por Inverse Horizons
Los viajes por carretera son quizás tan buenos como las listas de reproducción que los acompañan. Sabes que elegiste una bomba cuando le gritas a las instrucciones de voz del auto que se callen y dejen que suene la música.
Entonces, cuando estás en el campo, conduciendo por una carretera abierta sin nada más que tú, el cielo y Bruce Springsteen gritando a través de los parlantes, es mucho más irritante tener que silenciar las melodías y, en cambio, comenzar a aferrarte frenéticamente a Google. Mapea cada palabra para que puedas localizar la estación de carga EV más cercana . Luego debe comprometerse a sentarse allí, quitándose las moscas de la cara, mientras espera horas para que su automóvil se vuelva a cargar.
Y, por no mencionar, es bastante inconveniente conducir un vehículo eléctrico durante más de un par de horas. En comparación con las más de 145 000 estaciones de servicio que bordean las carreteras de Estados Unidos, solo puede encontrar alrededor de 46 000 estaciones de carga EV . Estos pocos tienden a concentrarse a lo largo de las costas y son aún más escasos en el centro del país. En otras palabras, si se encuentra en Kansas cerca de la frontera con Missouri y necesita cargar su Tesla, podría terminar en un desvío tan grande que (literalmente) ya no estará en Kansas.
Estos inconvenientes son especialmente molestos porque los vehículos eléctricos actuales tienen una mediana rango de manejo de 234 millas con una carga completa, según la EPA, o aproximadamente el mismo rango que el modelo Jaguar I-Pace 2022. Lo máximo que puede obtener es hasta 520 millas si está dispuesto a gastar más de $ 170,00 en el modelo Lucid Air 2022. Mientras tanto, los autos a gasolina tienen un alcance promedio de 403 millas.
Agregue que los viajes en automóvil que funcionan con electricidad pueden implicar muchas esperas, y no nos referimos a sentarse en el tráfico. Cargar un EV puede llevar entre 20 minutos y varias horas, dependiendo del equipo de carga (que puede no estar funcionando ). Una carrera de gas de corte y secado toma cinco minutos. En Nueva Jersey , los encargados de la gasolinera incluso te la bombean. Si hay una fila para la estación de carga, agregue otros 40 minutos de espera a su odisea.
“Eso es algo que claramente es una pérdida de tiempo, así que ahí es donde podemos mejorar en la fase de planificación” , dice a Inverse Matteo Muratori , ingeniero senior del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) que estudia la infraestructura EV .
PROBLEMAS DE VIAJE
Para ver el problema de primera mano, salgamos a la carretera. Usted, un conductor de Tesla, planea conducir desde Washington, DC, hasta el Parque Nacional Joshua Tree en California. Un Tesla Model X requiere más de nueve horas de carga óptima y el viaje duraría unas 51 horas. Conducir el Tesla Model 3, que es más asequible, implica aproximadamente 10 horas de tiempo de carga y un tiempo de viaje de 52 horas. Ambos escenarios suponen que nunca tendrá que esperar a que haya cargadores disponibles en ningún momento. En comparación, un viaje en automóvil tradicional tomaría alrededor de 37 horas. Es posible que puedas cobrar durante la noche alojándote en hoteles , pero, de nuevo, no todos los hoteles tienen una toma de EV de serie.
Sin embargo, las cosas están mejorando. Los vehículos eléctricos como los fabricados por la empresa emergente Lucid tienen rangos de manejo cada vez más largos; aunque ahora son caros, la competencia empuja a otros fabricantes de automóviles en la misma dirección. Y el número de estaciones EV en los EE. UU. ha crecido rápidamente en los últimos años. En el último trimestre de 2021, los puertos públicos de carga de vehículos eléctricos aumentaron casi un 5 % con respecto al trimestre anterior.
Aún así, estos retrasos ayudan a explicar por qué los propietarios de vehículos eléctricos conducen aproximadamente la mitad de las millas anuales que los propietarios de automóviles a gasolina acumulan. Entonces, si los estadounidenses quieren seguir viajando por carretera en medio de nuestra crisis climática, debemos racionalizar seriamente los viajes prolongados en vehículos eléctricos.
