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El auge del coche eléctrico: el futuro de la energía P3

David Tal, Editor, Futurista
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Mon, 09 / 14 / 2020 - 08: 11

Tu automóvil: su impacto en el mundo en el que vives será mucho mayor de lo que esperas.

Si leyó la última parte aceitosa de esta serie El futuro de la energía, habría apostado que esta tercera entrega cubriría el surgimiento de la energía solar como la nueva forma de energía dominante en el mundo. Bueno, solo está un poco equivocado: lo cubriremos en parte cuatro. En cambio, elegimos cubrir primero los biocombustibles y los autos eléctricos porque la mayoría de la flota de transporte mundial (es decir, autos, camiones, barcos, aviones, camiones monstruo, etc.) funciona con gasolina y esa es la razón por la cual el petróleo crudo tiene al mundo por delante. garganta. Retire el gas de la ecuación y el mundo entero cambia.

Por supuesto, alejarse del gas (y pronto incluso del motor de combustión) es más fácil decirlo que hacerlo. Pero si lees hasta el final deprimente de la segunda parte, recordará que la mayoría de los gobiernos del mundo no tendrán muchas opciones al respecto. En pocas palabras, seguir gestionando una economía con una fuente de energía cada vez más volátil y escasa, el petróleo crudo, se volverá económica y políticamente insostenible entre 2025 y 2035. Afortunadamente, esta transición gigante podría ser más fácil de lo que pensamos.

El verdadero negocio detrás de los biocombustibles

Los autos eléctricos son el futuro del transporte, y exploraremos ese futuro en la segunda mitad de este artículo. Pero con más de mil millones de automóviles en circulación en todo el mundo, reemplazar esa flota de vehículos con vehículos eléctricos podría llevar de una a dos décadas. No tenemos ese tipo de tiempo. Si el mundo va a dejar su adicción al petróleo, tendremos que encontrar otras fuentes de combustible que puedan hacer funcionar nuestros vehículos de combustión actuales durante la década más o menos hasta que la electricidad se haga cargo. Ahí es donde entran los biocombustibles.

Cuando visita la bomba, realmente solo tiene la opción de llenar con gasolina, mejor gasolina, gasolina premium o diesel. Y ese es un problema para su bolsillo: una de las razones por las que el petróleo es tan caro es que tiene casi el monopolio de las estaciones de servicio que la gente usa en la mayor parte del mundo. No hay competencia.

Los biocombustibles, sin embargo, pueden ser esa competencia. Imagine un futuro en el que vea etanol, o un híbrido de etanol-gas, o incluso opciones de carga eléctrica la próxima vez que conduzca hacia la bomba. Ese futuro ya existe en Brasil.

Brasil produce cantidades masivas de etanol a partir de la caña de azúcar. Cuando los brasileños van a la bomba, tienen la opción de llenar con gas o etanol o una variedad de otras mezclas intermedias. ¿El resultado? Independencia casi completa del petróleo extranjero, precios de gasolina más baratos y una economía en auge para arrancar; de hecho, más de 40 millones de brasileños pasaron a la clase media entre 2003 y 2011 cuando despegó la industria de biocombustibles del país.

'Pero espera', dices, 'los biocombustibles necesitan autos de combustible flexible para funcionar. Al igual que con los eléctricos, se necesitarían décadas para reemplazar los automóviles del mundo con automóviles de combustible flexible”. En realidad, no realmente. Un pequeño secreto sucio dentro de la industria automotriz es que prácticamente todos los automóviles construidos desde 1996 se pueden convertir en automóviles de combustible flexible por tan solo $ 150. Si está interesado en convertir su automóvil, consulte estos enlaces: una y dos.

'Pero espera', vuelves a decir, '¡cultivar plantas para hacer etanol aumentará el costo de los alimentos!' Contrariamente a la creencia pública (creencias formalmente compartidas por este escritor), el etanol no desplaza la producción de alimentos. De hecho, el subproducto de la mayor parte de la producción de etanol son los alimentos. Por ejemplo, gran parte del maíz que se cultiva en Estados Unidos no se cultiva para los humanos en absoluto, sino para alimentar a los animales. Y uno de los mejores alimentos para animales es el 'grano de destilería', hecho de maíz, pero producido primero a través del proceso de fermentación-destilación, siendo el subproducto (lo adivinó) etanol Y grano de destilería.

