El endurecimiento de las regulaciones de emisiones está provocando que, sobre todo en Europa y China, la industria del automóvil esté virando rápidamente hacia la electrificación del automóvil. Sin embargo, el marketing, las regulaciones locales y las presiones de lobbys en las instituciones regulatorias están creando confusión entre lo que ofrecen realmente las diferentes tecnologías. De menor a mayor grado de electrificación, hay cuatro posibilidades, cada una de ellas con características muy diferentes: híbridos suaves de 48 voltios (MHEV), híbridos eléctricos o híbridos completos (HEV), híbridos enchufables (PHEV) y eléctricos de autonomía extendida (EREV), que suelen considerarse de manera conjunta, y, por último, eléctricos puros (BEV). A parte queda la tecnología del hidrógeno (FCEV), que básicamente es un coche cien por cien eléctrico en el que la batería que alimenta el motor se sustituye por una pila de combustible.
En este contexto queremos responder a la pregunta clave: ¿qué arquitectura se adapta mejor a cada uso? Cada una de las soluciones se tiene sus propios beneficios, pero también se enfrenta a desafíos. Los fabricantes de automóviles deben sopesar esto en el contexto de los estándares de emisiones, que están en constante evolución, de la aceptación por parte de los clientes y de su estrategia corporativa.
Los pronósticos actuales de producción demuestran que muchos fabricantes están abandonando su enfoque de "neutralidad tecnológica" y están optando por la electrificación. Los 29 principales han anunciado planes para invertir más de 270.000 millones de euros en incrementar su producción de vehículos eléctricos en los próximos 10 años.
El tipo de electrificación y la curva de adopción de los vehículos eléctricos varían según el mercado, dependiendo principalmente del coste total de propiedad (TCO), en el que se incluye el precio del vehículo, la cantidad de kilómetros conducidos, el coste del mantenimiento y los costes locales de combustible y electricidad.
Híbridos suaves, mild hybrid o 48 voltios (MHEV)
Con el objetivo de emisiones promedio para la flota conjunta de cada fabricante establecido en 95 gramos de CO2 por kilómetro en 2020, que entró en vigor el 1 de enero de 2020, muchos fabricantes están recurriendo a la tecnología híbrida suave de 48 V para cumplir con las nuevas regulaciones.
Su ventaja respecto a otras tecnologías es, sobre todo, que es un sistema relativamente simple y rentable para diseñar o incluso adaptar a las plataformas existentes, especialmente si se instala un generador de arranque por correa. Además, la arquitectura es escalable en función de los objetivos a lograr, con ahorros de emisiones de entre 12 y 20 por ciento a cambio de un buen retorno de beneficio frente al coste de su implementación. Si se emplean generadores de arranque de mayor potencia, el MHEV puede lograr una conducción limitada solo en modo eléctrico, abriendo la posibilidad de que el MHEV se convierta en un HEV completo.
Los estudios de mercado pronostican un incremento de ventas de esta tecnología de hasta un 40% por año y sigue existiendo un interrogante sobre su viabilidad después de 2025 cuando los límites de emisiones se reduzcan en un 15% adicional.
Híbridos completos, mal llamados autorecargables (HEV)
Aunque parezca lo contrario, los HEV no son la primera opción para los fabricantes desesperados por cumplir con los objetivos de emisiones. Cuentan con un costoso sistema de propulsión híbrido que proporciona un rango de conducción en modo eléctrico muy limitado (entre 1 y 3 kilómetros). Sin embargo, sí cuentan con el apoyo del consumidor.
Esta aceptación, en buena medida respalda por el marketing, se debe al hecho de que, el vehículo está electrificado y puede moverse sin encender el motor de combustión, pero no requiere ser recargado mediante un enchufe. La energía con la que se recarga la batería proviene de la gasolina que alimenta el motor de combustión. A todos los efectos, funciona como un vehículo tradicional de combustible fósil. El HEV también fue el primer tren motriz electrificado en alcanzar volúmenes significativos de producción, y ha ganado la confianza del usuario gracias a su creciente familiaridad.
Sorprendentemente, en China, donde el gobierno está impulsando los modelos completamente eléctricos (BEV), el mercado de vehículos híbridos ha experimentado su mayor crecimiento durante el año pasado, mientras que en Europa las ventas de HEV siguen estancadas.
