La pila eléctrica más preparada para el mercado de masas usa la misma tecnología que la de nuestro ordenador o teléfono móvil: un grupo de células de ión de litio interconectadas entre sí, un esquema aparentemente sencillo, aunque costoso. 

¿Cómo hacer que estas baterías resulten más económicas, al menos para el usuario? Existen varias opiniones al respecto. Desde los especialistas que niegan la mayor y creen que el ión de litio debe sustituirse por un combinado químico más barato de producir, hasta quienes creen que la solución ya ha llegado, pero para verla hay que ser imaginativo.

Por ejemplo: permitir al usuario vender la batería cuando empiece a deteriorarse (a los 8 o 10 años), para financiar una nueva; u optar por la compra para el vehículo, pero opciones como el leasing de la batería por un determinado número de años, independientemente de la carcasa (coche) que conduzcamos.

El coste de conducir con una gigantesca batería de ordenador portátil

Inversores privados y fabricantes de automóviles, si bien reconocen mayoritariamente que el mercado será cada vez más híbrido y eléctrico, también creen que el motor de explosión puede mejorar mucho más y usar una fracción del combustible actual, evitando otros inconvenientes de los motores tradicionales, sobre todo su potencial contaminador.

Técnicamente, el coche eléctrico está listo para entrar en los concesionarios y ser tan popular como los vehículos de gasolina, diésel o híbridos. El Chevrolet Volt (Opel-Vauxhall Ampera en Europa) está recibiendo buenas críticas desde fuentes respetables, mientras el Nissan Leaf ya ha vendido 17.000 unidades varios meses antes de aparecen en el mercado.

Pero siguen preocupando dos aspectos del coche eléctrico: el precio y vida útil de las baterías y la puesta en marcha de infraestructuras de recarga con la suficiente antelación y sentido económico.

Vinod Khosla, inversor privado en tecnologías verdes, crítico sobre el ión-litio

Vinod Khosla, fundador de la firma de capital riesgo de Silicon Valley Khosla Ventures, se ha especializado en los últimos años en invertir en ideas y empresas en ciernes en el llamado campo de las tecnologías verdes.

Khosla, uno de los fundadores de Sun Microsystems y respetada personalidad en los mercados tecnológico y verde, habla sin rodeos acerca de las incógnitas sin resolver en el mercado eléctrico, que podrían evitar su implantación masiva en los próximos años.

Para Vinod Khosla, el inconveniente fundamental del coche eléctrico estriba en el precio de unas baterías que, además, serán recargadas en los próximos años con electricidad procedente de fuentes no renovables, sobre todo carbón y gas natural.

Los inversores privados de capital riesgo afincados en Silicon Valley se han labrado el prestigio de apostar por ideas y tecnologías que difícilmente resultan atractivas si quien las estudia carece de acceso a información relevante y capacidad de análisis.

El elevado precio de las baterías repercute sobre el precio de los vehículos que, a su vez, se convierten en inalcanzables para el público que más coches comprará en los últimos años. Y ello preocupa a Khosla: “la mayoría de los nuevo coches se están vendiendo en India y China y allí quieren [modelos] económicos como el resto. Uno puede reducir más dióxido de carbono pintando su tejado de blanco que comprándose un Prius”.

Khosla Ventures no está interesada en invertir en baterías eléctricas similares a las perfeccionadas por la firma californiana Tesla Motors en su deportivo Roadster y su futura berlina Model S, que Toyota y Daimler usarán en futuros vehículos, según los acuerdos de ambos fabricantes con la startup.

Críticas positivas a coches con baterías de ión-litio: el Volt-Ampera gusta

Las baterías más eficientes en uso en la actualidad incluyen dispositivos de ión de litio, también presentes en portátiles, móviles y otros dispositivos actuales aunque, en lugar de incluir un número limitado, acumulan miles de células, lo que aumenta su coste de fabricación, testeo y mantenimiento.

El elevado precio de las baterías de ión-litio no impide que los modelos eléctricos que llegarán al mercado en los próximos meses, incluidos el Nissan Leaf y el Chevrolet Volt (Opel Ampera), incorporen la tecnología, ya que su actual rango y velocidad de carga potencial, que puede reducirse a media hora en recargas del 80% usando una conexión de alto voltaje, convierten al propio coche eléctrico en viable.

La industria trata de reducir los costes de estas baterías, situados todavía entre los 800 y 1.000 dólares por kilowatio hora (entre 8.000 y 18.000 dólares por batería completa).

