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miércoles, 11 de enero de 2017

Guía sobre carros eléctricos y por qué fue buena idea derogar el decreto de los taxis eléctricos en Bogotá

BYD E6 - Es un vehículo eléctrico de origen Chino usado como taxi en Bogotá, tiene una gran autonomía de casi 400 km (datos no homologados por la EPA sino presentados por el fabricante), gracias a una inmensa batería de 60 kWh que pesa 400 kg.
Me encantan los motores de combustión, son los motores con los que aprendí y crecí pero hay que ser realistas en cuanto a que tienen los días contados, más pronto que tarde van a ser reemplazados por motores eléctricos, aunque en nuestro país esto todavía pueda parecer lejano espero que tanto los vehículos eléctricos como la conducción autónoma sean una realidad cercana, y hablando de esto parecía que Bogotá D.C. iba a dar un gran salto al exigir que los taxis nuevos que se repusieran a partir del 1 de enero del 2017 fuesen de cero emisiones, ¡maravilloso ¿cierto?!, bueno como vamos a ver a continuación tal vez fue un paso muy anticipado; pero comencemos con el famoso decreto que fue derogado el 31 de diciembre del 2016, me refiero al Decreto 600 de 2015, cuyo artículo décimo estipulaba lo siguiente:
"A partir del 1º de enero de 2017, toda reposición de vehículos del Transporte Público Individual “taxi”, se realizará por vehículos de cero emisiones contaminantes en ruta". Alcaldía de Bogotá (2015). [1]
Gracias al torque instantáneo de los motores eléctricos, el Bolt es un carro de hecho bastante rápido, según mediciones de Car and Driver [2] va de 0-60 mph (0-96 Km/h) en solo 6,5 segundos y recorre el cuarto de milla en 15,0 segundos a 150 Km/h. Foto del autor.
En principio y para muchos puede ser un retroceso en el tema de las emisiones contaminantes y el medio ambiente, pero hay otras consideraciones que no se tuvieron en cuenta al momento de ordenar dicho decreto que en principio tenía una buena intención pero no tuvo el soporte necesario, he aquí un breve análisis sobre los carros eléctricos y por qué aunque soy un partidario de ellos hay que tener en cuenta que queda mucho camino por recorrer y no se debe improvisar sobre todo cuando se trata del transporte público individual o taxis.

Renault Twizy Z.E. práctico por precio pero no por espacio, a menos que el mototaxismo quiera electrificarse. Foto del autor.
Partamos de lo básico: 


Según electromaps esta es la única estación de recarga para vehículos eléctricos en Bogotá, queda en el Centro Comercial Unicentro.
Primer inconveniente: Los puntos de recarga.
Este es un factor muy importante en los vehículos eléctricos debido a que a día de hoy la densidad energética de las baterías es todavía un tanto limitada respecto al poder calorífico de la gasolina o el diésel, eso quiere decir que los vehículos eléctricos deben pasar más seguido por la estación de recarga que sus contrapartes de gasolina, y antes que algún geek me crucifique por la afirmación anterior (y con algo de razón) he de decir que eso depende de muchos factores: como si la conducción se realiza más en ciudad que en carretera (donde los eléctricos tienen ventaja y los "gasolina" están en desventaja), o del tamaño del tanque vs la capacidad de las baterías; pero lo voy a poner en sencillos términos comparativos: llene el tanque de gasolina de un Hyundai i25 1.6 y podrá recorrer un estimado de 550 km en ciudad [3], comparemos eso con un vehículo eléctrico, por el ejemplo el BMW i3 y cargue completamente las baterías con lo cual solo podrá recorrer desde 130 km [4], hasta 200 km en la versión de mayor capacidad.