LO SUFICIENTEMENTE BUENO
No todas las estaciones de carga de vehículos eléctricos son iguales. Se dividen en tres categorías:
Nivel 1: esta estación de carga utiliza el mismo tomacorriente de 120 voltios que se encuentra en la mayoría de los hogares. Todos los vehículos eléctricos o híbridos enchufables pueden usar este tipo de enchufe, pero también es muy lento y agrega entre 3 y 5 millas de alcance por hora a la batería de un automóvil. ¡Sin embargo, es ideal para pasar la noche!
Nivel 2: este equipo requiere un tomacorriente de 208-240 voltios y agrega de 12 a 80 millas de alcance por hora. La diferencia depende de factores como la potencia de salida y la tasa de carga máxima del vehículo. En 2021, este tipo de puntos de venta constituían más del 80 por ciento de los puertos de carga públicos de EE. UU.
Nivel 3: Este es el tipo de estación más rápido disponible y requiere un tomacorriente de corriente continua de 400-900 voltios. Puede ofrecer entre 3 y 20 millas de alcance por minuto. Debido a su voltaje relativamente alto y su alto precio de instalación, los cargadores de nivel 3 rara vez se encuentran en los hogares. En 2021, más del 15 por ciento de los puertos de carga de vehículos eléctricos públicos del país eran cargadores rápidos de corriente continua. Los cargadores de nivel 3 son alternativas impresionantes a la bomba, pero una carga más rápida y sin problemas podría ser lo que haga que su Rivian SUV realmente compita con su Chevrolet Cherokee.
“ME PREGUNTO CUÁNDO DECIR: ‘OK, ESTA [VELOCIDAD DE CARGA] ES LO SUFICIENTEMENTE BUENA’. CREO QUE ESTAMOS MUY CERCA”.
Para los consumidores ansiosos por deshacerse de sus viajes a gasolina más temprano que tarde, es importante centrarse en aumentar la accesibilidad a la tecnología que ya está disponible en lugar de simplemente fijar nuestra mirada en los cargadores más rápidos posibles y los automóviles con los alcances más largos posibles. Eso significa que debemos reinventar la cultura de conducción de los EE. UU., al menos por ahora: trate de trazar un mapa de las estaciones en su ruta antes de salir a la carretera y siéntase cómodo pasando un poco de tiempo en las estaciones de descanso mientras carga, dice Muratori de NREL. Los modelos de Tesla ya hacen la planificación por usted .
“Me pregunto cuándo decir, ‘Ok, esta [velocidad de carga] es lo suficientemente buena’”, dice. “Creo que estamos muy cerca. No significa que no podamos seguir mejorando, pero no creo que debamos seguir mejorando para brindar una buena experiencia a los consumidores”.
Además, las estaciones de cambio de alta tecnología y los autos lujosos con rangos de milla relativamente largos actualmente en desarrollo probablemente serán inasequibles para la mayoría de los consumidores. Pero las tecnologías adecuadas de hoy en día aún pueden ofrecer una experiencia eficiente y respetuosa con el medio ambiente para franjas más amplias de la población, dice Eric Wood , ingeniero senior de NREL.
“Hay una compensación entre la conveniencia de esa carga [más rápida] y el costo de esa tecnología”, explica Wood.
“Estamos tratando de encontrar ese punto óptimo en el que brindamos a las personas la velocidad suficiente para satisfacer sus necesidades, pero no lo hacemos de una manera que no sea sostenible financieramente”.
EN EL HORIZONTE…
Pero, ¿qué se necesita para engañar a estos paseos? La clave puede ser baterías nuevas y mejoradas con las que los científicos y los fabricantes de automóviles solo pueden soñar. Las baterías de EV de hoy pueden soportar hasta alrededor de 150 kW, o aproximadamente 7.5 millas de rango de batería por minuto en una sola sesión de carga antes de que se sobrecalienten y se degraden. Debido a que las baterías no pueden mantenerse al día, incluso el cargador más rápido disponible públicamente, que proporciona 350 kW o alrededor de 23 millas de rango de batería por minuto, no es muy útil.
Los investigadores ahora están buscando una variedad de soluciones para este problema. Por ejemplo, así como los conceptos de la física cuántica se han infiltrado en todo, desde las computadoras hasta la iluminación ., podemos encontrar baterías cuánticas en un futuro (lejano). Dominik Šafránek , físico del Instituto de Ciencias Básicas de Corea del Sur, imagina baterías alimentadas por estados cuánticos.
