ELS VEHICLES ELÈCTRICS, ENS RESOLDRAN ALGUN

ELS VEHICLES ELÈCTRICS, ENS
RESOLDRAN ALGUN PROBLEMA?
Joan Pallisé
Terrassa 22 d’abril de 2014
Índex
1. Comencem de manera un tant filosòfica:
la provocació.
2. Quins són els principals reptes?
3. El VE un nou paradigma per a la mobilitat
4. Infraestructures per a la recàrrega de
VE
5. Alguns reptes i expectatives pel futur.
Una provocació?
Una entrevista de “La contra” de la Vanguardia cap a
finals de 2013 amb el professor d’informàtica d’Oxford
Stephen Emmott, autor de Ten Billion. “Els VE necessiten
energía (!) no solucionen res,tralladen el problema del tub
d’escapament, a la xemeneia de la central elèctrica…
Comprar un cotxe elèctric és una aberració”
Alguns reptes i expectatives de futur
¿9.000.000.000
habitants?
¿3.000.000.000
vehícles?
Els recursos, el Peak-oil, la contaminació, la salut, el canvi
climàtic,…
A les ciutats el cotxe és qui organitza l’espai urbà, on sembla tenir prioritat
absoluta, les ciutats semblen més pensades pels cotxes, que per les persones.
“El mayor defecto de la raza humana es nuestra
incapacidad para comprender la función exponencial”.
P(t) = Po ert,
•
•
•
Des de R.Malthus i el seu assaig de 1798 fins Paul R.
Ehrlich/ Anne H. Ehrlich: La bomba P (1968) o
l'explosió demogràfica: el principal problema
ecològic.
Polèmica del primer amb Marx, i del segon amb
Barry Commoner: En paz con el planeta (1990).
Barry Commoner i els Ehrlich protagonitzaren una
llarga e instructiva polèmica sobre demografia i
crisis ecològica fa més de quatre decennis.
Les persones sembla que volem cotxes
Vehicles per cada 1.000 habitants.
Són possibles les projeccions pel 2035?
Font: IEA WEO 2011
Mc Luhan el 1951 va escriure “La núvia mecànica”
Estem anant en cotxe cap el futur, fent servir només
el mirall retrovisor.
Vehicles, tecnologia i societat
La Qualitat de l’aire a les ciutats
Francia decreta tráfico alterno en
París ante los altos niveles de
Contaminación (15/03/14)
Ya son seis días con la capital francesa en alerta roja debido a una concentración de
micropartículas que flota en el ambiente y ha obligado al Ministro de Ecología, Philippe
Martin, a convocar una gabinete de crisis en pleno sábado.
Las autoridades han recomendado a la población que no salga a pasear ni haga ejercicio
físico al aire libre, que eviten ventilar los hogares, que pongan a buen recaudo a los niños
menores de 6 años, ancianos o personas con afecciones respiratorias y que eviten utilizar
el coche. Para convencer a los automovilistas recalcitrantes, el ayuntamiento parisino
anunció el jueves que toda la red de Velib -bicicletas públicas que se alquilan para
trayectos cortos- sería gratis durante todo el fin de semana y la RATP que gestiona el
metro, trenes de cercanías y autobuses de línea hizo lo propio en las mismas fechas.
Y el jefe de gobierno Jean-Marc Ayrault, tras consultar en la tarde del sábado con los
titulares de Ecología, Sanidad, Interior y Transporte, ha decretado a partir del lunes a
las 05.30 horas el tráfico alterno --matrículas pares los días pares e impares los
impares-- en todo el núcleo urbano parisino.
Vehículos, tecnologia y sociedad
(Energia, medio ambiente, movilidad y sostenibilidad)
Aspectos ambientales básicos. La calidad del aire
Muchas ciudades europeas (París, Berlín, Oslo, Londres, Barcelona,…), superan los
límites en Q.A. asignados por Directivas Europeas.
Tanto para hacer frente a los problemas ambientales de contaminación
atmosférica y ruido, como para reducir la emisión de GEI, o a la dependencia de
los combustibles fósiles, ya han implantado medidas drásticas sobre el transporte
y los VCI privados.