Brindando opciones a la bomba de gasolina

No es necesariamente comida versus combustible, puede ser comida y mucho combustible. Así que echemos un vistazo rápido a los diferentes biocombustibles y combustibles alternativos que veremos llegar al mercado con fuerza a mediados de la década de 2020:

Etanol. El etanol es alcohol, se obtiene mediante la fermentación de azúcares y se puede obtener a partir de una variedad de especies de plantas como el trigo, el maíz, la caña de azúcar e incluso plantas extrañas como un cactus. En general, el etanol se puede producir a escala utilizando casi cualquier planta que sea más adecuada para que crezca un país.

Metanol. Los equipos de autos de carrera y carreras de resistencia han estado usando metanol durante décadas. ¿Pero por qué? Bueno, tiene un octanaje equivalente más alto (~113) que la gasolina premium (~93), ofrece mejores relaciones de compresión y tiempo de encendido, se quema mucho más limpio que la gasolina y, en general, cuesta un tercio del precio de la gasolina estándar. ¿Y cómo haces estas cosas? Mediante el uso de H2O y dióxido de carbono, es decir, agua y aire, lo que significa que puede producir este combustible de forma económica en cualquier lugar. De hecho, el metanol se puede crear utilizando dióxido de carbono reciclado de la creciente industria mundial del gas natural, e incluso con biomasa reciclada (es decir, residuos generados por la silvicultura, la agricultura e incluso los residuos urbanos).

Cada año se produce suficiente biomasa en Estados Unidos para producir suficiente metanol para cubrir la mitad de los automóviles en los EE. UU. a dos dólares el galón, en comparación con cuatro o cinco usando gasolina.

Algas. Por extraño que parezca, las bacterias, específicamente Cianobacterias, puede impulsar su futuro automóvil. Estas bacterias se alimentan de la fotosíntesis y del dióxido de carbono, básicamente del sol y del aire, y pueden transformarse fácilmente en biocombustibles. Con un poco de ingeniería genética, los científicos esperan algún día cultivar cantidades masivas de estas bacterias en tanques gigantes al aire libre. El truco es que, dado que estas bacterias se alimentan de dióxido de carbono, cuanto más crecen, más limpian también nuestro medio ambiente. Esto significa que los futuros productores de bacterias pueden ganar dinero tanto con la cantidad de biocombustible que venden como con la cantidad de dióxido de carbono que extraen de la atmósfera.

Los coches eléctricos ya están aquí y ya son geniales

Los vehículos eléctricos, o EV, se han convertido en parte de la cultura pop gracias en gran parte a Elon Musk y su empresa, Tesla Motors. El Tesla Roadster, y el Model S en particular, han demostrado que los vehículos eléctricos no solo son el automóvil más ecológico que puede comprar, sino también el mejor automóvil para conducir, punto. El Model S ganó el premio "Auto del año de Motor Trend" de 2013 y el "Auto del año de 2013" de la revista Automobile. La empresa demostró que los vehículos eléctricos pueden ser un símbolo de estatus, así como un líder en ingeniería y diseño automotriz.

Pero dejando a un lado todo este beso de Tesla, la realidad es que, a pesar de toda la prensa que Tesla y otros modelos de vehículos eléctricos han comandado en los últimos años, todavía representan menos del uno por ciento del mercado mundial de automóviles. Las razones detrás de este lento crecimiento incluyen la falta de experiencia pública en la conducción de vehículos eléctricos, mayores costos de fabricación y componentes de vehículos eléctricos (por lo tanto, un precio alto en general) y la falta de infraestructura de recarga. Estos inconvenientes son sustanciales, pero no durarán mucho.

El costo de la fabricación de automóviles y las baterías eléctricas se desplomará

Para la década de 2020, una gran cantidad de tecnologías estarán en línea para reducir los costos de fabricación de vehículos, especialmente EV. Para empezar, tomemos un automóvil promedio: alrededor de las tres quintas partes de todo nuestro combustible de movilidad se destina a los automóviles y dos tercios de ese combustible se utilizan para superar el peso del automóvil y empujarlo hacia adelante. Es por eso que cualquier cosa que podamos hacer para que los autos sean más livianos no solo los hará más baratos, sino que también los ayudará a usar menos combustible (ya sea gasolina o electricidad).

