Recarga bidireccional de vehículos eléctricos

Descripción

La mayoría de los coches están aparcados sin usarse entre el 90 % y el 95 % del tiempo. Con la rápida transición hacia los vehículos eléctricos (VE), las baterías de estos ofrecen un enorme potencial a la hora de aprovechar su gran capacidad de almacenamiento colectiva como solución flexible para respaldar la red eléctrica, que puede verse sobrecargada por un suministro intermitente de energía renovable. La recarga bidireccional de vehículos eléctricos (V2X) se refiere a los cargadores de VE que no solo permiten recargar la batería del VE, sino también extraer energía de la batería del coche y devolverla a la red cuando sea necesario.

Hay dos destinatarios principales de la energía de un VE: la red eléctrica (V2G) y el suministro eléctrico de una vivienda o edificio (V2H). La recarga bidireccional crea una mayor sinergia entre el sector del transporte limpio y las fuentes de energía renovables, ya que las baterías de los coches pueden almacenar el exceso de energía generada por fuentes renovables variables, como la eólica y la solar, y luego suministrar energía a la red o al hogar cuando la demanda es alta o la producción de energía es baja. Esto reduce las restricciones de generación, disminuye la necesidad de invertir en infraestructura de la red eléctrica y permite una mayor integración de las energías renovables. Además, la recarga V2H puede servir como fuente de energía de emergencia durante los cortes de luz, y el V2G puede proporcionar a los propietarios de vehículos ingresos adicionales gracias al arbitraje de los precios de la energía, que varían según la hora.

Problemas que hay que resolver

Contexto de la ciudad

A medida que las ciudades generan cada vez más energía renovable para alcanzar sus objetivos de neutralidad de carbono, la recarga bidireccional ofrece un sistema de almacenamiento de energía más barato para equilibrar y optimizar la red eléctrica. Sin embargo, para que la recarga bidireccional tenga éxito en una ciudad, debe haber normativas y políticas que respalden esta solución:

• Para que la tecnología V2G resulte lo suficientemente atractiva como para implantarse a gran escala, los propietarios de vehículos eléctricos deben poder «acumular» fuentes de ingresos procedentes de los servicios de flexibilidad que ofrece la batería de su coche. Un proyecto piloto danés calculó unas fuentes de ingresos medias de 1860 EUR al año (Andersen, 2021).
• También es necesario que haya un alto nivel de implantación de vehículos eléctricos en la ciudad, todos con las mismas capacidades V2X, para poder agrupar las baterías de los vehículos eléctricos y crear una especie de central eléctrica virtual.
• Las estaciones de recarga de vehículos eléctricos y las redes de distribución deben ser interoperables para evitar la dependencia de un único proveedor y permitir una conectividad rentable entre los vehículos eléctricos y las distintas infraestructuras de recarga.
• Además, los estudios han demostrado que los sistemas de electricidad solar son los que más se benefician de la recarga bidireccional.

Como la tecnología es nueva, las ciudades pueden fomentar comportamientos sostenibles construyendo la infraestructura a pequeña escala (por ejemplo, en la flota municipal) con la intención de ampliar la solución a largo plazo. Además, para apoyar el despliegue a gran escala de la recarga bidireccional, las estaciones de recarga de nueva construcción deberían ser «inteligentes» y capaces de facilitar el servicio a la red descrito con la solución V2X.

Factores de apoyo

1. Un alto nivel de implantación de vehículos eléctricos para poder agruparlos
2. Una normativa que permita que las señales de precios optimicen la carga y la descarga
3. Interoperabilidad entre los vehículos eléctricos, las estaciones de recarga y las redes de distribución

Iniciativas gubernamentales

• En el Reino Unido, solo los puntos de recarga domésticos que usen tecnología inteligente pueden optar a la financiación del Gobierno en el marco del «Electric Vehicle Homecharge Scheme». (IRENA, 2019)
• El Paquete de Energía Limpia de la UE elimina las tasas de «doble cobro» por el consumo y la inyección de energía en la red. (IRENA, 2019)

Mapeo de las partes interesadas

Mapa de partes interesadas de un sistema bidireccional de recarga de vehículos eléctricos (BABLE, 2021)

Potencial del mercado

Según el Centro Alemán de Investigación en Energía Solar e Hidrógeno (ZSW), a principios de 2019 había 5,6 millones de vehículos eléctricos circulando por las carreteras de todo el mundo. Si la mayoría de los turismos vendidos a partir de 2040 fueran eléctricos, en 2050 podría haber más de mil millones de vehículos eléctricos en circulación. Esto significaría que, a mediados de siglo, habría unos 14 teravatios-hora (TWh) de baterías de vehículos eléctricos disponibles para prestar servicios a la red, frente a los 9 TWh de capacidad de baterías estacionarias previstos. Los vehículos eléctricos normalmente solo necesitan recargarse durante el 10 % del tiempo que están inactivos y pasan el 95 % del tiempo aparcados, lo que deja el 85 % de su vida útil para, en teoría, prestar servicios de flexibilidad a la red (Mohammadi, 2019).

Estructura de costes

Los puntos de recarga bidireccionales siguen siendo una tecnología incipiente y hay muy pocos en el mercado. Por eso, la estructura de costes varía mucho y se espera que cambie a medida que la tecnología madure.

Los costes de un sistema de recarga bidireccional para vehículos eléctricos se deben a los costes de la interfaz, que son entre 3 y 5 veces más altos que los de la recarga inteligente unidireccional. Además, se necesita nuevo hardware y las baterías podrían desgastarse más rápido.

Datos y normas

• Entre las normas internacionales para estandarizar la tecnología de recarga V2X se encuentran la IEC 63110 y la IEC 61850 (IRENA, 2019)
• Se espera que en 2021 se publique en Europa una versión actualizada de la norma ISO 15118-2, que trata sobre la comunicación entre los vehículos eléctricos y las estaciones de recarga (ISO 15118-20). Esto permitirá la funcionalidad «Plug & Charge». (IRENA, 2019)