Vehículos
Norma
NOx
HC + NOx
PM
CO
diesel (mg/km)
Euro 1
Euro 2
700
970
900
140
100
2720
1000
Euro 3
500
560
50
640
Euro 4
250
300
25
500
Euro 5
180
230
5
500
Vehículos de
Norma
Nox
HC
CO
PM
gasolina, GLP o GN (mg/km)
Euro 1
Euro 2
Euro 3
1000
500
150
1000
500
200
2800
2200
2200
Euro 4
80
100
1000
Euro 5
60
100
1000
5(*)
Si bien existen diversas estimaciones del tipo tanque-rueda (TTW), se acepta que por cada
millar de VE que circule en nuestras ciudades conseguiríamos reducciones del orden de
30.000 kg anuales de los contaminantes (CO, NOx, HC). presentes en el aire que
respiramos; mientras la reducción unitaria de CO2 se situaría entre el 30 i 40 %.
Vehículos, tecnologia y sociedad
(Energia, medio ambiente, movilidad y sostenibilidad)
Tant l’emissió de contaminants (convencionals), com dels
GEI, tenen una relació directa amb l'Eficiència Energètica
10
Vehículos, tecnologia y sociedad
(Energia, medio ambiente, movilidad y sostenibilidad)
Previsiones IEA
Font: IEA 2009 – Technology Roadmap. Electric and plug‐in hybrid electric vehicles
Consideraciones sobre la eficiencia
El ACV una herramienta a desarrollar
No debe ignorarse que la recarga de VE hace referencia a suministros
relativamente importantes de electricidad, con nuevas demandas de
“potencia y energía” equiparables cómo mínimo a las de una vivienda y
por lo tanto el núcleo del asunto a tener resuelto es de tipo
electrotécnico; les TIC son un buen complemento para mejorar
prestaciones, pero no puede ni debe erigirse en el agente principal.
“Sin vatios, no hay ni Bits, ni Baudios”
Els focus emissors
La QA a les ciutats
El subministrament d’electricitat i els seus problemes
Una oportunitat pel sistema
Como Operador del Sistema, Red Eléctrica gestiona una curva de la demanda
con un elevado apuntamiento
1
Elevado ratio punta/valle
En algunas ocasiones se
producen cortes de eólica,
debido a la baja demanda y
a la reducida capacidad de
interconexión internacional
2
Bajo nivel de demanda
2
Elevado nivel de
producción eólica
Alguns reptes i expectatives pel futur
L’energia i els ordres de magnitud
Alguns dels nostres reptes energètics
• Reduir la dependència energètic del petroli (balança $).
• Possibilitat de generar electricitat de moltes fonts primàries i
especialment de recursos de procedència renovable
•Aplanar la corba de càrrega, optimitzar el sistema de generació i
transport existent.
• El somni de tot enginyer elèctric: emmagatzemar electricitat en
quantitats respectables (per un futur més llunyà el V2G/V2H).
• Nous potencials de la generació distribuïda i les microxarxes.
• Reducció de les emissions contaminants del sector del
transport, tant a nivell local, com de manera global.
D’acord amb les “pitjors” hipòtesis dels escenaris d’implantació de
VE, cap a l’any 2015 s’obtindria una demanada addicional
d’electricitat de 900 GWh/a.
Situación y perspectivas pels propers anys
•
•
•
•
•
Todas las grandes firmas de automoción, a pesar de ralentizar sus
expectativas, están preparando la fabricación y comercialización de nuevos
modelos de VE.
En los próximos años 2014-15 apareceran nuevos modelos de VE europeos,
americanos y japonenses. Hasta hace poco el mercado estaba dominado por
VE japoneses, por americanos y por Renault
Principal handicap: coste del VE que sigue siendo elevado (entre 30 y 40 k€)
a pesar que el coste de utilización y mantenimiento sea muy económico.
Entra en funcionamiento una nueva fabrica de Nissan en UK con producción
importante y aparecen nuevos actores.
Se sigue avanzando sobre el tema de las baterías reduciendo coste y
aumentando densidad de potencia y energía. Quedan incertidumbres sobre
ciclos de vida y segundo uso.
Una gran multitud de argumentos energéticos, de agotamiento de recursos,
de contaminación ambiental y en la lucha contra el cambio climático, empujan
a favor de una nueva movilidad con VE.
20%
Reduction of
Energy
Consumtion
20%
Emissions
Reduction
20%
Renewable
Energy
CIRCUTOR
Sede en Viladecavalls (Barcelona)
Desde 1973 innovando en tecnología
para la eficiencia energética
CIRCUTOR y la Eficiencia Energética (Eléctrica)
Desde 1973 nos dedicamos a la Eficiencia Energética
Fabricamos unos 3000 productos.