Esto es lo que está en proceso: a mediados de la década de 2020, los fabricantes de automóviles comenzarán a fabricar todos los automóviles con fibra de carbono, un material que es años luz más ligero y resistente que el aluminio. Estos coches más ligeros podrán funcionar con motores más pequeños y mantener el mismo rendimiento. Los automóviles más livianos también harán que el uso de baterías eléctricas en lugar de los motores de combustión sea más viable, ya que la tecnología actual de baterías podrá impulsar estos vehículos más livianos en la misma medida que los automóviles que funcionan con gasolina.

Por supuesto, esto no cuenta los avances esperados en la tecnología de baterías, y habrá muchos. El costo, el tamaño y la capacidad de almacenamiento de las baterías EV han mejorado a un ritmo vertiginoso durante años y las nuevas tecnologías están apareciendo en línea todo el tiempo para mejorarlas. Por ejemplo, para 2020, veremos la introducción de supercondensadores basados en grafeno. Estos supercondensadores permitirán baterías EV que no solo sean más livianas y delgadas, sino que también retendrán más energía y la liberarán más rápidamente. Esto significa que los automóviles sean más livianos, más baratos y aceleren más rápido. Mientras tanto, para 2017, la Gigafábrica de Tesla comenzará a producir baterías EV a gran escala, lo que podría reducir los costos de las baterías EV en 30 por ciento por 2020.

Estas innovaciones en el uso de fibra de carbono y tecnología de batería ultraeficiente harán que los costos de los vehículos eléctricos estén a la par con los vehículos tradicionales con motor de combustión y, eventualmente, muy por debajo de los vehículos de combustión, como estamos a punto de ver.

Los gobiernos del mundo colaboran para acelerar la transición

La caída del precio de los vehículos eléctricos no necesariamente significará una bonanza de ventas de vehículos eléctricos. Y eso es un problema si los gobiernos del mundo se toman en serio evitar el colapso económico que se avecina (descrito en la segunda parte). Es por eso que una de las mejores tácticas que los gobiernos pueden implementar para reducir el consumo de gasolina y reducir el precio en la bomba es promover la adopción de vehículos eléctricos. Así es como los gobiernos pueden hacer que eso suceda:

Uno de los mayores obstáculos para la adopción de EV es el temor de muchos consumidores de quedarse sin energía mientras están en la carretera, lejos de una estación de carga. Para abordar este agujero de infraestructura, los gobiernos exigirán que se instale una infraestructura de recarga de vehículos eléctricos en todas las estaciones de servicio existentes, incluso utilizando subsidios en algunos casos para acelerar el proceso. Es probable que los fabricantes de vehículos eléctricos se involucren en esta construcción de infraestructura, ya que representa un flujo de ingresos nuevo y lucrativo que puede robarse a las compañías petroleras existentes.

Los gobiernos locales comenzarán a actualizar los estatutos de construcción, exigiendo que todos los hogares tengan puntos de carga para vehículos eléctricos. Por suerte, esto ya está pasando: California aprobó una ley exigir que todos los nuevos estacionamientos y viviendas incluyan infraestructura de carga EV. En China, la ciudad de Shenzhen legislación aprobada exigir a los desarrolladores de apartamentos y condominios que construyan enchufes/estaciones de carga en cada espacio de estacionamiento. Mientras tanto, Japón ahora tiene más puntos de carga rápida (40,000) que estaciones de servicio (35,000). El otro beneficio de esta inversión en infraestructura es que representará miles de nuevos empleos no exportables en cada país que la adopte.

Mientras tanto, los gobiernos también pueden incentivar directamente la compra de vehículos eléctricos. Noruega, por ejemplo, es uno de los mayores importadores de Tesla del mundo. ¿Por qué? Porque el gobierno noruego ofrece a los propietarios de vehículos eléctricos acceso gratuito a carriles de conducción no congestionados (por ejemplo, el carril de autobuses), estacionamiento público gratuito, uso gratuito de carreteras de peaje, exención de la tarifa de registro anual, exención de ciertos impuestos sobre las ventas y una deducción del impuesto sobre la renta. ¡Sí, lo sé bien! Incluso si el Tesla Model S es un automóvil de lujo, estos incentivos hacen que comprar Teslas sea casi equivalente a tener un automóvil tradicional.