Las reticencias del inversor de capital riesgo afincado en Silicon Valley no impiden que haya declarado, durante una charla celebrada en el evento tecnológico TechCrunch Disrupt, que el híbrido enchufable Chevrolet Volt es “un coche realmente bueno”.

Alternativas al ión-litio: mejor motor de combustión vs. tecnología de pila superior

Vinod Khosla ha invertido, sin embargo, en dos estadios de desarrollo de vehículos más eficientes ajenos a los inminentes nuevos modelos:

• Ha apostado, con Bill Gates y otros inversores de capital riesgo, por la startup EcoMotors, una firma que trabaja en motores de combustión interna mucho más eficientes que los actuales hasta el punto de contaminar menos que el Toyota Prius o vehículos similares. Todo ello, aparentemente, con una tecnología económica y que no depende de la incierta evolución del mercado de baterías eléctricas.
• Y, de los motores de combustión a las baterías eléctricas del futuro con potencial disruptor a medio plazo, campo en que Khosla Ventures también ha invertido. La firma Sakti3 desarrolla una tecnología de baterías de iones de magnesio en estado sólido, con prestaciones similares a las actuales baterías de ión-litio, aunque una ventaja fundamental: son mucho más baratas de producir. La tecnología está todavía en ciernes.

Pese a su falta de tradición automovilística, aunque quizá gracias a ello, California se está convirtiendo en uno de los epicentros del desarrollo del coche eléctrico, tanto en Silicon Valley (Tesla Motors, capital riesgo, innovación en centros privados y universidades) como en el sur de California (Coda Automotive, apoyo político local y del entorno de la industria del entretenimiento).

Pero la enésima reinvención productiva del Estado más poblado y rico de Estados Unidos, muy castigado por el desempleo y con graves problemas en sus cuentas pública, no ha dado todavía con el modo de que la batería eléctrica siga la evolución del microprocesador, cuya constante mejora en el rendimiento y reducción del coste (fenómeno conocido como Ley de Moore), permitió el nacimiento de la informática personal o, últimamente los teléfonos inteligentes.

No hay Ley de Moore para las pilas eléctricas

No hay una Ley de Moore para las baterías que propulsan al coche eléctrico, y ello debería preocupar a Silicon Valley, si pretende liderar un mercado automovilístico tan masivo como el construido durante más de un siglo sobre los cimientos del motor de combustión interna.

Winfried Wilcke, director del proyecto de investigación sobre baterías de IBM, se queja de que “el ión de litio, que es claramente la mejor tecnología de baterías en la actualidad, está estancada, completamente estancada desde 2003”.

Wilcke trata de desarrollar en San José, California, una nueva batería, “lithium air” (aire de litio) que permita circular 500 millas (800 kilómetros) con una sola carga, que pudiera producirse en cadena y tuviera un precio razonable. Desafortunadamente, el proyecto sigue lejos de sus objetivos.

Otras previsiones son más optimistas que las de Vinod Khosla y Winfried Wilcke. Pike Research cree que los precios de las baterías eléctricas caerán a la mitad en 2015, mientras Deutsche Bank augura el mismo descenso, pero en 2020.

Si no puedes reducir el precio de las baterías, reúsalas

¿Cómo responder a la demanda de quienes quieren vehículos menos contaminantes como híbridos, híbridos enchufables y eléctricos si la mejor tecnología lista para producción, la de ión litio, sigue siendo cara?

GM, Nissan y Tesla creen que la solución, al menos durante los primeros años de implantación del vehículo eléctrico, pasa por reciclar las baterías tras su vida útil en el vehículo.

John Gartner, analista de Pike Research, coincide en que reciclar las baterías tras su vida útil en el vehículo es “absolutamente necesario. Encontrar modos de reducir su coste aprovechando buena parte de su valor durante el final de su ciclo de vida sería decisivo para que los fabricantes lograran seguir con sus planes”.

Las baterías usadas en los eléctricos e híbridos enchufables recién estrenados o a punto de salir al mercado, tras 8 o 10 años de uso, inician un paulatino deterioro, que agota la capacidad de carga de cada vez más células, lo que reduce su capacidad de carga real y, por tanto, antonomía, pero no la agota. Este fenómeno ha obligado a que Nissan, GM y la startup del sur de California Coda Automotive garanticen el funcionamiento de las baterías de sus respectivos sedán eléctricos durante 8 años o 100.000 millas (160.000 kilómetros) de uso.

El inicio del lento deterioro de las baterías de ión litio tras unos años de uso, un impedimento para que un vehículo conserve su funcionamiento óptimo, no es un escollo insalvable en otras actividades. Por ello, GM, Renault-Nissan y Tesla trabajan en métodos para aprovechar las baterías al finalizar su vida útil en el vehículo.

