Introducción
Continuando con la serie de informes sobre el
sistema eléctrico español, analizamos en el presente los efectos que supondría
el trasvase del parque automovilístico actual con motores térmicos a vehículos
eléctricos o electrificados.
He de advertir al lector que el presente estudio no
es un informe técnico elaborado por un experto que domine el mercado de la
electricidad o del mercado del automóvil, sino de alguien que con una mínima curiosidad
ha pretendido acercarse a la realidad económica del futuro problema. Por ello,
vaya por delante mis disculpas por la posible falta de rigor debido a la
cantidad de suposiciones que he hecho y que condiciona la bondad de los
resultados obtenidos.
Planteamiento
Lo que es innegable es que España cuenta con un parque de 24,5 millones de turismos, con una edad media de 13,2 años, según datos ofrecidos por la DGT y la patronal de concesionarios FACONAUTO. El convertir de forma automática todos ellos en vehículos eléctricos (EV) es impensable e irrealizable, la lógica es pensar que se hará de forma paulatina. Lo que nos lleva a la primera de las suposiciones, ¿Cómo se hará este tránsito?
La lógica del consumidor nos lleva a pensar que los primeros años (2022 a 2025), el parque se renovará, fundamentalmente, mediante vehículos híbridos enchufables (PHEV) debido a que estos son el punto intermedio entre los vehículos con motor de combustión interna y los 100% eléctricos. Hasta hace no mucho tiempo el mercado de los automóviles híbridos enchufables estaba protagonizado por las marcas de lujo. Sin embargo, la apuesta que las marcas generalistas están haciendo por esta tecnología está siendo crucial para ajustar los precios, lo que los hace más baratos que un EV puro, existiendo más oferta y solventan mejor el problema de la autonomía y recarga del vehículo que es lo que más preocupa al potencial comprador de un EV.
En el periodo (2026 – 2031), se puede suponer que los vehículos eléctricos despeguen por dos razones: la infraestructura de recarga habrá avanzado y se supone que la nueva generación de pilas de litio sólido sean una realidad proporcionando a los vehículos una mayor autonomía y representa un menor desembolso inicial.
Una primera afirmación basado en un modelo lógico
es que el actual parque automovilístico no podrá ser íntegramente reemplazado
hasta bien entrada la década de los cuarenta, lo contrario supondría aceptar que
en algunos periodos tendrían lugar ventas anuales cercanas a los dos millones
de vehículos, hipótesis totalmente inasumible, dado el nivel de renta en España.
En cualquier caso, los resultados pueden verse condicionados, por la situación
económica de España en general tras la pandemia del COVID 19, y sus derivadas
como un alto desempleo que afecte a la renta disponible por parte de los
potenciales compradores, el índice de confianza, las restricciones de acceso al
crédito, la evolución de los tipos de interés, el IPC y finalmente que tipología
de vehículos existan, de su potencial precio, y la implementación o no de
medidas de apoyo por los poderes públicos.
En definitiva:
Matriculaciones=Fx(PIBpc,ICC,TI,IPA,AP)
Donde
- ICC: índice de confianza del consumidor. Fuente CIS
- Ti: tipo de interés. Fuente BDE
- IPA: índice de precios de automóviles. Fuente INE Subclase 07111
- AP: Ayudas públicas: importes anuales
- PIBpc: PIB per cápita
quedan fuera del análisis los alicientes que existen a la compra de un VE, por su difícil cuantificación tales como la no existencia de restricciones de circulación, la menor fiscalidad, etc.
En este contexto en base a las series históricas y empleando algoritmos avanzados de aprendizaje automático, como triple suavizado exponencial (ETS)[1], la renovación del parque automovilístico tendría lugar de la siguiente manera.
|
Año |
Vehículos |
|
2.022 |
307.800 |
|
2.023 |
344.736 |
|
2.024 |
382.657 |
|
2.025 |
428.576 |
|
2.026 |
497.148 |
|
2.027 |
576.692 |
|
2.028 |
660.889 |
|
2.029 |
753.413 |
|
2.030 |
811.426 |
|
2.031 |
873.906 |
|
2.032 |
941.196 |
|
2.033 |
960.020 |
|
2.034 |
979.221 |
|
2.035 |
998.805 |
|
2.036 |
1.018.781 |
|
2.037 |
1.039.157 |
|
2.038 |
1.059.940 |
|
2.039 |
1.081.139 |
|
2.040 |
1.102.761 |
|
Resto (2041-2049) |
9.739.865 |
|
24.558.126 |
¿Existe capacidad en el sistema eléctrico
español para absorber al EV de forma paulatina?