Su mayor desventaja es una autonomía eléctrica muy limitada. La solución radica en aumentar la capacidad eléctrica del tren motriz y permitir la carga de las baterías de mayor capacidad, creando así el vehículo eléctrico híbrido enchufable.
Híbridos enchufables (PHEV) y eléctricos de autonomía extendida (EREV), lo mejor (y lo peor) de los dos mundos
Los híbridos enchufables son parte integral de la estrategia de electrificación de los fabricantes. Los PHEV atraen a los consumidores porque sirven tanto para recorrer largas distancias con su motor de combustión, como para hacer pequeños recorridos urbanos en modo eléctrico. Los protocolos de entrada a las grandes ciudades, que prohibirán el acceso en muchos casos a los vehículos de combustión, pueden convertirse en un aliciente para el comprador que hará crecer la demanda de esta tecnología.
El crecimiento de las ventas de híbridos enchufables en la mayoría de los mercados será más lento que el de otras tecnologías, debido a que sus baterías, de mayor capacidad implican un mayor precio de venta final.
Según un informe de 2020 de la consultora Boston Consulting Group, los híbridos enchufables y los coches alimentados solo por baterías (BEV) serán casi una cuarta parte del mercado en 2030, por encima de la cuota de mercado global proyectada anteriormente, que pronosticaba aproximadamente una quinta parte.
Los vehículos eléctricos de autonomía extendida (EREV, extended-range electric vehicles) cuentan con una mecánica compuesta también por un motor de combustión de gasolina y otro —o varios— eléctricos. La diferencia con los PHEV es que el motor de combustión no mueve en ningún caso las ruedas del coche. Funciona como un generador eléctrico que recarga una batería, que, a su vez, alimenta el motor eléctrico que se encarga de mover las ruedas. Además esta batería tiene la posibilidad de conectarse a la red para ser recargada.
Coches eléctricos puros (BEV)
A medida que la infraestructura de recarga rápida y publica vaya mejorando, la famosa ansiedad de autonomía y la lentitud de la recarga se convertirán en historia. Los BEV superarán tanto a los PHEV como a los HEV se convertirán en la tecnología de electrificación dominante.
Hay cuatro elementos clave que impulsarán el mercado BEV, influenciado cada uno de ellos por una serie de variables que dependen fundamentalmente de las diferentes regiones y mercados: la tecnología, la legislación, la perspectiva de la industria y la perspectiva del cliente. Uno de los factores clave que disuade a los consumidores para la adopción de un vehículo eléctrico es el coste inicial de compra. A corto plazo, los subsidios de los diferentes gobiernos buscan reducir el precio y acercarlos a los de combustión, con el objetivo de lograr activar la economía de escala hasta el punto en que el mercado se vuelva autosuficiente.
El impacto que los incentivos tienen en las ventas de vehículos eléctricos quedó demostrado cuando el gobierno chino los redujo en 2019 en más del 60%. Esta decisión provocó una caída del 1,2 % en las ventas anuales de vehículos eléctricos, a alrededor de 972.000 unidades, sobre el volumen 2018.
Según el informe anual de Bloomberg New Energy Finance publicado en enero de 2020, de 2010 a 2019, los precios de las baterías de iones de litio disminuyeron de 1.100 dólares/kWh a 156 dólares/kWh, lo que supone una disminución del 87%. Solo de 2018 a 2019, los precios cayeron un 13 %. El informe también sugiere alcanzar el precio objetivo de 100 dólares/kWh para la batería ya empaquetada se logrará en 2023. Ese será el punto de inflexión para la paridad de coste de producción con los vehículos de combustión.
El mayor inconveniente actual de los vehículos BEV es la disponibilidad de infraestructura de recarga rápida en carretera. Su implementación generalizada eliminaría de un plumazo los problemas de autonomía y de tiempo de recarga, que limitan la compra de este tipo de vehículos. Hoy en día la carga requiere que el vehículo esté físicamente conectado a un punto. Sin embargo, hay varios proyectos que trabajan en soluciones de carga inductiva, que permite que los vehículos recarguen sin necesidad de enchufes. Una evolución de esta tecnología es la carga inductiva y dinámica, que permite recargar en movimiento, lo que eliminaría por completo los problemas de ansiedad y tiempo y permitiría reducir considerablemente el precio de las baterías y por lo tanto de los vehículos.