Medida
Protección y control
Quality & Metering
Compensación de energía reactiva
y filtrado de armónicos
Recarga de Vehículos Eléctricos
Divisiones y gama de productos
Div M. Medida y Control
SCADA Software
Div.R. Reactiva y Filtrado
Div P. Protección y Control
Div V. Recarga de VE
Q. Quality & Metering
EDS, autómata energético
(inteligencia para el almacenamiento “in situ”, comunicaciones, gestión de carga, …)
Medida y Control
Són possibles les ciutats intel·ligents, sense que ho
Siguin els seus Ciutadans?
El VE como nuevo paradigma de movilidad
• El falso dilema del huevo, o
la gallina
¿Faltan enchufes para VE;
o tenemos demasiados enchufes
para tan pocos VE?
• ¿Son tantas las pegas
y limitaciones de los VE?
• ¿ Muerte y venganza del VE?
¿Cuanta inteligencia hará falta?
Normativa: modos de recarga y tipos de conectores.
International Standardization
‐SEGURIDAD: IEC‐61851 > Electrical vehicles conductive charge system. Edition 2.0
‐ CONECTORES: IEC 62196 > Plugs, socket‐outlets, vehicles couplers and vehicles inlets. Conductive charging of electrical vehicles.
‐ COMUNICACIONES: ISO 15118 > Road vehicles‐
communication protocol between electrical vehicles and grids
‐COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA: IEC 61000 > Electromagnetic compatibility (EMC) , Las infraestructuras de recarga para VE
Una completa gama de equipos en continua evolución y
permanente innovación
Todos los posibles usuarios y aplicaciones están cubiertas con la
gama más completa de equipos que existe en el mercado: postes
para exterior y vía pública, cajas simples, dobles y mixtas para
interiores, sistemas multipunto para aparcamientos, estaciones
de servicio para la recarga ultra rápida,…
Modos de recarga tipos I,II,III y IV; tomas tipo 1, 2 y 3,
Comunicaciones RS 485, Ethernet, GPRS, 3G
Power Studio Scada para una completa gestión particularizada,…
Normativa: modos de recarga y tipos de conectores.
Tipos de conectores - IEC 62196-2:
Tipo I: SAE-J1772 (Max 250V 32A monofásico) – 5 pins
Yazaki (Japón)
Tipo II: monofásico (70 A-250 V) ) o trifásico (63A-500 V)
7 pins ( 5 power + 2 control). Mennekes (Alemania)
Normativa: modos de recarga y tipos de conectores.
Tipos de conectores - IEC 62196-2:
Tipo III: Trifásico hasta 32 A - 21kW. (4,5 o 7 pins )
SCAME - EV France-Italy Plug Alliance
Type IV: IEC 62196-3 (Max 500V DC 125A DC ) Promovido por
CHAdeMO association – Creado por Tepco – Principal fabricante: Yazaki
(Japón)
Modos de recarga y tipos de conectores
Nuevos modelos de VE con modos de recarga y tipos
de conectores
Un sistema “smart” de Gestió?
Analizador de Redes
Monofásico Esp.CVM-1
Ocupa 1 módulo
Infraestructures a la via pública: recàrrega de complement
Evolució de la recàrrega a la vía pública ☺
Desde el año 2008 al 2012se ha avanzado mucho
Un primer nivell d’intel·ligència de les infraestructures
La importància dels equips para pk interior
Un primer nivell d’intel·ligència de les infraestructures
Aplicaciones SCADA con pantallas
personalizadas, eventos, informes
Más de 3 años
operando una flota
de 200 VE.
En este caso los
aspectos clave son:
La Seguridad
La Fiabilidad
La Versatilidad
El Control de la
Potencia
La Gestión de la
Energía
El control de la
Distorsión armónica
y perturbaciones
..../....
Las flotas de VE para empresas y servicios
El sistema permite visualizar y
acceder a diversos niveles de
información:
Para los conductores
Para los servicios técnicos
Para la gerencia
Nous equips & instal·lacions per recàrrega més ràpida
CHAdeMO: Ultra-Fast Charging
Potencia de salida 50 kW c.c.
Una gamma d’equips en plena evolució
Autoconsumo y telegestión
Red eléctrica general B.T.