Las baterías reemplazadas conservarían entre un 50% y un 70% de su rendimiento, por lo que los usuarios podrían financiar la compra de una nueva pila o vehículo entregando la vieja, que sería usada a continuación en soluciones de almacenamiento energético, infraestructura para almacenar energía renovable, asistir redes eléctricas domésticas, gestión inteligente del suministro energético e ideas similares aportadas por GM.

Reducir el impacto ecológico de un automóvil

El modelo industrial en el que se ha forjado la industria del automóvil enterró la era romántica de sus inicios con la cadena de montaje y la filosofía de las economías de escala del Fordismo.

El Toyotismo puso al día la filosofía de la cadena de montaje con aportaciones como la atención por el detalle y una doctrina, la de la mejora continua (evocada con la palabra japonesa “kaizen”), con lo que la producción en masa de vehículos uniformes, basados en las economías de escala, ha llevado a la industria tradicional hasta su momento actual.

Ahora, nos encontramos de nuevo en una era para inventores, tan romántica para el automóvil como los inicios del siglo XX. En esta ocasión, el motor de combustión interna será sustituido por el coche eléctrico, si se logra reducir el precio y aumentar la resistencia del ion de litio, o si aparece alguna tecnología para almacenar y proporcionar energía que sea más barata que la tradicional pila eléctrica, que apenas ha evolucionado desde que Henry Ford y Thomas Edison intentaran fabricar un Ford T eléctrico.

Construir un coche en cadena requiere un gran desembolso económico y, más preocupante, tiene un impacto medioambiental que debe añadirse a la contaminación que provocaremos conduciendo (o recargando con carbón y gas natural) el automóvil comprado.

Quizá, los inventores románticos de inicios del siglo XXI deberían facilitar las alianzas entre el talento y la rapidez de las startup (las Tesla) con la voluntad de gigantes que quieren cambiar, al menos en algunos de sus modelos (las Toyota, GM, Nissan-Renault, etc.).

Coches de fibra de carbono con carcasa intercambiable

Porque no hay leyes que estipulen que un coche debe ser comprado en su totalidad, y sustituido por otro coche a los pocos años. Hay materiales livianos que podrían crear coches con el esquema de fabricación de un vehículo de Fórmula 1: por un lado, el motor y estructura técnica y motriz del vehículo; por otro, carcasa (diseño estructural, seguridad activa y pasiva, etc.); y, finalmente, “epidermis”, o carrocería, que podría cambiarse en función de los gustos o necesidades cambiantes del usuario.

Si las baterías (o sistemas de carga equivalentes) de un coche eléctrico pudieran “alquilarse” (como uno alquila los derechos al usufructo de unos árboles en un terrero que no es suyo); si el resto del motor y la carcasa del vehículo fueran de la mejor calidad, pudieran repararse con facilidad y duraran décadas, en lugar de años; y si la carrocería exterior o “epidermis” (carenado) de los vehículos, elaborados con fibra de carbono o materiales similares, pudiera sustituirse como es posible con un teléfono móvil o un bólido de Fórmula 1.

Si fuera posible introducir estas ideas ya presentes en un mercado de masas, el coche eléctrico y el automóvil en general podrían reducir su impacto global, además de convertir al enquistado y poco excitante mercado automovilístico en un hervidero de propuestas, con los iPhone del automóvil compitiendo con los equivalentes a Android, Blackberry y demás.

Open source hardware y otras tendencias

Quizá, el siguiente paso llegaría con el “open source hardware“, o el diseño de carcasas y “epidermis” de código abierto por diseñadores y los propios usuarios, que facilitarían su obra a través de licencias permisivas y que fomentarían la colaboración, procesos de mejora colectiva y meritrocracia del mejor diseño.

Entonces, lograda la mejor batería, el mejor motor, la mejor estructura y la mejor (y quizá más abierta) epidermis, el mercado del automóvil se convertiría, más que en un problema, en una solución.

Llegado ese momento, el chiste “un camello es un caballo diseñado por comité” sería refutado. Personalmente, no creo que puedan haber peores “camellos” que los coches actuales. Algo falla, cuando los vehículos más atractivos, al menos desde la mirada del diseño, son reválidas de antiguos conceptos: véanse nuevo Mini y nuevo Fiat 500.

Por cierto, ¿alguien ha intentado sumar la carrocería de un Isetta sobre el chasis y motor de un Smart ForTwo?