Gráfica 3-Evolución del gasto en transporte según las ponderaciones del IPCA- UE 17-Datos de Eurostat


Esta gráfica confirma la resistencia en los países desarrollados a prescindir del automóvil, solo se compensa el mayor gasto del combustible haciendo durar más los automóviles y a su vez disminuyendo algo su uso.
Se observa en la gráfica un leve incremento en el gasto de servicios de transporte, lo cual indica el paso hacia el  transporte público de un todavía pequeño volumen de usuarios, quizás compensando el menor uso de los automóviles.


Por qué sube el precio del petróleo
Una pista de lo que ocurre lo vemos en  la siguiente gráfica. La gráfica refleja la producción mundial de petróleo junto al precio del petróleo superpuesto.

Gráfica 4  - Evolución de la producción y el precio del petróleo. Datos de BP en miles de barriles diarios

 La gráfica está señalizada desde el 2004 hasta el 2008 mostrando cómo la producción de petróleo empezó a decrecer en el 2004 entrando casi en una meseta. Parece como si la producción estuviera llegando a un punto máximo. Coincidiendo con este aplanamiento de la producción el precio del petróleo sufre una subida muy fuerte. Es lógico que si la oferta disminuye y la demanda permanece el precio tenga que incrementarse.


El posterior aumento de la producción es debido al crecimiento de la extracción en EEUU del tight oil un petróleo extraído con  la tecnología del fracking. Un petróleo bastante más caro, menos eficiente y más contaminante en su extracción.  Probablemente el mundo se encuentra ya cerca del cénit de la producción de petróleo, el tight oil es quizás el último cartucho que queda por quemar antes de que llegue el inevitable declive.
Hay una segunda pista que junto a la anterior parecen confirmar también que es el exceso de demanda el que hace que el precio del petróleo se encuentre tan alto.
Grafica 5 -   Evolución del consumo de petróleo y gas natural en la OCDE y países No-OCDE       Datos de BP en mtep




La gráfica representa el consumo de petróleo y el consumo de gas natural de los países de la OCDE y del resto del mundo. Se puede observar como la producción de gas es estable y responde a la demanda de ambos grupos de países, OCDE y No-OCDE; en cambio en el caso del petróleo el consumo de la OCDE cae en favor del consumo de los países No-OCDE; esto es un claro indicio de que la demanda está por encima de la oferta y no hay petróleo para todos. Como los países de la OCDE tienen un consumo de petróleo per cápita mucho mayor que los otros países, salen perjudicados ante los altos precios de los derivados del petróleo, reduciendo finalmente su consumo.
En cierto modo las leyes de mercado están forzando a la igualdad de consumo de energía entre sociedades desarrolladas y sociedades emergentes como se puede ver en la gráfica 6.
 
Gráfica 6  - Evolución de las toneladas equivalentes de petróleo (TOE) per cápita de los países OCDE y No-OCDE   Datos de AIE

Generalmente en la corriente de opinión popular se echa la culpa del alto precio del petróleo a causas como la voracidad de las compañías petrolíferas, o los impuestos indirectos que sufren los derivados del petróleo; sin duda hay algo de cierto en eso, pero la causa principal es que el petróleo está llegando a su límite, con el agravante además del fuerte aumento de su demanda sobre todo en el sector del transporte. Y la prueba de esto está en que el gas todavía no está sufriendo esos efectos, por lo tanto su precio no es tan alto.
A nivel mundial en el año 2011 el transporte supuso el 28% de la energía final, de los cuales el 93% de esa energía fue aportada por los productos petrolíferos. El transporte es totalmente dependiente del petróleo, se puede comprender así la gran influencia del precio del petróleo en el mundo del automóvil.


El automóvil, un gran consumidor de energía
Para mover un automóvil se necesita mucha fuerza, hay tres fuerzas que se oponen al movimiento de este: los rozamientos internos, la fuerza de rodadura y la resistencia aerodinámica. La siguiente gráfica está formada con los datos de una ecuación que tiene en cuenta estas tres fuerzas (3).
En la gráfica están representadas dos fuerzas: la potencia en CV que necesitaría un coche a 100 km/h para vencer la fuerza de rodadura según la masa de carga (de 1300 kg a 2200 kg en la línea roja), y también está representada la potencia en CV que necesitaría un coche para superar la fuerza aerodinámica según a la velocidad que se desplace (de 10 km/h a 190 km/h en la línea azul). Las características del coche que ha formado la gráfica son las de un Toyota Prius de segunda generación, cuando hice la gráfica era la berlina más aerodinámica que se vendía en España (Cx 0,26), actualmente solo le supera el Prius de tercera generación (Cx 0,25), cualquier otro coche empeorará las condiciones de la gráfica puesto que hará una curva menos abierta.