Según REE, el sistema de generación y transporte
de energía eléctrica está preparado para el despliegue del vehículo eléctrico
que se espera durante la transición energética, pero entiende que podrían
necesitarse inversiones en la red de distribución[2].
Para contrastar dicha afirmación de que el sistema
eléctrico español podría hacer frente al suministro de las necesidades de carga
de dichos vehículos, haremos unos cálculos partiendo de una serie de suposiciones.
- 1.
La capacidad instalada del parque
generador en España en 2020 según REE es de 110.839 MW[3]. Del
total de la potencia instalada, el 54 % corresponde a instalaciones de energía
renovable.
- 2. Sobre la base del Plan Nacional Integrado
de Energía y Clima elaborado por el Ministerio para la Transición Ecológica y
el Reto Demográfico (véase Cuadro 2) para el periodo 2021-2030, el parque
generador en 2030 será 122.909 MW, lo que supone una tasa anual de aumento de
la capacidad del 1,036%. Para el resto se ha supuesto un 1% de variación anual.
- 3. Los españoles, según la DGT circulan
con
su vehículo particular de media unos 12.000 kilómetros al año[4]. Esto
supone un recorrido de 32 kilómetros diarios, y consideramos un consumo medio
para estos vehículos eléctricos de 21 kWh cada 100 kilómetros y así incluimos
las pérdidas de energía eléctrica durante el transporte de electricidad y la
recarga de la batería. Por lo tanto, cada coche eléctrico tendría un consumo
medio diario de 6,72 kWh (2021-2030) para el periodo 2031 en adelante se presupone
una mejora en la eficiencia en los consumos pasando a 18 kWh cada 100 kilómetros.
Por lo tanto, cada coche eléctrico tendría un consumo medio diario de 5,76 kWh
- 4. Suponemos, asimismo, que los coches
se recargarán en horario nocturno, aunque en realidad habrá muchos que lo hagan
a otras horas del día, especialmente los que puedan instalar placas solares en
su vivienda o aquellos propietarios de vehículos que “duermen” en la calle, por
ese motivo introduzco el “factor carga[5]” ya que
la recarga no se hará al mismo tiempo todos los coches. La razón de la recarga
nocturna está en aprovechar la tarifa más barata, por lo que la recarga se
llevará a cabo principalmente entre las 00:00 de las noche y las 8:00 de la
mañana. Para
recargar los nuevos coches, por ejemplo, en 2022, se necesitarán puntualmente 1.265,26
MWh [6,73 KWh x 307.800 x 0,61 ÷ 1.000] en un periodo de 8 horas, la potencia
media adicional necesaria en el sistema es de 158,2 MWh [1.265,26 ÷ 8].