Otros gobiernos pueden ofrecer fácilmente incentivos similares, idealmente con vencimiento después de que los vehículos eléctricos alcancen un cierto umbral de propiedad total de automóviles a nivel nacional (como el 40 por ciento) para acelerar la transición. Y después de que los EV eventualmente representen la mayoría de la flota de vehículos del público, se puede aplicar un impuesto adicional al carbono a los propietarios restantes de automóviles con motor de combustión para alentar su actualización tardía a EV.

En este entorno, los gobiernos naturalmente proporcionarían subsidios para la investigación sobre el avance y la producción de vehículos eléctricos. Si las cosas se ponen difíciles y se necesitan medidas más extremas, los gobiernos también pueden exigir a los fabricantes de automóviles que cambien un porcentaje más alto de su producción a vehículos eléctricos, o incluso exigir una producción exclusiva de vehículos eléctricos. (Tales mandatos fueron increíblemente efectivos durante la Segunda Guerra Mundial).

Todas estas opciones podrían acelerar la transición de los vehículos de combustión a los eléctricos en décadas, reduciendo la dependencia mundial del petróleo, creando millones de nuevos puestos de trabajo y ahorrando a los gobiernos miles de millones de dólares (que de otro modo se gastarían en importaciones de petróleo crudo) que podrían invertirse en otros lugares. .

Para un poco de contexto adicional, hay alrededor de dos mil millones de automóviles en el mundo hoy en día. Los fabricantes de automóviles generalmente producen 100 millones de automóviles cada año, por lo que dependiendo de cuán agresivamente persigamos la transición a los vehículos eléctricos, solo tomaría una o dos décadas reemplazar suficientes automóviles del mundo para reactivar nuestra economía futura.

Un auge después del punto de inflexión

Una vez que los vehículos eléctricos alcancen un punto de inflexión en la propiedad entre el público en general, aproximadamente el 15 por ciento, el crecimiento de los vehículos eléctricos será imparable. Los vehículos eléctricos son mucho más seguros, cuestan mucho menos de mantener y, para mediados de la década de 2020, costará mucho menos cargar combustible en comparación con los automóviles que funcionan con gasolina, sin importar cuán bajo sea el precio de la gasolina.

Los mismos avances tecnológicos y el apoyo del gobierno conducirán a aplicaciones similares en camiones, autobuses y aviones EV. Esto cambiará el juego.

Entonces, de repente, todo se vuelve más barato.

Algo interesante sucede cuando sacas los vehículos de la ecuación de consumo de crudo, de repente todo se vuelve más barato. Piénsalo. Como vimos en la segunda parte, alimentos, productos de cocina y para el hogar, productos farmacéuticos y equipos médicos, ropa, productos de belleza, materiales de construcción, piezas de automóviles y un gran porcentaje de casi todo lo demás, se crean utilizando petróleo.

Cuando la mayoría de los vehículos hagan la transición a los vehículos eléctricos, la demanda de petróleo crudo colapsará, lo que hará que el precio del crudo baje con ella. Esa disminución significará enormes ahorros de costos para los fabricantes de productos en todos los sectores que utilizan petróleo en sus procesos de producción. Estos ahorros eventualmente se trasladarán al consumidor promedio, estimulando cualquier economía mundial que haya sido golpeada por los altos precios de la gasolina.

Las microcentrales alimentan a la red

Otro beneficio adicional de tener un EV es que también puede funcionar como una fuente útil de energía de respaldo en caso de que una tormenta de nieve derribe las líneas eléctricas en su vecindario. Simplemente conecte su automóvil a su casa o a los electrodomésticos para obtener un impulso rápido de energía de emergencia.

Si su casa o edificio ha invertido en paneles solares y conexión a la red inteligente, puede cargar su automóvil cuando no lo necesite y luego devolver esa energía a su casa, edificio o red eléctrica comunitaria por la noche, lo que podría ahorrar en nuestra factura de energía o incluso hacerte un poco de dinero adicional.

Pero sabes qué, ahora nos estamos acercando al tema de la energía solar y, francamente, eso merece su propia conversación: La energía solar y el auge de la Internet de la energía: el futuro de la energía P4