Gráfica 7- Potencia necesaria para vencer las fuerzas de rodadura y aerodinámicas según diferentes pesos y velocidades.

 Como se puede ver en la gráfica 7, la fuerza más influyente es la de la resistencia aerodinámica  cuya fórmula es   Fa=0,5 d S Cx v2, (d=densidad del aire, S=superficie frontal, Cx=coeficiente aerodinámico, v=velocidad). Esto es algo lógico puesto que la velocidad al cuadrado hace que la resistencia aerodinámica no tenga una respuesta lineal a la velocidad; por lo tanto la velocidad influye bastante en el consumo de carburantes. Subir de 110 a 120 km/h le supone al Prius un aumento de potencia un 17,6% mayor que subir de 100 a 110 km/h.  Coches más grandes o con peor aerodinámica les supondrá todavía más potencia.
Hay otra fuerza que también influye mucho cuando se trata de conducción urbana, esta fuerza es la segunda ley del movimiento de Newton, F=ma,  esta nos dice que para mantener una aceleración dada (capaz de poner en movimiento un coche con soltura) necesitamos más fuerza cuanto más grande es la masa. Esta es la razón de por qué cuando el coche es más grande se necesita un motor más grande y más potente. Esta ecuación influye poco en carretera ya que se tiende a mantener velocidades  constantes, pero tiene mucha influencia en entornos urbanos donde las paradas, puestas en marcha y cambios de velocidad son frecuentes. Esta es la razón del porqué el coche pequeño es más razonable en entornos urbanos; gasta menos energía en ponerse en movimiento, su fuerza de rodadura es menor, es más maniobrable y se aparca mejor, algo nada despreciable en entornos urbanos repletos de coches.
Estas ecuaciones que acabamos de ver chocan frontalmente con las dos cualidades del automóvil más deseadas por el usuario en general: la velocidad y el tamaño del coche. Cuanta más velocidad vaya el coche, más consumirá debido al aumento de la resistencia que produce el producto de la velocidad al cuadrado, y a su vez, cuanto más grande sea el coche también consumirá más, puesto que su mayor superficie frontal y menor coeficiente aerodinámico producirán más resistencia aerodinámica añadiendo además la mayor energía necesaria para mover el vehículo.
En marzo del 2011 se bajó el límite de velocidad a 110 km/h durante cuatro meses, en este tiempo el gobierno reconoció que se habían ahorrado 450 millones de euros en importaciones de crudo, sin embargo aun sabiendo el beneficio que suponía, se decidió volver a subir el límite de velocidad. Esto da idea de lo impopular para los políticos que puede resultar el frustrar la ilusión de miles de conductores que en realidad lo que desean es la total ausencia de limitación de velocidad como ocurre en las autopistas alemanas.
Se podrá mejorar en el futuro la eficiencia de los coches aplicando otras tecnologías como puedan ser la híbrida o la eléctrica,  pero nunca se podrá mejorar estas limitaciones que son impuestas por la física. Ante el alto precio de la energía, el futuro sin duda irá por vehículos de menos potencia, más pequeños y de menos peso. Hoy esto ya está sucediendo; según datos de la Asociación Española de Fabricantes de Automóviles y Camiones (Anfac), en el 2005 el segmento de coches más vendido en España con diferencia era el medio-bajo. En el 2012 el segmento pequeño superaba ya ligeramente al segmento medio-bajo como puede verse en la gráfica 8.

 
Gráfica 8- Porcentaje de matriculación por segmentos- Datos de Anfac



 La gráfica representa la variación por años del porcentaje de matriculación según el segmento al que pertenece el vehículo. En realidad el número de matriculaciones ha caído en casi todos los segmentos, la gráfica simplemente refleja que en unos segmentos ha caído mucho más que en otros.  Para descongestionar la gráfica se han quitado los segmentos ejecutivo, deportivo, lujo, monovolumen grande, todo terreno grande y todo terreno lujo; el porcentaje de todos ellos es pequeño y abarrotaban la parte baja de la gráfica. Sí al menos indicar que todos ellos se encontraban en línea descendente de porcentaje de matriculaciones.