|
Año |
vehículos |
Factor carga |
Consumo [KWh] |
Necesidades adicionales
[MWh] |
Necesidades
ACM [MWh] |
Potencia
instalada [MWH] |
% |
|
2.022 |
307.800 |
0,61 |
6,73 |
158,2 |
158,2 |
113.170,94 |
0,14% |
|
2.023 |
344.736 |
0,61 |
6,73 |
177,1 |
335,3 |
114.351,59 |
0,48% |
|
2.024 |
382.657 |
0,61 |
6,73 |
196,6 |
531,9 |
115.536,59 |
0,75% |
|
2.025 |
428.576 |
0,61 |
6,73 |
220,2 |
752,1 |
116.733,88 |
1,05% |
|
2.026 |
497.148 |
0,61 |
6,73 |
255,5 |
1.007,6 |
117.943,57 |
1,40% |
|
2.027 |
576.692 |
0,61 |
6,73 |
296,3 |
1.303,9 |
119.165,80 |
1,79% |
|
2.028 |
660.889 |
0,61 |
6,73 |
339,6 |
1.643,5 |
120.400,69 |
2,23% |
|
2.029 |
753.413 |
0,61 |
6,73 |
387,1 |
2.030,6 |
121.648,38 |
2,73% |
|
2.030 |
811.426 |
0,61 |
6,73 |
416,9 |
2.447,6 |
122.909,00 |
3,26% |
|
2.031 |
873.906 |
0,61 |
5,76 |
384,3 |
2.831,9 |
124.138,09 |
3,68% |
|
2.032 |
941.196 |
0,61 |
5,76 |
413,9 |
3.245,8 |
125.379,47 |
4,12% |
|
2.033 |
960.020 |
0,61 |
5,76 |
422,2 |
3.668,0 |
126.633,27 |
4,57% |
|
2.034 |
979.221 |
0,61 |
5,76 |
430,6 |
4.098,6 |
127.899,60 |
5,01% |
|
2.035 |
998.805 |
0,61 |
5,76 |
439,2 |
4.537,9 |
129.178,59 |
5,46% |
|
2.036 |
1.018.781 |
0,61 |
5,76 |
448,0 |
4.985,9 |
130.470,38 |
5,90% |
|
2.037 |
1.039.157 |
0,61 |
5,76 |
457,0 |
5.442,9 |
131.775,08 |
6,35% |
|
2.038 |
1.059.940 |
0,61 |
5,76 |
466,1 |
5.909,0 |
133.092,83 |
6,80% |
|
2.039 |
1.081.139 |
0,61 |
5,76 |
475,5 |
6.384,5 |
134.423,76 |
7,24% |
|
2.040 |
1.102.761 |
0,61 |
5,76 |
485,0 |
6.869,4 |
135.768,00 |
7,69% |
|
Resto |
9.739.865 |
0,61 |
5,76 |
4283,3 |
11.152,8 |
137.125,68 |
12,16% |
|
24.558.126 |
16.675,82 |
||||||
|
(1) Base capacidad de generación año
2020 |
|||||||
Tabla
2
De la anterior tabla se deduce que la
incorporación paulatina de los automóviles EV y PEHV podría ser absorbido sin aparentes
teóricos problemas por el sistema eléctrico.
La
distribución de la carga de los EV a lo largo del día y de la semana, jugará
por tanto un papel clave en las necesidades de inversión en el sistema
eléctrico, tanto a nivel de transporte y distribución, como a nivel de
generación. La energía requerida para la recarga de las baterías, como hemos
supuesto previamente, dependerá del consumo específico del vehículo [kWh/km]
así como del número de kilómetros recorridos a lo largo del día. Veamos el caso
tomando para ello del número de coches incorporados hasta 2030, y consideremos
tres escenarios de carga: el primero, la recarga de los vehículos eléctricos se
realiza durante 8 horas al día; el segundo, la recarga se reparte en 12 horas;
el tercero, la recarga de todos los EV se concentra en una hora del día
(gráfico 1).
Los resultados obtenidos muestran como la potencia media de carga, traducida en el tiempo de carga requerido para los EV, juega un papel clave en las necesidades de ampliación de la capacidad del sistema eléctrico. Asimismo, en combinación con los datos mostrados en el gráfico 2 se puede observar como las potencias de carga requeridas en la red pueden suponer una mayor o menor necesidad de ampliación de la capacidad del sistema en función de la hora del día en el que se realice la carga, aunque los valores se pueden estimar por debajo de los máximos de demanda instantánea históricos.
Variaciones en la demanda y precio de la electricidad.
Una vez “aclarado” el extremo de que nuestro
sistema podrá asumir las puntas de demanda de electricidad que la paulatina
incorporación del EV al parque automovilístico español queda por analizar su
impacto sobre la demanda agregada de electricidad y el precio de esta.