SGE – Telegestión aplicaciones autogeneración
Consideraciones finales
Situación y perspectivas para el 2013-2015
Las infraestructuras de recarga para VE
se están adelantado a los mismos VE
Ni el suministro de energía, ni los puntos
de recarga serán el problema. Cual es?
Ventas España 2012 casi 10.100 unidades PHV frente a
437 unidades de VE, en conjunto 1,5% ventas VCI
Respecto a puntos de recarga existen unos 1500 puntos
Nuevo borrador UE cae en el mismo error MI
Contemplar más VE 2,5M que puntos de recarga 824k !!!
Consideraciones finales
Consideraciones finales
Consideraciones finales
Los vehículos eléctricos están aquí y han venido para quedarse, si bien
solo podemos considerar como “smart” aquellas orientaciones y
estrategias tendentes a evitar mitos y barreras artificiales,
facilitando una rápida implantación
Consideraciones finales
Nos encontramos en el inicio de un camino que
permitirá superar el obstáculo técnico más
importante de la electricidad: su
almacenamiento.
La nueva movilidad fundamentada en los VE
presenta unas dimensiones poliédricas que
afectan a aspectos tan importantes como la
dependencia energética, la volatilidad de los
precios de carburantes, el famoso “peak oil”, la
la perdida en la calidad del aire, la emisión de
gases de efecto invernadero, el ruido en las
ciudades,... Pero desde nuestro punto de vista,
el aspecto más importante es el que hace
referencia a:
LA EFICIENCIA ENERGÉTICA Y EL
ALMACENAMIENTO DE ELECTRICIDAD
Consideraciones finales
Consideraciones finales
Un nuevo concepto V2H: el vehículo eléctrico puede utilizarse tanto
para el transporte de personas y productos, como energía
1 kWp solar fotovoltaica
La energía solar fotovoltaica se
almacena en este pack de baterías
(recicladas de un coche eléctrico
viejo) y puede alimentar la casa
47
Associació catalana promotora del Vehicle Electric Volt‐Tour (www.volttour.eu) Consideraciones finales
El almacenamiento de energía con las nuevas baterías de ion Li,
con sistemas de microgeneración, conjuntamente con el desarrollo de
Normativas de autogeneración y consumo, representará un cambio
substancial de los escenarios energéticos actuales.
Consideraciones finales
En el mundo actual, la energía vuelve a encontrarse en medio
de una encrucijada, en la que hay abiertos nuevos debates:
• El reto de la eficiencia energética
• La calidad del aire y el cambio climático
• El almacenamiento de la electricidad
• Las smarts grids y el autoconsumo
• La reinvención de la movilidad y la recarga de los VE
EN TODOS Y CADA UNO DE LOS ASPECTOS
ANTERIORES, LA RECARGA Y LOS VEHÍCULOS
ELÉCTRICOS CONSTITUYEN UN
ESLABÓN ESENCIAL
Una modesta observació per cloure
El teòric de la comunicació i dels medis M. Mc Luhan que fou molt famós a
principis del 70s, estava fascinat per l'electrònica fins el punt de creure’s
queComo
la civilització
electrònica
provocaria
un salt i espiritual
aproparia
molt bé ens suggerí
l’economista,
prolífic escriptor
crític nuclearque
J. L.
Sampedro:el
no
hauríem entre
de confondre
els humanitat.
fins (mitjans per aconseguir uns determinats resultats), en els
contacte
deu i la
quals els experts han de jugar un paper important, amb la formulació primària d'objectius,
Totes iaamb
això, anys desprès decebut fa afirmar una cosa tant contundent
dir la meta cap a la que, com societat, volem dirigir-nos. Amb aquest objectiu
com:
SATAN
ÉS UN
ENGINYER
estaríem
plenament
implicats
tots elsELECTRÒNIC.
ciutadans.
La tecnologia pot ajudar a mitigar els problemes socials, però mai les solucions poden venir
tant sols de la tecnologia.
Aquest és el modest, i alhora important, paper dels nous VE. Mai hem pretès que aquests
ho solucionin TOT.
PARA UNAS CIUDADES MÁS VERDES Y
MÁS INTELIGENTES:
LOS VEHÍCULOS ELÈCTRICOS
REPRESENTAN UN PASO IMPORTANTE
ASÍ COMO UNA INMEJORABLE
OPORTUNIDAD PARA REINVENTAR LA
MOVILIDAD
SEAMOS SENSATOS Y ALEJEMOS LOS
MALOS AIRES