El problema con los puntos de recarga no es solo la falta de infraestructura, pues según Portafolio (2016) [5] en Bogotá solo hay 5 puntos de recarga o "electrolineras" para taxis y un punto de recarga adicional para vehículos particulares que se encuentra en el Centro Comercial Unicentro, este punto de recarga tiene tres tipos de conectores de recarga: Tipo 2 (Mennekes), CCS - Combined Charging System y CHAdeMO, los cuales cubren la gran mayoría de vehículos eléctricos que están en el país y que podrían ingresar en un futuro cercano, pero solo hay un conector de cada tipo para abastecer una ciudad de 6 millones de habitantes, así que si el taxi se encuentra cerca a dicho punto de recarga pero este se encuentra ocupado por otro vehículo no le quedará más que esperar y a diferencia de los vehículos que funcionan con combustibles fósiles en los cuales llenar el tanque toma un par de minutos, recargar un vehículo eléctrico puede tomar entre 30 minutos (recarga rápida en un punto con bastante capacidad) y 24 horas. Por cierto, hablemos de los conectores.

Estación de recarga para vehículos eléctricos en el Centro Comercial Unicentro.
Resulta que como sucede en los celulares, en los cuales hay diferentes cables para iPhone, Samsung, Motorolla, Sony, etc; en los vehículos eléctricos también pasa algo similar y no hay un único conector de recarga sino que actualmente hay cuatro tipos de conectores que no son intercambiables y que complican un poco más este asunto de las estaciones de recarga para vehículos eléctricos de servicio público. En caso de un vehículo eléctrico de uso particular el problema no es tan grave pues al volver a la casa se usa el sistema de recarga que puede adquirirse con el vehículo, pero en el caso de un taxi, si la estación principal de recarga está bastante lejos de donde se encuentra y no hay un punto de recarga durante el recorrido, podría terminar sin carga en las baterías, un pasajero furioso y un viaje en grúa.

EVSA (electric vehicle supply equipment) de un BMW i3. Foto del autor.

Explicación técnica conectores de recarga para vehículos eléctricos.
Actualmente hay varios tipos de conectores de recarga para vehículos eléctricos, dependiendo de la marca, o el país donde se va a comercializar el vehículo, un fabricante podría optar por algún tipo de conector en particular, también es posible encontrar vehículos que admiten dos tipos de conectores de recarga como el Nissan Leaf o el Mitsubishi i-MiEV.

Respecto a los conectores eléctricos, la International Electrotechnical Commission (IEC) creó el estándar IEC 62196, el cual establece y reconoce los siguientes tipos de conectores para recarga de vehículos eléctricos:

Conector Tipo 1 (Yazaki) - Type 1 connector (SAE J1772-2009).
Es un conector de forma circular el cual cumple con las especificaciones del estándar SAE J1772, el nombre Yazaki viene de la compañía Japonesa que desarrolló el conector circular (Yazaki Corporation), durante las revisiones del estándar participaron diversos fabricantes automotrices como Smart, Chrysler, GM, Ford, Toyota, Honda, Nissan, y Tesla. Este tipo de conector es el más usado en Norteamérica.

El Nissan Leaf posee dos tipos de conectores, a la izquierda el más grande de tipo CHAdeMO, a la derecha el conector Tipo 1 Yazaki.
Conector Tipo 2 (Mennekes) - Type 2 connector (VDE-AR-E 2623-2-2)
Este conector de forma circular pero con la parte superior aplanada recibe su sobrenombre de Mennekes por la empresa Alemana que propuso el conector en el año 2009 (Mennekes Elektrotechnik GmbH & Co. KG), es el más común entre los vehículos comercializados en Europa como el Mercedes-Benz de la Clase B - Electric Drive o el Toyota Prius Plug-in Hybrid (un vehículo híbrido con opción de recarga).

Conector Tipo 2 (Mennekes) en un Tesla Model S
Conector Tipo 2 en un Toyota Prius Plug-in Hybrid.
Conector Combo 1 y 2 o CCS - Combined Charging System.
Es una propuesta para unificar los conectores realizada entre Alemania y Estados Unidos, este tipo de conector puede estar basado en el Tipo 1 o en el Tipo 2, a los que se le suma una sección inferior que contiene los conectores para DC (corriente continua), lo que permite sistemas de recarga rápida. A continuación les dejo un par de imágenes del conector Combo CCS en un Volkswagen e-Golf, en la parte superior se aprecia la versión para Estados Unidos el cual se puede usar el conector de Tipo 1 y el combinado, en la parte inferior de la imagen la versión para la Unión Europea que cuenta con un conector de Tipo 2 y el combinado.