De la gráfica destacar otras dos cosas: en el segmento micro/mini el porcentaje apenas ha variado con el aumento del precio del combustible, esto seguramente indica el convencimiento de sus usuarios del beneficio que supone el uso de coches pequeños en entornos urbanos independientemente del precio del combustible.
La otra cosa a destacar es la resistencia a la caída de los segmentos todo terreno pequeño y todo terreno medio, lo cual indica el apego de un cierto colectivo de usuarios a este tipo de coches grandes; sin duda los combustibles todavía no son lo suficientemente caros para evitar la preferencia por este tipo de coches.


Uso y abuso del automóvil
El automóvil en sí no es una máquina mucho más ineficiente que otras, lo que verdaderamente hace ineficiente al automóvil es el cómo se usa. A pesar de no ser un transporte adecuado para entornos urbanos, se usa de forma masiva en estos. Según el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) (4), más del 75% de los desplazamientos urbanos se realizan en vehículos turismo con un solo ocupante, siendo el índice medio de ocupación de 1,2 personas por vehículo. En la ciudad, el 50% de los viajes en coche son para recorrer menos de 3 km. En estos viajes cortos, el incremento de consumo es de un 60%. En la mayoría de los casos estos desplazamientos se podrían perfectamente realizar a pie o en bicicleta. En la ciudad, el número de desplazamientos en vehículo turismo y en transporte público es similar. Sin embargo, el consumo del transporte público sólo representa el 2% del consumo total del transporte urbano.
Debido a los bajos precios de los combustibles, no hace mucho tiempo era factible que una familia viviera en las afueras dependiendo de uno o más coches para ir a trabajos, colegios y compras, actualmente esto supone un sobrecoste más difícil de afrontar para muchas familias según se desprende de las sucesivas encuestas(5) de presupuestos familiares en la que el gasto en transporte tiende a disminuir. De 2006 a 2012 el gasto en transporte ha bajado un 20%.
Está visto que solo los altos precios de la energía están haciendo que nos comportemos más eficientemente con el automóvil.


Posibles alternativas energéticas para el automóvil
Si el petróleo debido a su alto precio actualmente está siendo un problema para el mundo del automóvil, vamos a ver si hay otras energías que puedan servir en el futuro para sustituir al petróleo sin que entren en competencia con los otros sectores de consumo a los  que están especializadas las distintas energías.
Para ello vamos a tomar una estimación de la energía que consume el automóvil a nivel mundial, el valor de la estimación está sacado de la gráfica 9 de la Agencia Internacional de la Energía (AIE) (6).

Gráfica 9- Transporte mundial, energía y tipo de transporte- Gráfica de AIE


La estimación de energía a tomar es la correspondiente a los vehículos ligeros (Light duty vehicles) que corresponde al gasto de energía de coches, furgonetas ligeras, SUV, monovolúmenes y camionetas de uso personal (todos vehículos de menos de 4.500kg). Si bien esta energía es mayor que la energía que le correspondería a los coches, es la energía que más fielmente refleja el crecimiento de la clase media. Los usuarios de esta clase media no solo usan el automóvil para su transporte personal, también transportan multitud de bienes de consumo para uso y consumo; de ahí la utilización de este tipo de vehículos.

Normalmente las estadísticas de matriculaciones incluyen en una clase a los coches y en otra clase al resto de vehículos del segmento de los vehículos ligeros. Cuando suben las matriculaciones suben las dos clases y cuando bajan las matriculaciones, también bajan las dos clases. La gráfica 1 de matriculaciones está formada por la unión de ambas clases de vehículos.
El IDAE da una estimación del consumo más precisa de estas dos clases de vehículos en España; el consumo de los vehículos ligeros es separado en: coches, con un consumo energético de un 38% de la energía del transporte, y en vehículos comerciales con un 16% de la energía del transporte. Sumando ambos es un 54%, valor un poco mayor al 48% que suponen los vehículos ligeros reseñados por la AIE en la gráfica.
La gráfica 10 representa toda la energía consumida en el mundo (primaria y final) del año 2011. En la gráfica vienen las distintas fuentes de energía y el uso que se les da a esas energías. 

