Un análisis de IRENA explora el potencial y el impacto de la recarga inteligente de vehículos eléctricos en la transición energética

Hoy en día, el automóvil promedio funciona con combustibles fósiles, pero la creciente presión por la acción climática, la caída de costes de las baterías y la preocupación por la contaminación del aire en las ciudades, ha dado vida al vehículo eléctrico, otrora caro y desatendido. Muchos de los nuevos vehículos eléctricos ya superan las capacidades en la carretera de sus contrapartes propulsados por combustibles fósiles, y los planificadores energéticos están buscando llevar la innovación al garaje: el 95% del tiempo de un automóvil se gasta estacionado. El resultado es que, con una planificación cuidadosa y la infraestructura adecuada, los vehículos eléctricos estacionados y conectados podrían ser los bancos de baterías del futuro, estabilizando las redes eléctricas que funcionan con energía eólica y solar.

“Los vehículos eléctricos a escala pueden crear una gran capacidad de almacenamiento de electricidad, pero si todos cargan sus vehículos eléctricos simultáneamente en la mañana o en la noche, las redes eléctricas pueden estresarse. El momento en que se realiza la recarga es, por lo tanto, crítico. La recarga inteligente, que carga vehículos y apoya a la red, desbloquea un círculo virtuoso en el que la energía renovable hace que el transporte sea más limpio y los vehículos eléctricos permiten una mayor participación de las fuentes renovables«, dice Dolf Gielen, Director del Centro de Innovación y Tecnología de IRENA.

Mirando ejemplos reales, un nuevo informe de IRENA, Innovation Outlook: smart charging for electric vehicles, guía a los países sobre cómo explotar el potencial de la complementariedad entre la electricidad renovable y los vehículos eléctricos. Proporciona una guía para los formuladores de políticas sobre la implementación de una estrategia de transición energética que saque el máximo provecho de los vehículos eléctricos.

Implementación inteligente

La recarga inteligente significa adaptar el ciclo de recarga de los vehículos eléctricos tanto a las condiciones del sistema energético, como a las necesidades de los usuarios. Al disminuir el estrés que produce en la red la recarga de vehículos eléctricos, la recarga inteligente puede hacer que los sistemas eléctricos sean más flexibles para la integración de renovables, y proporciona una opción de electricidad baja en carbono para abordar el sector del transporte, al mismo tiempo que satisface las necesidades de movilidad.

La rápida adopción del vehículo eléctrico en todo el mundo significa que la recarga inteligente podría ahorrar miles de millones de dólares en inversiones en la red, necesarias para soportar las cargas que suponen los vehículos eléctricos de manera controlada. Por ejemplo, el operador del sistema de distribución en Hamburgo, Stromnetz Hamburg, está probando un sistema de recarga inteligente que utiliza tecnologías digitales que controlan la recarga de vehículos según los sistemas y los requisitos de los clientes. Cuando se implemente completamente, reducirá la necesidad de inversiones en la red en la ciudad debido a la recarga de vehículos eléctricos en un 90%.

El análisis de IRENA indica que si la mayoría de los vehículos de pasajeros vendidos de 2040 en adelante serán eléctricos, más de 1.000 millones de vehículos eléctricos podrían estar en la carretera en 2050, en comparación con los 6 millones actuales, eclipsando la capacidad de las baterías estacionarias. Las proyecciones sugieren que en 2050, podrían estar disponibles alrededor de 14 TWh de baterías de vehículos eléctricos para proporcionar servicios de red, en comparación con solo 9 TWh de baterías estacionarias.

La implementación de sistemas de recarga inteligente varía de lo más básico a lo más avanzado. Los enfoques más simples alientan a los consumidores a diferir su recarga de los períodos de mayor a menor demanda. Los enfoques más avanzados, que utilizan tecnología digital, como los mecanismos de control directo, pueden ser útiles en el futuro para el sistema eléctrico al proporcionar balance de energía casi en tiempo real y servicios auxiliares.

Formas avanzadas de recarga inteligente

Un enfoque avanzado de recarga inteligente, llamado Vehículo a la red (V2G), permite que los vehículos eléctricos no solo extraigan la electricidad de la red, sino que también la inyecten. La tecnología V2G puede crear un caso de negocios para los propietarios de vehículos eléctricos, a través de agregadores, para proporcionar servicios auxiliares a la red. Sin embargo, para ser atractiva para los propietarios de vehículos eléctricos, la recarga inteligente debe satisfacer las necesidades de movilidad, lo que significa que los vehículos se deben cargar cuando sea necesario, al coste más bajo, y los propietarios posiblemente deberían recibir una remuneración por prestar servicios a la red. Los instrumentos políticos, como los descuentos para la instalación de puntos de recarga inteligente y las tarifas de tiempo de uso, pueden incentivar un amplio despliegue de la recarga inteligente.

Hemos visto probar esto en Reino Unido, Holanda y Dinamarca. Por ejemplo, desde 2016, Nissan, Enel y Nuvve se han asociado y trabajan en una solución de gestión energética que permite a los propietarios de vehículos y usuarios de energía operar como centros de energía individuales. Sus dos proyectos piloto en Dinamarca y Reino Unido han permitido a los propietarios de vehículos eléctricos Nissan ganar dinero inyectando energía a la red a través de los cargadores bidireccionales de Enel.

¿Solución perfecta?

Si bien los vehículos eléctricos tienen mucho que ofrecer para acelerar el despliegue de la energía renovable variable, su aceptación también presenta desafíos técnicos que deben superarse.

El análisis de IRENA sugiere que la recarga no controlada y simultánea de vehículos eléctricos podría aumentar significativamente la congestión en los sistemas energéticos y la carga máxima. Esto se traduce en limitaciones para aumentar la proporción de energía solar fotovoltaica y eólica en los sistemas energéticos, y la necesidad de costes adicionales de inversión en infraestructura eléctrica en forma de reemplazo y cables adicionales, transformadores, interruptores, etc., respectivamente.

Un aumento en la conducción autónoma y de la «movilidad como servicio», es decir, las innovaciones para compartir coche o aquellas que permitirían a vehículo transportar a personas diferentes al propietario éste no lo esté usando, podrían reducir la potencial disponibilidad de vehículos eléctricos conectados a la red y funcionando como estabilizadores de la misma, ya que las baterías se conectarían y estarían disponibles para la red con menos frecuencia.

Impacto de la recarga según el tipo

También ha quedado claro que las recargas rápida y ultrarrápida son una prioridad para el sector de la movilidad, sin embargo, la recarga lenta es más adecuada para la recarga inteligente, ya que las baterías están conectadas y disponibles en la red durante más tiempo. Para la recarga lenta, es fundamental la ubicación de la infraestructura de recarga en el hogar y en el lugar de trabajo, un aspecto a considerar durante la planificación de la infraestructura. Las recargas rápida y ultrarrápida puede aumentar la tensión de demanda máxima en las redes locales. Las soluciones como el intercambio de baterías, las estaciones de recarga con almacenamiento en búfer y la recarga nocturna pueden ser necesarias, en combinación con las recargas rápida y ultrarrápida, para evitar grandes inversiones en infraestructura.