Conector Tipo 3 o Scame
Este conector actualmente en desuso fue el menos difundido en la industria automotriz y actualmente ningún vehículo eléctrico usa este tipo de conectores para su recarga, su corta historia comenzó en el 2010 con la creación de la alianza Francesa-Italiana EV Plug Alliance, en la cual participaron tres compañías: Schneider Electric, Legrand y Scame. Algunas deficiencias en el diseño del conector y la decisión de usar el conector tipo 2 en la Unión Europea sellaron la suerte del conector tipo 3, Francia fue el país que más prolongó el uso del Scame aunque hoy en día la Unión Europea recomienda que cualquier nueva instalación de recarga que se realice en Francia (desde el 2015) use conectores de tipo 2.

Conector Tipo 4 para recarga rápida o CHAdeMO - Japan Electric Vehicle Standard (JEVS) G105-1993
CHAdeMO es el nombre comercial de un tipo de conector desarrollado por la Tokyo Electric Power Company y algunos fabricantes japoneses entre los que se encuentran Nissan, Mitsubishi, Subaru y posteriormente Toyota, su nombre viene de la abreviación CHArge de MOve o "movimiento por carga", este conector usa el protocolo de comunicaciones Bus-CAN (muy usado en la industria automotriz para la transferencia de datos entre los diversos módulos de control del vehículo). Está diseñado para uso en modo de recarga rápida, su forma es circular como la del Tipo 1 pero es más grande que este y como podría suponerse se encuentra en la gran mayoría de vehículos eléctricos de origen Japonés, así como en el Citroën C-Zero y el Peugeot iOn ("hermanos corporativos" del Mitsubishi i-MiEV).

Conector CHAdeMO en un Mitsubishi i-MiEV para la Unión Europea.
Los modos de recarga.
Los vehículos eléctricos tienen varios modos de recarga, pero partamos de algo y es que es dentro del vehículo donde se encuentra un cargador, el cual determina en gran medida la velocidad de recarga de las baterías y funciona para varios modos de recarga excepto para la recarga rápida, la cual usa un cargador y convertidor externos que permiten tiempos cortos de recarga; aquí un breve resumen:

Modo 1: Es un tipo de recarga lenta en el cual se conecta el vehículo directamente a la "toma de la pared", está limitado a 16 Amperios y unos 3,6 kW de potencia, no es permitido en Estados Unidos debido a que todos los tomacorrientes caseros no cuentan con una conexión de polo a tierra. Cargar un vehículo eléctrico en este modo puede tomar más de 24 horas dependiendo de la capacidad de sus baterías.

Modo 2:  Es un tipo de recarga semi-rápida limitada a 32 Amperios con potencias de 7,2 kW, requiere de un equipo suplementario como un EVSA electric vehicle supply equipment el cual controla la temperatura y las posibles fallas que puedan generarse. Los tiempos de recarga se reducen hasta casi la mitad respecto al Modo 1 de recarga.

Modo 3: Este modo de recarga rápida posee una conexión activa entre el EVSA y el vehículo, puede tener hasta 250 Amperios. Aquí se usan conectores de tipo 1 (Yazaki) y tipo 2 (Mennekes).

Modo 4 - Recarga rápida: En este modo de recarga la potencia está alrededor de 50 kW, ya no se usa corriente alterna sino corriente continua la cual es convertida por el EVSA, este modo se encuentra en estaciones de recarga que tienen cargadores y convertidores externos los cuales por su tamaño y peso no serían prácticos dentro del vehículo, los conectores pueden ser CCS Combo (Tipo 1 o tipo 2), CHAdeMO, o el Tesla Supercharger que con 120 kW es actualmente uno de los más potentes en el mundo para este tipo de aplicaciones.

