Por qué la revolución de los coches eléctricos puede tardar mucho más de lo esperado

Fotografía de una estación de carga EV Perno Chevy

No espere que los autos y camiones eléctricos sean tan baratos como sus rivales a gasolina en el corto plazo.

A nuevo reporte de MIT Energy Initiative advierte que es posible que los vehículos eléctricos nunca alcancen el mismo precio de etiqueta mientras dependan de baterías de iones de litio, la tecnología de almacenamiento de energía que alimenta la mayoría de los productos electrónicos de consumo actuales. De hecho, es probable que tome otra década eliminar la diferencia en los costos de vida útil entre las categorías de vehículos, lo que tiene en cuenta los mayores gastos de combustible y mantenimiento de los automóviles y camiones estándar.

Los hallazgos contradicen marcadamente los de otros grupos de investigación, que han concluido que los vehículos eléctricos podrían alcanzar la paridad de precios con los de gasolina en los próximos cinco años. La persistente diferencia de precios pronosticada por el informe del MIT podría obstaculizar la transición a vehículos de bajas emisiones, lo que requeriría que los gobiernos extiendan los subsidios o promulguen mandatos más estrictos para lograr la misma adopción de vehículos eléctricos y reducir la contaminación climática.

El transporte es el mayor fuente de emisiones de gases de efecto invernadero en los EE.UU. y cuarto más grande a nivel mundial , por lo que no hay forma de lograr las reducciones necesarias para evitar niveles peligrosos de calentamiento global sin cambios importantes hacia vehículos y sistemas de transporte público más limpios.

El problema es que es probable que la disminución constante en el costo de las baterías de iones de litio, que alimentan los vehículos eléctricos y representan alrededor de un tercio de su costo total, disminuya en los próximos años a medida que se acercan a los límites establecidos por el costo de la materia prima. materiales

Si sigues algunas de estas otras proyecciones, básicamente terminas con el costo de las baterías por debajo de los ingredientes necesarios para fabricarlas, dice Randall Field, director ejecutivo del grupo Mobility of the Future del MIT. Lo vemos como un defecto.

Los números

Se estima que los paquetes de baterías de iones de litio actuales cuestan entre $ 175 y $ 300 por kilovatio-hora. (Un vehículo eléctrico de rango medio típico tiene un paquete de baterías de 60 kWh).

A número de comercial y investigadores académicos han proyectado que los costos de dichas baterías alcanzarán los $100/kWh para 2025 o antes, lo que muchos proclaman es el número mágico en el que los vehículos eléctricos y los vehículos a gasolina alcanzan la paridad de precio minorista sin subsidios. Y seguirían cayendo desde allí.

Pero alcanzar el umbral de $100 para 2030 requeriría que los costos de los materiales se mantuvieran estables durante la próxima década, durante un período en el que se espera que la demanda mundial de baterías de iones de litio aumente considerablemente, señala el estudio 'Insights into Future Mobility' del MIT. Proyecta que los costos probablemente caerán solo a $ 124 por kilovatio-hora para entonces. En ese momento, el costo total de propiedad entre las categorías sería aproximadamente el mismo, dados los costos adicionales de combustible y mantenimiento de los vehículos que funcionan con gas. (El lugar donde estas líneas se cruzan depende en gran medida de los costos locales de combustible y del tipo de vehículo, entre otros factores).

Pero el precio de etiqueta de un EV con 200 millas de alcance aún costaría miles de dólares más que un vehículo comparable a gasolina en muchas áreas. Si bien cerrar la brecha en el costo total de propiedad sería un paso sólido para los vehículos eléctricos, el consumidor promedio es muy sensible al precio inicial y a lo que equivale en pagos mensuales.

Es probable que los costos sigan mejorando a medida que, entre otras cosas, las empresas reduzcan el nivel del costoso cobalto en los componentes de las baterías y logren mejoras en la fabricación a medida que aumentan los volúmenes de producción. Pero la minería de metales ya es un proceso maduro, por lo que es probable que las caídas adicionales se desaceleren rápidamente después de 2025, ya que el costo de los materiales representa una porción cada vez mayor del costo total, según el informe.

Es probable que las disminuciones de costos más profundas más allá de 2030 requieran cambios de la química de iones de litio dominante en la actualidad a tecnologías completamente diferentes, como baterías de metal de litio, de estado sólido y de azufre de litio. Cada uno de estos todavía se encuentra en etapas de desarrollo mucho más tempranas, por lo que es cuestionable si alguno podrá desplazar al ion de litio para 2030, dice Field.

Gene Berdichevsky, director ejecutivo del fabricante de materiales de ánodo Sila Nanotechnologies, está de acuerdo en que será difícil para la industria superar constantemente el piso de $100/kWh con la tecnología actual.

Pero también cree que el documento descarta algunas de las mejoras a corto plazo que veremos en las baterías de iones de litio sin cambios completos a diferentes químicas. Para 2030, espera Berdichevsky, los paquetes de baterías podrán almacenar significativamente más energía y durar muchas más millas en la carretera, lo que puede reducir costos, mejorar el rendimiento y, de lo contrario, aumentar el atractivo relativo de los vehículos eléctricos.

Conducir hacia adelante

La buena noticia es que un número creciente de fabricantes de todo el mundo se están pasando a los vehículos eléctricos, lanzando diferentes modelos a diferentes precios.

El domingo Ford presentó un SUV eléctrico programado para llegar a las salas de exhibición el próximo año, denominado Mustang Mach E. Audi, Jaguar, Mercedes-Benz y Tesla también han introducido SUV alimentados por batería, que satisfacen los gustos de los consumidores por vehículos más grandes.

Pero el estudio del MIT señala que lograr reducciones profundas en las emisiones del transporte requerirá una revisión paralela de los sistemas eléctricos utilizados para cargar los vehículos eléctricos.

Actualmente, las emisiones de carbono por milla de EE. UU. para un vehículo eléctrico con batería son, en promedio, solo un 45 % menos que las de un vehículo a gasolina de tamaño comparable. Esto se debe a que los combustibles fósiles todavía generan la parte dominante de la electricidad en la mayoría de los mercados, y el proceso de fabricación de los vehículos eléctricos genera emisiones considerablemente más altas, principalmente relacionadas con la producción de baterías.

Los vehículos eléctricos en algunas regiones de EE. UU., en particular, incluidos los estados carboníferos como Virginia Occidental, podrían generar casi el mismo nivel de emisiones que los vehículos estándar durante su vida útil. En partes de India y China con sistemas eléctricos particularmente sucios, los vehículos eléctricos pueden incluso generar más emisiones que los vehículos que funcionan con gas, dice Emre Gencer, un científico investigador que trabajó en el estudio.

Si los vehículos eléctricos no pueden competir directamente en precio en el mercado, la política pública deberá desempeñar un papel más importante para impulsar la adopción de vehículos eléctricos y reducir las emisiones del transporte.

El estudio del MIT proyecta que la proporción de vehículos eléctricos e híbridos enchufables aumentará en cualquier escenario, alcanzando el 33 % de la flota de vehículos mundial para 2050 a medida que los precios disminuyan lentamente, incluso sin políticas climáticas adicionales. Pero un sólido conjunto de regulaciones adicionales, incluido un impuesto global al carbono lo suficientemente alto como para evitar 2 ˚C de calentamiento, elevaría esa cifra al 50 % para mediados de siglo.

Eso sumaría cientos de millones de vehículos adicionales de bajas emisiones en las carreteras y evitaría que 1.500 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono lleguen a la atmósfera.

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