Tomando en cuenta que el sector transporte contribuye al 23% de las emisiones de CO2 (Dióxido de carbono) globales y al 39% de emisiones GEI (Gases de Efecto Invernadero) en América Latina , la industria automotriz está impulsando la transición a vehículos eléctricos (VE).
En éste sentido, de acuerdo a un estudio global del IBM Institute for Business Value (IBV), a pesar de que hay fabricantes de automóviles comprometidos con el cambio a VE, hay preocupaciones que van germinando en torno al desarrollo de las nuevas baterías necesarias para su funcionamiento, tales como el rendimiento de la batería. Se han evaluado a fabricantes de automóviles que han hecho progresos en la mejora del rendimiento de la batería y la densidad de energía, lo que ha dado como resultado una mayor autonomía. Sin embargo, el rendimiento de la batería se deteriora con el tiempo, por lo que el aumento de la cantidad y la velocidad de las cargas afecta la autonomía de la batería y el valor residual de los vehículos eléctricos.
Otros puntos a considerar sobre la transición a vehículos eléctricos (VE) son los siguientes, de acuerdo a la información proporcionada por IBV
- La escasez de materia prima – Para el año 2030 se espera que haya 5.4 millones de vehículos eléctricos en operación en América Latina. Las baterías de EV actuales utilizan principalmente minerales terrestres críticos como el litio, el cobalto y el níquel. Considerando que la adopción de VE continúa en aumento, la escasez de materiales podría convertirse en otro freno para la transición a vehículos de cero emisiones.
- El impacto ambiental – Es necesario abordar los impactos ambientales del abastecimiento de materias primas, las emisiones durante la fabricación y el reciclaje de baterías usadas. Sin embargo, la química detrás del funcionamiento de las baterías es extremadamente compleja y requiere modelos detallados de interacciones moleculares que exceden los límites de la computación clásica.
COMPUTACION CUANTICA
La computación cuántica supera las limitaciones de tiempo de la computación clásica en la simulación de materiales, lo que ayuda a los investigadores a evitar métodos experimentales laboriosos y costosos.
Según explican desde IBV, algunos investigadores están recurriendo a la computación cuántica para potenciar la identificación de materiales alternativos, menos costosos y más abundantes que puedan usarse para producir baterías de alto rendimiento y más respetuosas con el medio ambiente.
Las simulaciones cuánticas se pueden utilizar para simular de manera más realista los materiales y sus interacciones con el funcionamiento del dispositivo, los procesos de fabricación y las condiciones de funcionamiento, lo que permite una experimentación productiva en la computadora y menos investigación de laboratorio y desarrollo de fabricación.
Se evalúa el caso de Mitsubishi Chemical, en donde se está gestionando la promesa de las baterías de litio-oxígeno, que en el papel parecen ser sustancialmente más livianas y duran más con una sola carga. Los investigadores buscan comprender mejor el potencial del litio-oxígeno como fuente de energía utilizando nuevos algoritmos que aprovechan la computación cuántica.
En IBV estiman que la reducción de las emisiones de carbono a través de los vehículos eléctricos requiere una visión sistémica que incluya la cadena de valor de la batería hasta la infraestructura de carga. Aquellos líderes que aprovechen las tecnologías avanzadas y construyan ecosistemas robustos estarán mejor posicionados para alcanzar la velocidad de cambio necesaria para cumplir con los objetivos globales de emisiones netas cero y aprovechar una ventaja competitiva en el mercado.
PERSPECTIVA EN CHILE
En un documento denominado “Latin America Clean Bus in LAC: Lessons from Chile’s Experience with E-mobility”, presentado por el Banco Mundial en octubre de 2020, se expone que la Estrategia Nacional de Electromovilidad busca contribuir a la mitigación de gases de efecto invernadero mejorando la movilidad y calidad de vida de los chilenos. Describe las acciones que Chile debe tomar en el corto y mediano plazo para asegurar que el 60 por ciento de los vehículos particulares y el 100 por ciento de los buses de transporte público urbano sean eléctricos para 2050.