Estación de recarga de Tesla o Tesla Supercharger, actualmente son las más potentes del mundo y en 30 minutos pueden proporcionar energía suficiente para tener 270 kilómetros de autonomía adicionales. En Estados Unidos hay 790 puntos de recarga de Tesla con un total de 5043 Supercargadores.
Este último modo de recarga podría parecer la solución perfecta para los taxis, por ejemplo en el Tesla Model S se puede acceder a una estación de recarga Tesla Supercharger y en 30 minutos cargar las baterías lo suficiente como para tener 270 kilómetros más de autonomía, es decir el equivalente de ir desde la caracas con 26 hasta la autonorte con 170... ¡17 veces!!!. Sin embargo hay que mencionar que algunos fabricantes no recomiendan su uso constante pues pueden reducir la vida útil de las baterías.

Aunque al respecto debo mencionar un estudio del Laboratorio Nacional de Idaho publicado en un artículo científico en la SAE (2015) [6], ahí se describe una investigación en la cual se pusieron a prueba cuatro Nissan Leaf idénticos durante 50.000 millas (80.467 km), de los cuales dos de los Nissan solo se recargaban en estaciones de recarga rápida (corriente DC) y los otros dos en estaciones de recarga en modo 2, al final del estudio la diferencia en la capacidad de ambos grupos de baterías fue de apenas 2,6%, un valor poco significativo.

Segundo inconveniente: Ayudas para compra de vehículos eléctricos.
En Colombia los automóviles propulsados únicamente por motor eléctrico tienen un IVA de 5% según información de la DIAN (2017) [7], es decir 14 puntos porcentuales menos que el IVA equivalente para los automóviles particulares con motor de combustión (IVA de 19%), también le aplican diversos gravámenes por diversos acuerdos internacionales (aquí pueden consultarlos) [8] que pueden ser más beneficiosos si el vehículo eléctrico es fabricado en un país con el que Colombia tenga algún tipo de Tratado de Libre Comercio. No obstante lo anterior, en Colombia a día de hoy no hay subsidios que estimulen la compra de vehículos eléctricos, solo una leve reducción de los impuestos a pagar.


Tesla Model X - Fuente: https://www.tesla.com/es_ES/modelx
En Alemania por ejemplo, quien compre un vehículo eléctrico no debe pagar impuestos de circulación por 10 años y se le otorga un subsidio de 4000 € (Unos 12,4 millones de pesos) que se descuentan al precio del vehículo; en España el Plan MOVEA 2016 otorga una ayuda estatal de 5.500 € (17 millones de pesos) para quien compre un vehículo eléctrico con más de 90 km de autonomía [9]; En Estados Unidos hay una ayuda económica para quienes adquieran un vehículo eléctrico, se llama el federal tax credit o crédito fiscal federal y es de $7500 dólares, es decir un poco más de 22 millones de pesos con la tasa de cambio de hoy (06 de enero de 2017) que se descuentan sobre el valor del vehículo en todos los Estados, esto se hace con el fin de estimular la compra de vehículos con cero emisiones contaminantes y es algo necesario pues debido al alto costo de las baterías, un vehículo eléctrico tiene un precio de venta mayor que el de su contraparte a gasolina.

Chevrolet Bolt - Fuente: Motor Trend - http://www.motortrend.com/cars/chevrolet/bolt-ev/2017/#2017-chevrolet-bolt-ev-front-three-quarter
Entonces el costo inicial de adquirir un vehículo eléctrico hubiese sido otro inconveniente serio para la aplicación de dicha resolución ya derogada, dado que en Colombia no existen incentivos como los de Estados Unidos, Alemania u otros países y pasar de una inversión inicial de 30 millones a un de 150 millones o más es difícil de justificar, aun con el ahorro que supone la recarga de las baterías en comparación con el costo de la gasolina es una inversión que no se va a amortizar a lo largo de la vida útil del vehículo, aunque yo veo una posible solución la cual pasa por eliminar el valor del cupo (que puede superar los 100 millones) para un número limitado de taxis, siempre que estos sean eléctricos y tengan un completo equipamiento de seguridad y siendo una medida no impositiva sino opcional.

