El mercado mundial de vehículos eléctricos (EV) ha experimentado un crecimiento notable. Según el Global EV Outlook 2024 informado por la AIE (Agencia Internacional de Energía), se prevé que las ventas de automóviles eléctricos alcancen alrededor de 17 millones de unidades en 2024, lo que representa más del 20% de todos los automóviles vendidos en todo el mundo. Este aumento está impulsado por una adopción significativa en los principales mercados como China, Europa y Estados Unidos. Por ejemplo, en China, se espera que los vehículos eléctricos constituyan el 45% de todas las ventas de automóviles, mientras que en Europa y Estados Unidos se prevé que las ventas de vehículos eléctricos alcancen un 25% y más del 11%, respectivamente.
Con el mercado de vehículos eléctricos cada vez más fuerte, ¿puede la red eléctrica existente soportar la creciente demanda de electricidad?
La red eléctrica envejecida en EE. UU.
Muchos componentes de la red eléctrica estadounidense se construyeron hace décadas y ahora se acercan o superan su vida útil prevista. Aproximadamente el 70% de las líneas de transmisión tienen más de 25 años, y los grandes transformadores de energía, que manejan el 90% del flujo de electricidad de Estados Unidos, tienen en promedio más de 40 años. Al entrar en la era de los vehículos eléctricos, la situación se está volviendo más grave. La creciente demanda de nuevas tecnologías y centros de datos, especialmente en áreas como el norte de Virginia y Texas, está creando una tensión sin precedentes en la red eléctrica existente.
En 2023, la red estadounidense enfrentó 185 ataques o amenazas físicas, estableciendo un récord de incidentes de este tipo y poniendo de relieve su vulnerabilidad; En Texas, la demanda de electricidad alcanzó un récord de 85 gigavatios en el año, con proyecciones de que casi se duplicará para 2030; La Corporación de Confiabilidad Eléctrica de América del Norte (NERC) ha advertido que grandes zonas de Estados Unidos, particularmente las regiones orientales, corren un riesgo elevado de sufrir un suministro insuficiente de energía durante condiciones climáticas extremas. Estos ejemplos subrayan la necesidad urgente de realizar mejoras sustanciales en la red eléctrica de EE. UU. para mantener el ritmo de las crecientes demandas de energía impulsadas por el auge de los vehículos eléctricos y otros avances tecnológicos.
Carga fuera de las horas pico para aliviar el estrés
En 2023, la flota mundial de vehículos eléctricos consumió alrededor de 130 teravatios-hora (TWh) de electricidad, equivalente a la demanda eléctrica total de Noruega. Se espera que esta cifra aumente significativamente y represente potencialmente entre el 6% y el 8% de la demanda mundial de electricidad para 2035.
La carga de vehículos eléctricos, especialmente durante las horas pico, plantea un desafío importante. Las horas pico de demanda suelen ocurrir entre las 5 p. m. y las 8 p. m., coincidiendo con el período en el que muchos propietarios de vehículos eléctricos regresan a casa y enchufan sus vehículos. Los cargadores rápidos , que son cada vez más populares, pueden consumir entre 50 kW y 350 kW, lo que sobrecarga significativamente la red si se cargan varios vehículos simultáneamente. Este aumento de la demanda puede generar mayores costos operativos para las empresas de servicios públicos y aumentar el riesgo de cortes de energía.
La infraestructura de red existente en los EE. UU., que ya enfrenta numerosos desafíos, a menudo no puede manejar esos picos sin mejoras. Por ejemplo, durante la tormenta invernal de Texas de 2021, la red falló en condiciones extremas, lo que provocó apagones generalizados. Sin actualizaciones, la incapacidad de la red para gestionar el aumento de la demanda de vehículos eléctricos podría provocar cortes de energía similares o incluso más frecuentes.
Para mitigar estos problemas, es fundamental gestionar los tiempos de carga de forma eficaz. Fomentar la carga fuera de las horas punta puede ayudar a equilibrar la carga en la red. Implementar tecnologías de carga inteligentes e incentivar a los propietarios de vehículos eléctricos a cargar durante las horas de menor actividad puede reducir la tensión en la red y mejorar la confiabilidad. Esta responsabilidad debe ser compartida tanto por los usuarios de vehículos eléctricos como por los órganos rectores, incluidas las empresas de servicios públicos y las agencias gubernamentales, para crear políticas y proporcionar incentivos para la carga fuera de las horas pico.
Cómo la carga fuera de las horas pico puede beneficiar a los propietarios de vehículos eléctricos
La carga bidireccional también ayuda
A medida que crece la adopción de vehículos eléctricos, la carga bidireccional también desempeña un papel crucial en la creación de un sistema energético más resiliente y sostenible, especialmente cuando la red existente lucha por soportar la creciente demanda de electricidad.
La carga bidireccional ofrece importantes beneficios tanto para los usuarios de vehículos eléctricos como para la red eléctrica. Para los propietarios de vehículos eléctricos, esta tecnología permite que sus vehículos sirvan como fuentes de energía móviles, proporcionando energía de respaldo durante los cortes y permitiéndoles vender el exceso de energía a la red, reduciendo así los costos generales de energía. Para la red eléctrica, la carga bidireccional ayuda a equilibrar la oferta y la demanda, especialmente durante las horas pico de uso. Esto alivia la presión sobre la infraestructura obsoleta, reduce la necesidad de costosas actualizaciones y mejora la integración de fuentes de energía renovables al almacenar el excedente de energía generado durante los períodos de baja demanda.