Gráfica10 -   Energía primaria y final del mundo por sectores. Datos de AIE del año 2011 en ktep
Se ha incluido en la gráfica la estimación de la energía que sacamos anteriormente correspondiente a los vehículos ligeros, esta estimación debería de estar incluida en la parte del sector transporte en la barra correspondiente al Petróleo/Productos petrolíferos, pero se ha situado en una barra separada para facilitar la comparación.
La barra con la estimación del automóvil eléctrico sería la energía equivalente en el caso de que todo el parque de automóviles  fuera eléctrico, es más pequeña porque se ha tenido en cuenta la mayor eficiencia del pozo a la rueda que tiene el vehículo eléctrico frente al vehículo convencional (7).
Como puede observarse la magnitud de energía que consumen los automóviles es muy grande, supone un 11,8% de la energía final, un 43% de la energía del transporte y un 29,1% de la energía de los productos petrolíferos. Sin duda es el mayor responsable del agotamiento del petróleo.

No parece fácil añadir el consumo de los automóviles al resto de las energías las cuales como puede verse en la gráfica 10, ya están fuertemente especializadas en los otros sectores de consumo. Para los que no estén familiarizados con los sectores de consumo de la energía decir que prácticamente todas las actividades que realizan los seres humanos en las naciones desarrolladas suponen un gran consumo de energía. Actividades o sistemas como la industria, los servicios públicos, la calefacción, el agua caliente sanitaria o el equipamiento residencial requieren de un flujo de energía elevado y constante, de ahí la importancia de que la nueva demanda proveniente del automóvil no perjudique el funcionamiento de estos sectores. El artículo Sociedad de consumo y energía trae una mayor descripción de estos sectores con su correspondiente cuota energética en España.
A continuación vamos a ver las posibles energías alternativas para el automóvil con un poco más de detalle:
Biocombustibles: Los biocombustibles y residuos suponen el 10% de la energía primaria mundial (ver gráfica 10), de los cuales solo el 4,5% de los biocombustibles van para el transporte. El 63% de la energía de los biocombustibles corresponde al sector residencial, y en gran medida corresponde al consumo de subsistencia, y en muchos casos no sostenible,  de materiales vegetales utilizados directamente como combustible de los países menos desarrollados. Sin ir más lejos, el consumo de biocombustibles de la OCDE corresponde un 5% del total de la energía primaria, y el de África un 48% del total de la energía primaria (AIE).
El bioetanol y el biodiesel constituyen los principales mercados de biocombustibles a escala global.
La producción de biodiesel en el mundo del año 2010 fue 16,5 millones de toneladas (8), una producción que fue inferior al consumo de “gasóleo A” en España en ese mismo año, 23,3 millones de toneladas . Supongamos que esos 23,3 millones de toneladas hubiesen sido de biodiesel y que se hubieran producido con soja en este país. Se habría necesitado una producción de 116,5 millones de toneladas de soja. Como comparación toda la producción agraria de España en el 2010 fue de 88,3 millones de toneladas de productos agrarios (10), muy por debajo de la materia prima de soja necesitada; por lo tanto en el hipotético caso de que se pudiera convertir toda nuestra comida en combustible, ni siquiera con eso tendríamos suficiente para abastecer a nuestros camiones y automóviles diésel.
La producción de etanol es todavía más insostenible. En Brasil en el 2009 se procesaron 569,1  millones de toneladas de caña de azúcar,  para producir 31 millones de toneladas de azúcar, que producen 27,5 millones de m3 de etanol, unos 21,6 millones de toneladas de etanol. [VIII]
Por último indicar que Brasil es el líder mundial en biocombustibles, sin embargo en el 2012 los biocombustibles solo supusieron el 15% de la energía del transporte de dicho país, liderando también los productos petrolíferos con un 82% el resto del transporte del Brasil (AIE).
Viendo estos datos parece difícil que se pueda crecer en consumo de biocombustibles de automoción sin afectar a zonas naturales y sin entrar en competencia con la alimentación humana.