Tercer inconveniente: En Colombia casi no hay opciones de compra para quien quiera un vehículo eléctrico.
Actualmente la cantidad de vehículos eléctricos a la venta en Colombia se cuentan con los dedos de una mano... y sobran dedos; el BMW i3 tiene un precio de 179 millones y si fuera para taxi tendríamos que sumarle el "cupo", por lo que con un precio cercano a los 300 millones sería un poco difícil amortizarlo como vehículo de servicio público, sin contar con que el i3 tiene una autonomía de 130 km; otra opción hubiese sido el Mitsubishi i-MiEV que cuesta 105 millones de pesos, pero con una autonomía de 90 km sería bastante limitado para la cantidad de kilómetros diarios que debe recorrer un taxi en Bogotá; el Mitsubishi Outlander PHEV que cuesta 161 millones es un vehículo híbrido enchufable (Plug-in Hybrid Electric Vehicle), cuenta con un motor a combustión y dos eléctricos con sus respectivas baterías, estas no se cargan solamente al frenar o usando el motor de combustión sino que pueden recargarse al enchufar el vehículo como un eléctrico, gracias a esto las baterías pueden ser de mayor capacidad que las de un híbrido no enchufable y la autonomía es mayor que la de un eléctrico equivalente, pero al no ser un vehículo de cero emisiones tampoco hubiese aplicado para la resolución derogada. Otros vehículos que han estado en nuestro país como el Nissan Leaf o el Renault Kangoo Z.E. no están a la venta actualmente... y se nos acabaron las opciones.

Volkswagen e-Golf - Fuente: Car and Driver - http://www.caranddriver.com/photo-gallery/fore-2017-volkswagen-e-golf-travels-50-percent-farther-on-a-charge-official-photos-and-info#9
¿Entonces qué vehículos eléctricos hubiesen servido como taxis?
Sin embargo si tomamos en cuenta los vehículos eléctricos disponibles en otros mercados, hay algunas opciones que hubiesen servido desde el punto de vista práctico (que no económico), así que los he reunido acá en una infografía resaltando las cifras más relevantes, impresiona el Chevrolet Bolt (ganador al premio Car of the Year de Motor Trend), este carro puede recorrer hasta 383 kilómetros y con una recarga rápida de 30 minutos puede recorrer 144 km. Eso sí, como todos los vehículos eléctricos su precio de partida es bastante alto: $37.495 dólares ($ 29.495 después del federal tax credit), suena como algo accesible en Estados Unidos, pero al traducir eso a pesos hablamos de 109 millones de pesos Colombianos y lo peor es que acá podría costar 200 millones sin dichos subsidios y después de impuestos, aranceles, etc.

Nota del autor: Para la siguiente infografía he utilizado datos de la Agencia de Protección Ambiental - EPA del Departamento de Transporte de los Estados Unidos y no del ciclo NEDC (Europeo) debido a que actualmente la EPA proporciona datos más cercanos a los obtenidos en condiciones reales, aun así es probable que la autonomía real sea menor que la anunciada.


Finalmente en un ciudad sin puntos de recarga, en un país con tres opciones de carros con cero emisiones y para completar el oscuro panorama sin contar con ayudas o subsidios que estimulen la compra de carros eléctricos,el decreto 600 ya derogado era una utopía, simplemente era algo que hubiese causado más perjuicios que beneficios, mi propuesta es de algunos "cupos sin cupo", es decir un número limitado de taxis que puedan ser vendidos sin cupo siempre y cuando sean eléctricos pero sin llegar a ser una medida obligatoria.

Ahora quiero decirles que los vehículos eléctricos serán una realidad en el mediano plazo en Colombia pero a corto plazo en el resto del mundo, según InsideEVs (2017), en el 2016 se vendieron 660.000 carros eléctricos en el mundo entre enero y noviembre, de los cuales 189.000 se vendieron en Europa [10], estas son cifras que crecen año tras año, así que próximamente espero tener alguna prueba de un vehículo eléctrico para ustedes.

