El Futuro del Transporte Urbano Habilitado a Través de la Electromovilidad

El futuro del transporte urbano está evolucionando rápidamente con la llegada de la electromovilidad. A medida que las ciudades crecen y se congestionan más, la necesidad de soluciones de transporte eficientes se vuelve más urgente.

Los EVs ofrecen una alternativa prometedora con importantes beneficios medioambientales y el potencial de ahorro de costos para las personas y las ciudades.

Este artículo se centrará principalmente en:

• Explorar las tecnologías sostenibles de baterías.
• Explicar el flujo de energía y su integración.

La introducción de la electromovilidad está en la agenda global de las autoridades públicas, la industria automotriz, la academia y la sociedad civil. Esfuerzos globales para reducir el CO2 y las emisiones del sector del transporte y del transporte de superficie se reflejan en el aumento del número de EVs en los últimos años, el creciente número de nuevos modelos de EVs en el mercado, y las líneas de investigación dirigidas a hacer que la electromovilidad sea más eficiente para el uso masivo. Como resultado, se espera que se implementen varias tendencias en los próximos años.

Tecnología de baterías sostenibles
Control e integración del flujo de energía

Centros urbanos

Ingenieur (2022); Solar Energy Technologies (s.f.); TransportXtra (2020)

A medida que la demanda de almacenamiento de energía eficiente y sostenible sigue creciendo, los investigadores están explorando tecnologías alternativas para superar las limitaciones de las baterías de iones de litio.

Las baterías de iones de sodio (SIB) son una solución disruptiva de almacenamiento de energía que mantiene una gran promesa para revolucionar el futuro de la tecnología de baterías. Con el potencial para proporcionar energía de bajo costo, alto rendimiento y respetuoso con el medio ambiente y su almacenamiento, los SIB están atrayendo la atención de científicos, ingenieros e industria mundial.

Algunas características de los SIB son:

• Estas baterías sustituyen el litio por el sodio.
• A diferencia del litio, el sodio no es tóxico, está fácilmente disponible, es barato, fácil de reciclar y no crítico para la minería.
• Alternativa perfecta al litio en vehículos sin requisitos de alto rendimiento.
• Batería ideal para futuras soluciones de movilidad urbana.
• Se prevé que esté en producción en 2023 y en vehículos en 2025.

Mascota del curso. PEM Motion (2023)

¿En qué se diferencia una batería de iones de sodio de una batería de iones de litio?

En el siguiente diagrama, podemos observar los componentes de una batería de iones de sodio y destacar su funcionamiento, que es muy similar al de otras celdas de batería. En estas celdas, el sodio se mueve al ánodo durante la carga y al cátodo durante la descarga.

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Esquema de batería de iones de sodio. PEM Motion (2022)

• El principio de funcionamiento es similar al de las baterías de iones de litio.
• La masa del sodio es mayor que la del litio.
• Es necesario adaptar los materiales de los electrodos.
• Baja densidad de energía en comparación con las alternativas existentes debido a la menor tensión de la celda.

Algunos ejemplos de posibles aplicaciones de las baterías de iones de sodio son:

Autobús eléctrico con una batería de iones de sodio cargada. Bus2Bus (s.f.)

Motocicleta eléctrica para entrega de última milla con batería de iones de sodio. Govecs Group (s.f.)

Hombre conduciendo un EV de tres ruedas. Unsplash (2018)

Control e integración del flujo de energía:

El desarrollo de la electrónica está haciendo que el uso de la energía eléctrica disponible sea más eficaz. Piense en los EV como baterías móviles que, cuando se integran en la red de electricidad, permiten que la electricidad se alimente a un sistema de distribución (conocido como vehículo a red o V2G) bajo la lógica de la red inteligente.

También incluye el desarrollo de electrónica avanzada (controladores, sensores, etc.). Investigación y desarrollo (I&D) sobre sistemas de infraestructura de carga y la integración con las energías renovables también se está llevando a cabo en este ámbito.