Para ello analicemos la siguiente tabla.
|
año |
vehículos |
Consumo [KWh] |
AUMENTO
DEMANDA [GWh] |
Ahorro refino |
ACUMULADO
[GWh] |
DEMANDA MEDIA
[GWh] |
% |
|
2.022 |
307.800 |
6,73 |
2,07 |
0,60 |
1,47 |
680,39 |
0,22% |
|
2.023 |
344.736 |
6,73 |
2,32 |
0,67 |
3,12 |
680,39 |
0,46% |
|
2.024 |
382.657 |
6,73 |
2,58 |
0,75 |
4,95 |
680,39 |
0,73% |
|
2.025 |
428.576 |
6,73 |
2,88 |
0,84 |
6,99 |
680,39 |
1,03% |
|
2.026 |
497.148 |
6,73 |
3,35 |
0,97 |
9,37 |
680,39 |
1,38% |
|
2.027 |
576.692 |
6,73 |
3,88 |
1,13 |
12,12 |
680,39 |
1,78% |
|
2.028 |
660.889 |
6,73 |
4,45 |
1,29 |
15,28 |
680,39 |
2,25% |
|
2.029 |
753.413 |
6,73 |
5,07 |
1,47 |
18,88 |
680,39 |
2,77% |
|
2.030 |
811.426 |
6,73 |
5,46 |
1,58 |
22,76 |
680,39 |
3,34% |
|
2.031 |
873.906 |
5,73 |
5,01 |
1,71 |
26,06 |
680,39 |
3,83% |
|
2.032 |
941.196 |
5,73 |
5,39 |
1,84 |
29,61 |
680,39 |
4,35% |
|
2.033 |
960.020 |
5,73 |
5,50 |
1,87 |
33,24 |
680,39 |
4,89% |
|
2.034 |
979.221 |
5,73 |
5,61 |
1,91 |
36,94 |
680,39 |
5,43% |
|
2.035 |
998.805 |
5,73 |
5,72 |
1,95 |
40,71 |
680,39 |
5,98% |
|
2.036 |
1.018.781 |
5,73 |
5,84 |
1,99 |
44,56 |
680,39 |
6,55% |
|
2.037 |
1.039.157 |
5,73 |
5,95 |
2,03 |
48,48 |
680,39 |
7,13% |
|
2.038 |
1.059.940 |
5,73 |
6,07 |
2,07 |
52,49 |
680,39 |
7,71% |
|
2.039 |
1.081.139 |
5,73 |
6,19 |
2,11 |
56,57 |
680,39 |
8,31% |
|
2.040 |
1.102.761 |
5,73 |
6,32 |
2,15 |
60,73 |
680,39 |
8,93% |
|
resto |
9.739.865 |
5,73 |
55,81 |
19,02 |
97,52 |
680,39 |
14,33% |
|
24.558.126 |
145,48 |
||||||
|
(1) DEMANDA media diaria del periodo
2016 - 2020 |
|||||||
Tabla
3
Estimaciones incluidas: consumo medio ponderado
gasolina-gasoil de 3,45 litros /100 km, circulación media anual de 12.000km al
año, y con una necesidad de 0,75 KWh para refinar un barril de petróleo.
En este caso la tabla muestra la demanda
adicional de electricidad como resultado de multiplicar los nuevos vehículos EV por su consumo medio en KWh, y restándole el consumo de electricidad que se
deja de emplear para el refino del combustible (gasolina/gasoil) de los coches
térmicos que son sustituidos. El resultado supone un aumento total de la
demanda de 98 GWh anuales (década de los cuarenta) que representan un 14,33% de
la demanda media de electricidad (tomando la media del periodo 2016/2020).
Debemos recordar que una de las principales
características del sector eléctrico es la necesidad de que la oferta cubra la
demanda en todo momento, teniendo en cuenta la práctica imposibilidad de
almacenar esta fuente de energía. De esta manera, resulta habitual que en
los momentos de mayor demanda la electricidad se encarezca, debido a que entran
en funcionamiento tecnologías de generación más caras.
Además, si se toma la curva de precio horario del
mercado diario de electricidad de un día habitual, se puede extraer que esta
evoluciona de la misma forma que la curva de demanda eléctrica, dando lugar a
precios más elevados en los periodos de mayor demanda debido a la necesidad de
entrada en funcionamiento de las centrales que presentan un mayor coste
marginal. Por todo ello, y en principio hay que suponer que la introducción del
VE va a implicar un aumento de la demanda de electricidad, y por ende de su
precio, ahora bien, el impacto en el precio no sólo viene condicionado por la
demanda, la oferta o capacidad generadora también juega ampliando, reduciendo o
compensando dicho efecto. Recuérdese que en la tabla 2 la capacidad generadora
(oferta) había crecido un 24%. Si bien lo hace en base a tecnología renovable
que no pueda estar disponible 100% en todo momento.