LA CARRERA PARA CARGAR LOS VEHÍCULOS A VELOCIDADES COMPARABLES A LAS DE LOS REPOSTAJES DE GASOLINA PODRÍA PONER A PRUEBA NUESTRA INFRAESTRUCTURA ENVEJECIDA, AMENAZANDO LA TRANSICIÓN A LA ENERGÍA RENOVABLE.
El entrelazamiento cuántico , por ejemplo, ocurre cuando dos o más partículas, comúnmente llamadas qubits , se vinculan y permanecen conectadas sin importar qué tan lejos viajen (al igual que una relación dedicada a larga distancia). Gracias a esta propiedad, las baterías cuánticas podrían enviar energía a estos qubits y cargar varias celdas simultáneamente , a diferencia de las baterías tradicionales que solo pueden alimentar celdas de forma independiente.
“Utiliza estos estados no clásicos a tu favor”, dice Šafránek a Inverse . “El voltaje determina la velocidad a la que se cargan las baterías [tradicionales], pero con la carga cuántica, puede tomar un atajo del estado sin carga al estado cargado”.
Las baterías cuánticas podrían alcanzar altas velocidades sin las limitaciones que enfrentan los materiales de las actuales de litio-hierro, como el rango de temperatura específico que se debe mantener para evitar daños. También le dará más por su dinero, ya que la velocidad de carga es proporcional a la cantidad de qubits (por lo que una batería con seis qubits tardaría solo diez minutos en cargarse, suponiendo que un qubit requiera una hora para cargarse).
Sin embargo, no es probable que esto suceda pronto. Šafránek dice que probablemente tendremos que esperar hasta que las computadoras cuánticas avancen más, ya que estas tecnologías están estrechamente relacionadas, pero eso podría llevar varias décadas.
Otra innovación que podría tomar varias décadas: las soluciones de carga inalámbrica podrían eliminar la necesidad de detenerse agregando energía mientras conduce. Los científicos creen que la carga inalámbrica de vehículos eléctricos podría ser posible mediante la carga inductiva, que utiliza un campo electromagnético para transferir energía a la batería del automóvil, de forma similar a cómo el viento o el agua empujan las turbinas para generar electricidad. En el automóvil, una bobina de inducción recibiría un “empuje” electromagnético del cargador, convirtiendo las vibraciones en energía.
EN LOS PRÓXIMOS AÑOS, LOS USUARIOS POTENCIALES DE VEHÍCULOS ELÉCTRICOS PUEDEN ESPERAR MUCHAS MÁS OPCIONES DE CARGA
Mientras tanto, las baterías de estado sólido podrían estar listas mucho antes. En la mayoría de las baterías, los iones de litio fluyen a través de un electrolito líquido. Las baterías de estado sólido actualmente en desarrollo incluyen un electrolito sólido, a menudo hecho de material cerámico. Estos pueden proporcionar una opción de carga más segura y rápida: es menos probable que se incendien y es posible que solo necesiten de 10 a 20 minutos para realizar el trabajo. Esto se debe a que pueden contener mucha más energía que las baterías de iones de litio actuales. Es probable que las baterías de estado sólido lleguen al mercado en unos pocos años , según estimaciones ambiciosas de la compañía. Pero la invención parece estar empantanada por problemas de ingeniería, por lo que el cronograma propuesto puede no ser realista.
Además de los inconvenientes de las baterías actuales, solo podemos poner mucha tensión en la red eléctrica.La carrera para cargar los vehículos a velocidades comparables a las de los repostajes de gasolina podría poner a prueba nuestra infraestructura envejecida, amenazando la transición a la energía renovable. Afortunadamente, los investigadores están buscando formas de acelerar la carga sin agotar la infraestructura eléctrica local.
Y en los próximos años, los usuarios potenciales de EV pueden esperar muchas más opciones de carga: el gobierno federal anunció en febrero que proporcionaría $ 5 mil millones durante cinco años para reforzar la infraestructura de carga pública del país. Cada estado recibirá millones de dólares durante ese período de tiempo, que se destinarán en gran medida a las estaciones enfocadas a lo largo del Sistema de Carreteras Interestatales (buenas noticias para los viajeros por carretera).
Dadas las limitaciones actuales, es probable que este dinero no se destine a la construcción de cargadores cuánticos, sino a la gama de tecnologías probadas y verdaderas actualmente disponibles. Entonces, si está buscando obtener electricidad sin romper el banco, el futuro se ve brillante.
Fuente: https://assets.bdg.com/newsletters/4175.html?utm_campaign=35396