La relación entre la electromovilidad y las energías renovables

El cambio a la electromovilidad es un paso importante en la reducción de emisiones, pero no es el fin de la historia. La fuente de energía es igualmente importante. La energía renovable como la energía solar y eólica pueden reducir significativamente las emisiones de CO2 en el transporte. Al combinar la electromovilidad con las energías renovables, no solo reducimos las emisiones de los vehículos, sino también avanzamos hacia un futuro energético más verde.

Mascota del curso. PEM Motion (2023)

Sistemas de vehículo a red (V2G)

La convergencia de los EV y las tecnologías de redes inteligentes han allanado el camino para una innovación disruptiva conocida como sistemas de vehículo a red “Vehicle-to-Grid (V2G)”. V2G establece un flujo bidireccional de energía entre los EV y la red, lo que permite que los EV no solo consuman electricidad, sino también actúen como valiosos recursos energéticos. Esta simbiótica relación entre los EV y la red tiene un inmenso potencial para crear un ecosistema energético eficiente, resiliente y sostenible.

Estos son algunos datos sobre V2G:

• Las redes eléctricas sin centrales eléctricas de carga base son difíciles de equilibrar.
• Las redes con una alta proporción de energías renovables necesitan estabilización en forma de almacenamiento de energía.
• La combinación de BEV ofrece un gran potencial para una mayor capacidad de almacenamiento.
• Permite la estabilización de la red a través de vehículos eléctricos.
• Solo se toma una cantidad mínima de energía de cada vehículo.

Centros Urbanos – Enfoque de Vehículos Multimodales:

Todavía existe una considerable resistencia política y social a liberar espacio. Una estrategia para vencer esta resistencia puede ser mejorar el espacio público que puede utilizarse para diferentes actividades sociales, de ocio y recreativas.

Los centros de movilidad son una nueva herramienta de diseño de calles. No solo ayudan a proporcionar acceso cómodo e integrado a una amplia gama de modos de transporte sostenible junto con el transporte público, caminar y andar en bicicleta, sino también pueden reprogramar el espacio alejado del estacionamiento privado y en beneficio de la población local y de la comunidad.

Los niveles de tráfico y la calidad del aire pueden mejorarse proporcionando modos de transporte más limpios y ecológicos. Además, la mejora del ámbito público puede proporcionar un espacio social verde muy necesario, calles seguras e incluso la ventaja del aumento de la afluencia de empresas locales. Se están construyendo centros de movilidad en toda Europa en diferentes formas y tamaños para adaptarse al contexto local, y a menudo se organizan en una distribución de ‘Spoke Hub’. Este concepto ha revolucionado la logística del transporte y es ampliamente utilizado en la industria de la aviación. En esta forma de optimización, todos los puntos periféricos están conectados a un “hub” central, lo que permite un buen alcance y una excelente distribución en zonas urbanas.

Centro de Movilidad. Eltis (2020)

Algunas de las características de los centros de movilidad urbana son:

• Co-ubicación de los modos de transporte público y movilidad compartida.
• Rediseño del espacio para reducir el estacionamiento privado y mejorar el entorno del ámbito público.
• Un pilar o signo que identifique el espacio como un centro de movilidad, parte de una red más amplia e, idealmente, proporcionar información de viaje.

Conclusión:

La electromovilidad revolucionará la forma en que nos movemos por nuestras ciudades. Con ello, aumentará la disponibilidad de EVs, las ciudades pueden reducir las emisiones, mejorar la calidad del aire y crear espacios más habitables para sus residentes.

Sin embargo, sigue habiendo desafíos para aprovechar todo el potencial de la electromovilidad, como la necesidad de una mayor infraestructura de carga y la asequibilidad de los EVs. Con las políticas e inversiones adecuadas, la electromovilidad puede ayudar a crear un futuro sostenible y equitativo para el transporte urbano.