Profundizando en el análisis de la curva de demanda de la electricidad (véase gráficos 3 y 4) se puede observar cómo existe una gran fluctuación en la demanda tanto a nivel diario (existiendo una gran diferencia entre el consumo durante las diferentes horas del día), como a nivel semanal (existiendo una diferencia sustancial entre el consumo en días laborables y en días no laborables.
Asimismo, existe una gran fluctuación de la
demanda a nivel estacional, afectando tanto al nivel de consumo (mucho mayor en
períodos estivales e invernales) como a nivel de la magnitud relativa de las
puntas intra diarias, siendo mayor la punta de la tarde en verano y mayor la
del mediodía en invierno.
Gráfico
4.
Fuente REE
Como dije anteriormente la distribución de la
carga de los EV a lo largo del día y de la semana, jugará por tanto un papel
clave en las necesidades de inversión en el sistema eléctrico, tanto a nivel de
transporte y distribución, como a nivel de generación.
Otras de las posibilidades para una mejor gestión
de la demanda son:
- la implementación de mecanismos que permitan gestionar la demanda acorde con la operación del sistema optimizando la relación entre la generación y la demanda del sistema (lo que evitaría posibles cortes nocturnos en la producción eólica debido a otros condicionantes del sistema).
- la instalación de una mayor capacidad de almacenamiento (hoy en día principalmente con centrales de bombeo y en un futuro con otras tecnologías).
- la implementación de mecanismos de
que faciliten la transmisión del precio de los mercados competitivos al
consumidor, permitiendo así la reacción ante la evolución de éste. En este
sentido, se observa que la elasticidad demanda-precio de los consumidores juega
un papel clave, puesto que es la que determina el patrón de comportamiento de
los consumidores frente a las variaciones del precio eléctrico. Recordemos que
siempre que la demanda agregada es inferior a la oferta agregada de los grupos
de generación que ofertan a precios cercanos a 0 euros/kWh (generación
renovable y generación nuclear principalmente), el precio se mantiene estable y
a mínimos, por lo que la existencia de un mecanismo que permitiese transmitir
esta señal de precio al consumidor facilitaría el incremento en la demanda
durante ese periodo concreto.
CONCLUSIONES
Salvando las innumerables suposiciones realizadas
y con las adecuadas reservas por los resultados obtenidos, el futuro
propietario de un EV debe estar tranquilo pues podrá recargarlo. Ahora bien,
España es un país que a diferencia de los EEUU y el Reino Unido su población
crece a lo alto y no se extiende, por lo que el número de puntos de carga en
los hogares españoles será pequeño, y la gran mayoría de las recargas
dependerán de la cercanía y la disponibilidad de los puntos públicos/comunitarios
de recarga (este es el gran reto del sistema).
Respecto a la demanda, puede intuirse un aumento,
pero el comportamiento racional o no de los consumidores y la implementación de
medidas que afecten a la demanda determinarán finalmente su evolución. Lo mismo
cabe predicarse del precio, si bien en este punto afecta, además, la evolución
de la oferta y las tecnologías que la compongan, sobre las cuales no soy capaz
de teorizar.
En cualquier caso, la introducción del vehículo
eléctrico es un extraordinario reto al que se tendrá que enfrentar la sociedad
española en su conjunto y el sistema eléctrico en particular durante los
próximos años. La incorporación paulatina de los vehículos eléctricos y enchufables
supone un reto técnico y económico en aspectos como el desarrollo e inversión
en nuevas fuentes de generación renovable, búsqueda de nuevos métodos de almacenamiento
y dotar a España de una infraestructura de carga.
Asimismo, debe ser una oportunidad para planificar
e implementar aquellas medidas destinadas a influir en el modo de consumir
energía, de manera que se produzcan los cambios deseados en la curva de la
demanda como son reducción del consumo en las horas punta del sistema), y desplazamiento
del consumo de las puntas a las valle.
ANEXO
Cuadro
1
Fuente REE
Cuadro
2