Energía eléctrica: Para generar los 1.582.119 ktep de electricidad que consume el mundo se han tenido que gastar 4.447.231 ktep de diversos combustibles y diversas energías (ver gráfica 10), de esta energía utilizada para la generación de electricidad, el carbón ha aportado el 49% de toda la energía (mal augurio para el coche eléctrico), el gas natural ha aportado un 20%, la nuclear un 15%,  la hidráulica un 7%, el petróleo un 5%, los biocombustibles un 2% y la eólica y solar un 2%.(AIE)
Como se puede ver en la gráfica 10, la estimación de energía gastada por un supuesto parque de coches eléctricos es menor que la energía gastada con su equivalente parque de coches convencionales, esto es por la mayor eficiencia que tiene el vehículo eléctrico en todo el proceso desde que se extrae la energía hasta que se gasta en las ruedas. Aún así la energía que se necesitaría para generar la nueva demanda debida a los coches eléctricos es inmensa, la siguiente tabla refleja el aumento de generación aproximada que se necesitaría de acuerdo con el mix mundial del mismo año.
Carbón: Unos 963.978 ktep más
Gas natural: Unos 390.462 ktep más
Productos petrolíferos: Unos 96.528 ktep más
Nuclear: Unos 298.320 ktep más. Equivalente a unos 182 reactores nuevos. Hay 435 reactores en el mundo, y 68 en construcción.
Hidráulica: Unos 133.188 ktep más. Cerca de la mitad de la producción hidráulica de ese año.
Eólica, solar: Unos 44.629 ktep más. Equivalente a unos 11.210 parques eólicos. España, el cuarto país con más potencia eólica instalada, tiene 1.055 parques eólicos.
Biocombustibles: Unos 46.166 ktep más.
Probablemente algunas fuentes de generación tendrían dificultades para crecer por estar cerca de su límite de crecimiento como podrían ser la hidráulica y los biocombustibles; y otras fuentes también tendrían problemas en crecer por su menor rentabilidad como el caso de la nuclear las eólicas, las solares y los productos petrolíferos. Esto hace que la mayor parte de la nueva generación sea asumida por el carbón y el gas natural como de hecho está pasando actualmente. En la gráfica 11 se puede observar como es el carbón y el gas en menor medida los que aportan la mayor parte de la nueva generación eléctrica.

Gráfica 11- Evolución de la energía aportada por las distintas fuentes para generación eléctrica en el mundo-Datos de AIE en ktep



En la generación de electricidad de los países de la OCDE (los países más desarrollados), también es el carbón con un 38% el que más aporta, seguido por el gas natural con un 26%, sin embargo en este caso el carbón está disminuyendo el consumo en favor del gas natural que está aumentando fuertemente.

Los datos de la gráfica 11 y de la generación de la OCDE nos dejan bien claro que el futuro coche eléctrico tampoco será ecológico.
Actualmente la electricidad está siendo ampliamente usada en los sectores industrial, residencial y servicios públicos (ver gráfica 10), su consumo está creciendo mucho en estos mismos sectores debido al crecimiento de los países emergentes. Parece difícil asumir la inmensa demanda producida por un transporte eléctrico en crecimiento. Aplicando normativas como las recargas lentas en horas valle (nocturnas) para evitar picos de consumo diurnos facilitarían la integración del transporte en la generación eléctrica. Pero el caso es que la mayoría de usuarios que apoyan el coche eléctrico demandan y dan por hecho que el futuro del coche eléctrico pasa por las recargas rápidas de las baterías para hacer un uso parecido al del coche convencional. Tampoco los fabricantes están ayudando mucho en este sentido diseñando las baterías de sus vehículos para que puedan admitir estas recargas. Recargas rápidas como por ejemplo de 50 kW supondría para un millón de coches (España tiene un parque de 22 millones de vehículos) un consumo de 50.000MW, prácticamente el equivalente a todo el régimen ordinario Español (nuclear, carbón, fuel y ciclo combinado) sin la hidráulica. Pero es que incluso 50.000 coches (algo muy normal en grandes ciudades a diario) recargando rápido fuera de hora valle supondría 2.500 MW, un buen escalón en la curva de demanda que las compañías no podrían admitir cerca de los picos de consumo.
Por último decir que hoy en día no existe ningún contubernio de petroleras ni fabricantes conspirando contra el coche eléctrico (documental Who Killed the Electric Car?). El coche eléctrico es ya una realidad, pero es caro para las prestaciones que ofrece sobre todo en autonomía. Sin embargo existen a la venta varios modelos de cuadriciclos eléctricos a precios muy razonables. Si a pesar de la limitada autonomía, tamaño y prestaciones estos cuadriciclos cumplen con las expectativas de desplazamiento diario para ir al trabajo, perfectamente puede ser una opción mucho más rentable y eficiente que el coche convencional o el eléctrico. El problema es que estos vehículos no cumplen las expectativas de estatus social que demandan los usuarios de clases medias. La mayoría de estos usuarios están esperando a un hipotético coche eléctrico barato, de 150 CV, cinco o más plazas, autonomía de 500 kms y con recarga rápida de la batería. Y claro, eso a lo mejor no llega nunca.