Lea este blog para obtener una introducción completa a la carga bidireccional.
A medida que la adopción de vehículos eléctricos siga aumentando, la carga bidireccional será esencial para garantizar un sistema energético sostenible y resiliente, ayudando a satisfacer la creciente demanda de electricidad sin saturar la red actual.
En Estados Unidos, esta tecnología ya ha comenzado a tomar forma. Por ejemplo, Nissan ha aprobado el cargador Fermata Energy FE-15 para su uso con el Nissan LEAF, lo que permite que el vehículo devuelva energía a la red y ayude a reducir los costos de energía para los propietarios de negocios. Además, General Motors (GM) planea ampliar las capacidades de carga bidireccional vehículo-hogar (V2H) a todos sus vehículos eléctricos basados en Ultium para 2026, y algunos modelos ya cuentan con esta tecnología.
Apoyando la carga de vehículos eléctricos con energía renovable
Mientras la red eléctrica lucha por mantenerse al día con las demandas modernas de electricidad, Estados Unidos ha sido testigo de frecuentes apagones y caídas de tensión en varias regiones, lo que expone sus vulnerabilidades. A medida que aumenta la adopción de vehículos eléctricos, la carga adicional en la red podría exacerbar estos problemas. Aquí es donde entran en juego las fuentes de energía renovables como la solar y la eólica. Pueden aliviar significativamente la presión sobre la red al proporcionar energía descentralizada y sostenible para las estaciones de carga de vehículos eléctricos.
Una de las ventajas clave de la energía renovable para la carga de vehículos eléctricos es su capacidad de generar electricidad localmente. Los paneles solares instalados en hogares, empresas y estaciones de carga públicas pueden proporcionar energía inmediata a los vehículos eléctricos sin sobrecargar la red central. Según el Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) , la integración de la energía solar con la carga de vehículos eléctricos puede reducir la demanda máxima en la red hasta en un 60%. Este enfoque descentralizado no sólo mejora la confiabilidad de la red sino que también reduce las pérdidas de transmisión y los costos de infraestructura.
La energía eólica es otro actor fundamental. En regiones con un alto potencial de energía eólica, los parques eólicos pueden suministrar energía abundante y limpia a las redes locales, respaldando las redes de carga de vehículos eléctricos. Además, la energía renovable puede almacenarse en baterías durante los períodos de baja demanda y utilizarse para cargar vehículos eléctricos durante las horas pico. Este método de carga inteligente optimiza el uso de energía y garantiza un suministro constante de electricidad.
Aumentar la accesibilidad de las estaciones de carga de vehículos eléctricos
El rápido aumento en la adopción de vehículos eléctricos ha llevado a una mayor demanda de una infraestructura de carga sólida. En Estados Unidos, hay más de 109.000 estaciones de carga de vehículos eléctricos, pero la distribución es desigual, con estados como California a la cabeza en número de puertos de carga. El creciente número de vehículos eléctricos requiere una red más extensa y distribuida uniformemente para evitar la congestión en las estaciones de carga.
Distribuyendo la carga
Una amplia red de estaciones de carga ayuda a distribuir la carga eléctrica de manera más uniforme en toda la red. Cuando los puntos de carga se concentran en áreas específicas, la red local puede verse saturada, lo que provoca posibles cortes o una menor confiabilidad. Al distribuir las estaciones de carga, se equilibra la demanda en la red, lo que reduce el riesgo de sobrecargas localizadas y mejora la estabilidad general de la red.
Apoyo a áreas rurales y desatendidas
Ampliar la infraestructura de carga a zonas rurales y desatendidas garantiza que todas las regiones se beneficien de la revolución de los vehículos eléctricos, no sólo los centros urbanos. Esta inclusión puede impulsar una adopción más amplia de vehículos eléctricos, contribuyendo a la reducción general de emisiones y respaldando los objetivos climáticos nacionales.
Mejorar la comodidad y reducir la ansiedad por el alcance
Ampliar la cobertura de las estaciones de carga garantiza que los usuarios de vehículos eléctricos tengan un cómodo acceso a la energía, lo cual es crucial para reducir la ansiedad por la autonomía: el miedo a quedarse sin batería sin encontrar un punto de carga. Esto anima a más personas a cambiar a los vehículos eléctricos, promoviendo su adopción generalizada y, en última instancia, generando mayores beneficios medioambientales.
Conclusión
A medida que el mercado de vehículos eléctricos continúa creciendo, es fundamental abordar la tensión en la red eléctrica de EE. UU. Implementar carga fuera de las horas pico y bidireccional, expandir las fuentes de energía renovables y aumentar la accesibilidad de las estaciones de carga de vehículos eléctricos son estrategias clave para garantizar un sistema energético resiliente y sostenible. Al adoptar estas soluciones, podemos respaldar la adopción generalizada de vehículos eléctricos y al mismo tiempo mantener la estabilidad y confiabilidad de la red.
