¿En qué consiste una carretera eléctrica?
Una carretera eléctrica, eroad, eHighway o sistema de carretera eléctrica (o ERS, por sus siglas en inglés) es un sistema que permite la transferencia de energía entre un vehículo y la carretera por la que circula. Las carreteras eléctricas se clasifican en tres categorías en función de cómo se realiza la carga:
- Carga conductiva aérea: En este tipo de carga, la energía se transfiere continuamente desde cables aéreos al vehículo a través de un pantógrafo. La carga conductiva aérea es más idónea para camiones y autobuses que son lo suficientemente altos para llegar a los cables eléctricos. También funciona mejor con vehículos que se desplazan por una ruta preestablecida, con el fin de que puedan permanecer conectados continuamente a los cables eléctricos.
- Transferencia de energía conductiva desde la carretera: Esto es similar a la tecnología conductiva aérea, excepto que, en lugar de un pantógrafo, la energía se transfiere al vehículo a través de raíles integrados en o encima de la superficie de la carretera. La tecnología incluye un brazo mecánico a bordo que se conecta con la fuente de alimentación.
- Transferencia de energía inductiva desde la carretera: En este caso, la transferencia de energía se produce entre bobinas integradas en la carretera y bobinas en el vehículo sin cables. La energía de la red eléctrica se convierte en energía de CA de alta frecuencia para crear un campo magnético que, a continuación, lo reciben las bobinas debajo del vehículo para producir tensión.
Cuando un automóvil o camión se desplaza por una carretera equipada con cualquiera de estas tecnologías, la energía irá directamente al sistema de propulsión o se utilizará para cargar las baterías a bordo. Pero, una vez que el vehículo se encuentra en una carretera normal, cambiará a un motor eléctrico o híbrido o un motor de combustión.
El uso de carreteras eléctricas es bastante limitado en la actualidad, aunque se están desarrollando algunos proyectos piloto en colaboración con fabricantes de automóviles, institutos de investigación, Gobiernos y empresas energéticas. Uno de esos proyectos se está llevando a cabo en Lund, Suecia, mientras que, en Italia, el Gobierno planea instalar una autopista eléctrica de 6 kilómetros en el norte del país. En California, un proyecto de demostración se está desarrollando cerca de los puertos de Los Ángeles y Long Beach.
Carreteras eléctricas: Sopesar los pros y los contras
Las carreteras eléctricas son beneficiosas en la medida en que brindan una alternativa más ecológica al motor de combustión, sobre todo si la energía utilizada procede de una fuente renovable como la eólica o la solar. Además, en el caso de la carga conductiva, las carreteras eléctricas también son bastante eficientes. La empresa Elways AB, por ejemplo, informó una eficiencia de entre el 85 y el 95 % con una solución conductora segmentada para automóviles y camiones que ahora se está probando como parte del proyecto eRoadArlanda.
Pero ahí es donde acaban todas las ventajas de los sistemas de carreteras eléctricos. Si bien casi todas las alternativas al diésel están lejos de ser de uso generalizado, muchas han llegado bastante más lejos que los sistemas de ERS. En la actualidad, no hay muchos datos en la vida real que sustenten su fiabilidad y, con la excepción del pantógrafo (que tiene 100 años de antigüedad), todos los demás tipos de carga son tecnologías nuevas e inmaduras.
Las autopistas eléctricas también son caras: la instalación de la infraestructura de carga implica una importante inversión en el trazado de carreteras, la instalación de cables eléctricas y también su mantenimiento. Por otro lado, tienen el potencial de causar una interrupción prolongada en el flujo de tráfico existente a medida que se actualiza la infraestructura. Un estudio calcula que la instalación de un sistema inductivo dinámico sería de 3 semanas por cada 100 metros, mientras que, con un sistema aéreo conductivo, se podría tardar 1 mes en instalarse en 10 kilómetros. Las interrupciones podrían minimizarse si la construcción de estas carreteras coincidiera con el trabajo de mantenimiento planificado, pero eso realmente limitaría la rapidez con la que se podría implementar la tecnología.
La complejidad de los sistemas de ERS también significa que muchos agentes, incluidos Gobiernos, ayuntamientos, proveedores de energía y empresas de transporte, tendrían que trabajar juntos. También requeriría cierta cooperación transfronteriza en lugares como la UE, donde los camiones que viajan por la región tendrían que adaptarse con la misma tecnología para aprovechar las carreteras. Se están desarrollando estándares de carga para que cualquier tipo de vehículo pueda utilizar carreteras eléctricas.