Gas natural: Sin duda parece la energía más prometedora a medio plazo para el mundo del automóvil; el hidrógeno se sacará principalmente del gas natural, también el gas natural es el segundo combustible por detrás del carbón más usado en generación eléctrica (el coche eléctrico dependerá por tanto de este combustible), y por último los coches convencionales mediante una pequeña adaptación pueden funcionar con gas natural comprimido (GNC). Actualmente la mayor parte de vehículos propulsados por GNC están equipados con sistemas bicombustible (también  denominados bifuel),  pudiendo  funcionar  tanto  con  gas natural como con gasolina o diésel (el diésel por ahora solo está disponible en vehículos industriales). Esto apunta a que la transición del petróleo al gas en la automoción puede ser suave y progresiva según aumente el precio del petróleo, ya que no requiere apenas cambios en la industria automovilística actual. Al poderse usar los dos combustibles tampoco se depende de una infraestructura completa de estaciones de recarga.
El mercado de vehículos propulsados por gas natural está aumentando un 20-25% anual a nivel mundial. Distintas  previsiones  apuntan  a  un  parque  de 50-65  millones  de vehículos de gas natural para 2020 y en torno a 100-200 millones en 2030 (11). El parque mundial de automóviles actual se estima en unos 1.100 millones de vehículos.

Como se puede ver en la gráfica, la producción de gas natural no para de crecer desde el 1970. Su consumo está repartido principalmente en generación eléctrica, sector residencial y sector industrial (gráfica 10). 
 
Gráfica 12- Producción mundial de gas natural-   Datos de BP en mtep

Que la industria de extracción de gas pueda aumentar hasta el punto de que además de admitir su creciente demanda, también pueda absorber la nueva demanda del sector del transporte es algo que queda por ver. Lo que sí está claro es que el uso del gas en la automoción aumentará la competencia por el gas y lo que es peor, adelantará el cénit del gas irremediablemente.


Otras energías
A continuación vamos a ver la disponibilidad de otras fuentes energéticas a menudo citadas en el mundo del automóvil como solución para independizar el automóvil de los derivados del petróleo.


Hidrógeno: A finales del año pasado Toyota ponía a la venta el Mirai, el primer automóvil de pila de combustible que se comercializa en serie. Varias marcas importantes más también dicen que sacarán algún modelo en la segunda mitad de esta década. Al principio serán muy caros pero se espera que para 2020 hayan reducido significativamente su precio.
Parece que la apuesta por el coche de hidrógeno va en serio, sin embargo si miramos en la gráfica correspondiente a todas las energías (gráfica 10) no vemos que ningún combustible sea el hidrógeno. Esto es porque el hidrógeno es un vector de energía como la electricidad, no existe en la naturaleza disociado y hay que aplicar energía para disociarlo y poder usarlo posteriormente en nuestros coches. El problema es que para obtener un kilo de hidrógeno se consume bastante más energía que la que luego encierra ese kilo de hidrógeno.
El hidrógeno se puede extraer de diferentes compuestos, por ejemplo del agua mediante electrólisis, de biomasa, o también de combustibles fósiles como el carbón, el petróleo o el gas natural. A día de hoy alrededor del 96% del hidrógeno que se consume en el mundo se ha obtenido a partir de combustibles fósiles, siendo lo más habitual que sea a partir de reformado con vapor de gas natural (48%). Solamente el 4% proviene de la electrólisis puesto que es la forma que más energía gasta para producirlo (13).
Parece claro que el hidrógeno de los coches provendrá y será dependiente del gas natural, heredará los mismos problemas de mercado que tenga el gas natural, teniendo que incluir después el  incremento de coste por la transformación de gas a hidrógeno.


Renovables de área eléctrica:  Las renovables de área eléctrica por lo general tienen pocas pérdidas en generación, sin embargo su factor de carga es muy bajo. El factor de carga de una central eléctrica es el cociente entre la energía real generada por la central eléctrica durante un período y la energía generada si hubiera trabajado a plena carga durante ese mismo período.