Lista de referencias.
[1] Alcaldía de Bogotá. (Diciembre 30 de 2015). [Decreto 600 de 2015]. ""Por medio del cual se establecen medidas para mejorar la calidad, seguridad, vigilancia y control en la prestación del servicio del transporte público individual, establecer el uso de tecnologías limpias y se dictan otras disposiciones"" Recuperado de: http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=64254

[2] Car and Driver (2017) Chevrolet Bolt EV. Recuperado de: http://www.caranddriver.com/chevrolet/bolt-ev

[3] Car and Driver (2012) Chevy Sonic vs. Honda Fit, Hyundai Accent, Kia Rio5, Nissan Versa, Toyota Yaris. Recuperado de: http://media.caranddriver.com/files/best-small-cars-two-great-ones-two-good-ones-and-two-other-ones-comparison-test-car-and-driver2012-hyundai-accent-se-2012-kia-rio5-sx.pdf

[4] U.S. DEPARTMENT OF ENERGY. (2016) Find a Car Home - BMW i3 2016 Recuperado de: http://www.fueleconomy.gov/feg/Find.do?action=sbs&id=37216

[5] Portafolio (2016) Codensa y Terpel pondrán puntos de carga eléctrica en estaciones de servicio. Recuperado de: http://www.portafolio.co/negocios/codensa-terpel-pondran-puntos-carga-electrica-estaciones-servicio-491158

[6] Shirk, M. and Wishart, J., "Effects of Electric Vehicle Fast Charging on Battery Life and Vehicle Performance," SAE Technical Paper 2015-01-1190, 2015, doi:10.4271/2015-01-1190.

[7] DIAN (2017) IVA Vehículos eléctricos. Recuperado de: https://muisca.dian.gov.co/WebArancel/DefIvaPopUp.faces?nomenclatura=101194&codNomenclatura=8703809000&componente=4&regimen=1&fechaConsulta=20170109&modoPresentacionSeleccionBO=dialogo 

[8] DIAN (2017) Gravámenes por acuerdos internacionales para importaciones – 8703239090. Recuperado de: https://muisca.dian.gov.co/WebArancel/DefTarifasAcuerdoPopUp.faces?nomenclatura=97933&codNomenclatura=8703239090&componente=6&regimen=1&fechaConsulta=20170109&modoPresentacionSeleccionBO=dialogo

[9] Movilidad Eléctrica (2015) Los detalles del nuevo plan MOVEA 2016. Recuperado de: http://movilidadelectrica.com/plan-movea-2016-2/

[10] InsideEVs (2017) 189,000 Plug-In Cars Sold In Europe, On Track For Over 200,000 In 2016. Recuperado de http://insideevs.com/189000-plug-in-cars-sold-in-europe-on-track-for-over-200000-in-2016/

5 comentarios:

  1. Espectacular artículo. Muchas gracias por la información y pos estas entradas tan llenas de conocimientos y buenas fuentes bibliográficas. Sería excelente una revista impresa o digital.

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    1. Mil gracias Sebastián, entre los planes está un nuevo formato para el blog, probablemente video. ¡Saludos!

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  2. Hola, Andrés, excelente artículo y muy bien informado. Desde hace años tengo un proyecto para fabricar un vehículo eléctrico de bajo costo aquí en Colombia, así que en un futuro es posible que nos conozcamos y podamos compartir notas. Como te imaginarás, ha sido una labor titánica porque vender un proyecto de este tipo y conseguir inversión es utópico y se encuentra uno con barreras del tipo de "que usted un chibchombiano le piensa montar competencia a Colmotores y Renault? Está loco!!!!!!!!!". Bueno, esto no viene al caso. Sólo te quería hacer una observación no es Chevrolet Bolt sino "Volt" (por aquello de voltios, suena lógico no?). Un saludo.

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  3. Hola, Andrés, qué pena por mi anterior comentario. Me acabo de enterar que también existe el Chevrolet Bolt ohhhh ... qué oso. Nuevamente un saludo.

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  4. Entendible hasta cierto punto. Creo que la idea de la directriz era incentivar estás nuevas tecnologías más que simplemente cambiar la flota de un día para otro.
    Si bien era utopía al menos debió haber un decreto en el que se incentivará la creación de puntos de recarga, o motivar el debate en el congreso o en los ámbitos técnicos para elegir un estándar de conexión (voy por el CCS Combo). Eso es lo que me molesta, no dar opciones.

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