¿Los vehículos eléctricos podrían acudir al rescate?
Uno de los principales argumentos a favor de las carreteras eléctricas es la función que podrían desempeñar para reducir la ansiedad que genera la autonomía de conducción que ofrece un camión eléctrico. Se cree que los vehículos eléctricos podrían recorrer mayores distancias y usar baterías más pequeñas si se usan carreteras eléctricas para transferir energía directamente a la propulsión del vehículo o para cargar la batería a bordo. Esto parecería una solución práctica, pero rápidamente se desmorona con un análisis más detenido.
El primer reto es la interoperabilidad, lo que significa que un sistema de carreteras eléctrico debería poder proporcionar energía a cualquier tipo de vehículo. En la actualidad, no existen estándares ni una arquitectura de sistemas para la transferencia de energía de la red eléctrica al ERS y a diferentes vehículos. El segundo desafío estriba en las mejoras en la gama de baterías de los camiones eléctricos, que podrían hacer que la carga en los sistemas ERS sea redundante rápidamente. Piense en el hecho de que, en la actualidad, un camión eléctrico completamente cargado puede recorrer 300 kilómetros, lo que supone aproximadamente el 40 % de todo el trabajo de transporte en la UE. Se espera que esta gama mejore en un futuro próximo con mejoras en las baterías de iones de litio, el descubrimiento de nuevos materiales de celdas, mejores sistemas de gestión de baterías y tecnologías de refrigeración. También hay grandes esperanzas en cuanto a las baterías de estado sólido, que podrían aumentar la autonomía hasta 1600 kilómetros con una sola carga.
El tercer desafío son los sistemas de carga estáticos o enchufables, que es el único sistema con estándares globales establecidos y con tecnología probada. El número de estaciones de carga enchufables está aumentando; en 2019 había más de 170 000 estaciones de carga en Europa y más de 68 000 en Estados Unidos. Aunque la mayor parte de esta infraestructura es para automóviles, es importante destacar que la tecnología de los dispensadores de energía es un sistema de carga combinado (CSS) que se puede utilizar tanto para automóviles como para camiones. Un consorcio de fabricantes de camiones ya está colaborando para aumentar la capacidad de carga de CSS de uno a tres megavatios, para que la infraestructura existente pueda prestar servicio a vehículos comerciales. Los Gobiernos en todo el mundo también están elaborando planes para ampliar las redes y estandarizar la tecnología de carga de CSS. No existen directivas tan claras por parte de los Gobiernos en cuanto a los sistemas ERS.
Por último, pero no menos importante, el uso de carreteras para cargar vehículos eléctricos parece bastante improbable, dado el surgimiento de alternativas como celdas de combustible de hidrógeno. Se han oído muchos rumores en torno al hidrógeno, sobre todo en el área del exigente transporte de larga distancia, en el que puede usarse como una forma de ampliar la autonomía de los camiones eléctricos. El hidrógeno presenta una serie de ventajas, como un proceso de repostaje breve y sencillo y una alta densidad de energía. ¡Con solo 80 kg de hidrógeno, un camión puede recorrer hasta 800 kilómetros! Esto sería suficiente para la mayoría de tareas de transporte de larga distancia y, con una infraestructura suficiente de reabastecimiento de hidrógeno, no habría necesidad de cargar el camión mientras se conduce.
Ejemplos de posibles usos
¿Todo esto significa que las carreteras eléctricas no tienen cabida en el futuro del transporte? No exactamente. Los sistemas de ERS podrían ser aptos para rutas específicas o sistemas cerrados en áreas confinadas donde la electrificación de carreteras y el uso de camiones fuera una buena alternativa. También podrían ser una solución idónea para camiones autónomos que realicen operaciones de transporte de centro a centro.
Un vistazo más de cerca a los combustibles alternativos
Dados todos los desafíos que plantean los sistemas de ERS, creo que el sector debería buscar opciones más factibles como la electromovilidad, el hidrógeno, el BIO GNL y algunos biocombustibles, como el HVO para eliminar las emisiones de carbono del transporte. Para ayudar a los transportistas a comprender mejor los combustibles alternativos, he elaborado una guía que analiza los pros y los contras de cada fuente de combustible. La guía también incluye una lista de comprobación con todos los aspectos que los propietarios de empresas de transporte deben tener en cuenta antes de invertir en un camión con una línea motriz alternativa.