La gráfica 13 es una representación de los términos del factor de carga de las renovables y la nuclear (por comparación) del año 2013 en España. Las barras en rojo oscuro representan la energía generada al año por cada tecnología energética. Las rayas azules representa la energía que hubiesen generado de funcionar todo el año continuamente.
Se puede observar el alto factor de carga de la energía nuclear comparada con las renovables, que dependen de la cantidad de energía variable que aportan el sol, el viento, o el agua a lo largo de todo el año. Para contrarrestar el bajo factor de carga de las renovables tiene que haber un parque instalado de centrales muy grande, de ahí que, por ejemplo, la potencia instalada eólica es casi tres veces mayor que la nuclear.

Gráfica 13- Factor de carga de renovables y nuclear- Datos de REE en GWh

Estas energías junto a la ya muy madura y desarrollada hidroeléctrica no llegan ni a un cuarto de la energía eléctrica consumida mundial, por lo tanto quedando tanta energía eléctrica por descarbonizar y desnuclearizar, parece un despropósito el pensar que estas energías alimentarán el automóvil eléctrico del futuro.


Nuclear:  A menudo los partidarios de esta energía dicen que es la opción más rentable, sin embargo las estadísticas no indican tal cosa; con datos de la AIE, la energía nuclear nunca llegó a superar el 10% de la energía primaria entre los países de la OCDE, países que tienen el 80% de la producción nuclear mundial.
La energía nuclear pese a tener un factor de carga muy alto, pierde más de la mitad de la energía primaria en la generación de energía eléctrica (lo contrario que las renovables de área eléctrica).
A día de hoy el hacer una infraestructura de centrales nucleares sigue siendo muy caro (15). Su sostenimiento no está garantizado puesto que el 86% de las centrales gastan uranio enriquecido (16), un combustible que llegará al cenit en pocos años. Tampoco la continuidad de esta energía está garantizada, ya que después de haber pasado 60 años de investigación y de diversos intentos, las tecnologías de reactores reproductores rápidos y la fusión nuclear no son viables. Es razonable el pensar que quizás; o puede que no sean viables nunca, o si alguna de las dos lo es en el futuro, puede que no sea rentable como para sustituir a la totalidad de energía de los combustibles fósiles. Por lo pronto según la asociación Foro Nuclear para que la cuarta generación de centrales nucleares y la fusión nuclear empiecen a ser comerciales falta todavía de 25 a 30 años (17) (en realidad la industria nuclear lleva dando fechas de entrada en funcionamiento parecidas desde hace 60 años). Para esas fechas el petróleo habrá entrado en declive y el gas natural es muy probable que también.
Pero lo peor de la energía nuclear es que ni la gestión de residuos nucleares está resuelta, ni su seguridad está garantizada, algo que no hace mucho hemos comprobado con Fukushima. Y además sin garantía de que las futuras energías nucleares sean limpias y seguras.


Vehículos de transporte individual como alternativa al automóvil 


Según la ONU, la mitad de la humanidad vive en la actualidad en ciudades y, dentro de dos décadas, casi el 60% de la población mundial habitará en núcleos urbanos. Y el coche como ya hemos visto no es el transporte idóneo para  núcleos urbanos (18).
La eficiencia se da de forma natural en vehículos pequeños y de menos potencia, de hecho, ya hemos visto como la matriculación de coches más pequeños está aumentando. En especial vamos a tratar aquí un tipo de vehículo todavía más pequeño e individual, logrado gracias al reducido tamaño que se puede conseguir en el campo de la motorización eléctrica y de las baterías. Estos vehículos serían las bicicletas eléctricas, segway, patines eléctricos,  e incluso algunos extraños y sorprendentes vehículos como el Solowheel, un vehículo de una rueda con un tamaño un poco mayor que un maletín (he visto alguno circulando por Madrid). Algunos de estos vehículos individuales podrían incluso ser usados como extensores de autonomía del propio transporte público.
Hemos visto anteriormente como en la ciudad, el 50% de los viajes en coche son para recorrer menos de 3 km, y la mayoría de las veces con un solo ocupante. Para desplazamientos tan cortos e incluso algo más largos, el uso de estos vehículos estaría totalmente justificado.
Estos vehículos minimizarían también el problema de la congestión vehicular que produce el automóvil. El automóvil tiende a producir congestiones de tráfico, ya que por mucha infraestructura que se monte, siempre acaba saturándola. El tráfico se comporta como un gas que tiende a ocupar todo el espacio disponible del recipiente que lo contiene, por lo tanto con el automóvil es inevitable que se produzcan congestiones. La siguiente foto refleja perfectamente el considerable espacio requerido por los coches si se compara con el autobús o con las bicicletas para transportar un mismo número de personas.