Además, en dicho documento del Banco Mundial se informa que, durante la última década, Chile ha implementado varias políticas internas relacionadas con la movilidad sostenible. En particular, en sus compromisos con el Acuerdo de París, el objetivo incondicional de Chile es alcanzar una reducción del 30 por ciento en las emisiones de CO2 por unidad de producto interno bruto (PIB) por debajo de los niveles de 2007 para el año 2030 (y un objetivo condicional de 35 a 45 por ciento), además de otras medidas relacionadas con la mitigación del carbono negro en áreas urbanas.
Cabe destacar en ese sentido, que se ha evaluado que Chile es altamente vulnerable a los impactos del cambio climático debido a su geografía y variedad de zonas climáticas. El sector del transporte es actualmente responsable de casi el 25 por ciento de las emisiones de dióxido de carbono equivalente (CO2) de Chile. Si bien este impacto está directamente relacionado con una alta tasa de motorización y el uso de automóviles privados, los buses convencionales también tienen un impacto en la emisión de material particulado (MP) y óxido de nitrógeno (NO). Durante los últimos 30 años, se han adoptado varias medidas de mitigación, como combustibles más limpios y estándares de emisiones para vehículos nuevos, tanto privados como públicos. Estos incluyen la reciente incorporación de autobuses eléctricos a las flotas de la ciudad y han logrado reducciones significativas en las emisiones, especialmente en MP2.5 y MP10.
Y así es como también se evaluó que el petróleo es la principal fuente de energía primaria y representó el 41,5 % del suministro total de energía primaria en 2018; la energía renovable representó el 27,6 por ciento. Si bien el sector de las energías renovables, en particular la solar, ha estado creciendo durante muchas décadas, la demanda de electricidad está aumentando rápidamente, junto con el crecimiento económico. Bajo un escenario de negocios como de costumbre modelado por el Ministerio de Energía, la demanda de electricidad se duplicaría con creces para el año 2050.
Un informe desarrollado en el 2019 en la Biblioteca del Congreso Nacional de Chile (BCN) exterioriza que, según la Ruta Energética 2018 – 2022, en el corto plazo se aumente en 10 veces, al menos, la dotación de vehículos eléctricos. En una perspectiva más amplia, la Estrategia fijó como metas que al 2050 el 40% de los vehículos particulares y el 100% de los vehículos de transporte público sean eléctricos al 2050. En consecuencia, y considerando que un tercio del consumo energético final en Chile corresponde al sector transporte (donde el 98% corresponde a derivados del petróleo), se proyecta evitar la emisión de unos 11 millones de toneladas de dióxido de carbono y reduciría el gasto energético del país en más de 3.300 millones de dólares anualmente13, equivalente al 1,5% del PIB (Producto Interno Bruto) del 2016.
Según dicho informe de la BCN, más allá del avance en el número de vehículos eléctricos en el país, Chile puede tener un rol relevante en el abastecimiento de insumos, esto debido a las reservas de cobre y litio que posee Chile16. De acuerdo a la Corporación de Fomento de la Producción (CORFO), un auto eléctrico requiere entre 80-85 kilogramos de cobre, lo que requerirá 2 a 4 millones de toneladas de cobre adicional, y además de certificaciones de baja emisión o huella de carbono neutra, mientras que una batería de auto eléctrico necesita ente 40-80 kilogramos de litio. Por eso se estima que la demanda de litio aumente de 180 mil toneladas y US$ 1000 millones en ventas a una demanda de 500 mil toneladas y US$ 6000 millones en ventas globales al 2025. En este sentido Chile puede avanzar en la producción de insumos mineros con cero trazabilidad de CO2, litio, cobre verde y cobalto.
Por Sergio Peña Herrera