Estos vehículos pequeños son una realidad hoy en día con fines recreativos, y perfectamente se podrían también usar como transporte urbano si no fuera por el peligro que supone el circular entre cientos de coches. No necesitan infraestructura especial de recarga ya que se pueden recargar en cualquier enchufe, tampoco necesitan de nueva infraestructura vial ya que podrían circular por la calzada a más velocidad y por la acera a velocidad de peatón. Sin duda regular su utilización y restringir parte de la calzada para estos vehículos podría animar a su uso.



Conclusiones
Los combustibles fósiles son los que dominan el panorama mundial de la energía (gráfica 10), estos combustibles también copan la mayoría de la nueva demanda de energía, por lo tanto confiar que el coche del futuro pueda ser ecológico o sostenible requiere de mucha dosis de optimismo. Cuando el gas entre en declive será imposible sostener el parque mundial de vehículos, si es que no se ha derrumbado antes con el declive del petróleo.
La actual cultura del automóvil, se ha desarrollado gracias a la disponibilidad de grandes cantidades de petróleo a precios muy baratos, actualmente el petróleo está bastante más caro, por lo que la industria del automóvil está preparando coches que aprovechan otras energías. Estas otras energías (electricidad y gas principalmente) son usadas masivamente en otros sectores como son la generación de electricidad (gas), el sector industrial, los servicios públicos y el sector residencial. La electricidad y el gas también están subiendo de precio debido a la nueva demanda de los países emergentes, así que es de esperar que esta demanda añadida del transporte se vea reflejada en todavía más subida de precio de estas energías, quedando afectados los sectores de consumo correspondientes por los altos precios. ¿Seremos tan necios de seguir empeñados en el automóvil hasta el punto de que en el futuro tengamos que elegir entre coche, calefacción o luz?
El uso del automóvil tiene que ver más con un estilo de vida consumista que con una necesidad de uso real. En entornos urbanos, la gran mayoría de las veces puede ser reemplazado por el transporte público, por vehículos más pequeños y por vehículos de transporte individual, pero como estos otros medios no cumplen las expectativas de estatus social que demandan muchos usuarios se mantiene el uso del automóvil aunque no salga rentable.  
Actualmente en los países emergentes las clases medias no paran de crecer (solo en China se espera que la clase media aumente un 750% de 2010 al 2020 (19)), y el automóvil es el bien de consumo favorito de esta clase media, así que la competencia por el combustible y sus consiguientes altos precios están asegurados. Habrá periodos de recesión como el actual en el cual bajen los precios de los combustibles, pero la tónica general irá por los cada vez más altos precios en los combustibles.
El automóvil en las sociedades desarrolladas supone el segundo mayor gasto por detrás de la alimentación, este gasto irá en aumento a medida que suba el combustible. Quien quiera y pueda, reducir o prescindir el uso del automóvil, sin duda que podrá disfrutar de una mayor solvencia económica.


Referencias:


(1)Agencia Internacional de la Energía (AIE) http://www.iea.org/statistics/statisticssearch/
http://www.umtri.umich.edu/what-were-doing/news/ladies-and-gentlemen-stop-your-engines-americans-driving-less?id=3272

(2) http://www.icex.es/icex/es/navegacion-superior/revista-el-exportador/noticias/NEW2014340956.html

(3)  http://www.roadstersportclub.com/foro/index.php?topic=105.0;wap2 



(5) http://www.ine.es/jaxi/menu.do?type=pcaxis&path=/t25/p458&file=inebase

(6) http://www.iea.org/publications/fueleconomy_2012_final_web.pdf

(7) http://www.coiim.es/rrii/descargas/jornadasyconferencias/ve2011/arejas.pdf



(9) http://www.cores.es/es/estadisticas



(11) http://www.anfac.com/openPublicPdf.action?idDoc=827









(16) http://www.foronuclear.org/images/stories/recursos/publicaciones/2014/ENERGIA_2014.pdf

(17) http://www.foronuclear.org/es/el-experto-te-cuenta/icuales-son-los-nuevos-reactores-del-futuro
     http://www.foronuclear.org/pdf/Curso_Santander_Manuel_Perlado.pdf

(18) http://www.un.org/spanish/waterforlifedecade/water_cities.shtml

(19) http://www.asia.udp.cl/Informes_CEAP/doc/abstract_clasemedia_china.pdf


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