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Oct 24, 2023

Estaciones de recarga de vehículos eléctricos en Europa

La Unión Europea es líder mundial en la adopción de electricidad

La Unión Europea es el pionero mundial en la adopción de vehículos eléctricos (EV): sus países miembros son responsables de más de una cuarta parte de la producción mundial de EV, y los EV representaron aproximadamente el 20 por ciento de sus ventas de autos nuevos en 2021. La combinación de la región de adelante -pensar en los fabricantes establecidos y los consumidores de vehículos eléctricos que adoptan tempranamente ofrece una oportunidad única para crear un ecosistema de vehículos eléctricos líder en el mundo. Eso podría generar nuevos puestos de trabajo, disminuir la contaminación del aire, acelerar el progreso hacia los objetivos climáticos y ayudar a Europa a convertirse en un faro mundial de vehículos eléctricos.

Sin embargo, una mayor aceptación de los vehículos eléctricos requerirá una gran construcción de la infraestructura de carga de vehículos eléctricos de Europa. En 2021, el continente tenía un estimado de 375.000 estaciones de carga. Pero un análisis reciente de McKinsey (ver recuadro, "El plan maestro de infraestructura de carga de vehículos eléctricos"), realizado para un informe de la Asociación Europea de Fabricantes de Automóviles (ACEA), sugiere que, incluso en el escenario más conservador, la UE-27 necesitará al menos 3,4 millones de puntos de carga públicos operativos para 2030.1 Esta cifra refleja el escenario orientado a la utilización descrito en el informe. En el escenario de impulso de la demanda del informe, se requerirían hasta 7,6 millones de cargadores públicos. Se requerirán amplias actualizaciones de la red de servicios públicos para distribuir electricidad a estas nuevas estaciones de carga y para la mayor capacidad de energía renovable, los futuros vehículos eléctricos de Europa deberán funcionar con energía más limpia (Gráfico 1). En total, esta construcción de la infraestructura de carga de vehículos eléctricos puede costar acumulativamente más de 240 000 millones de euros para 2030.2 Esta cifra refleja el escenario orientado a la utilización del informe. En el escenario de conducción de la demanda, los costes acumulados ascenderían a 280 millones de euros.

Estos hallazgos tienen implicaciones importantes para una variedad de partes interesadas. Los fabricantes de equipos de carga probablemente necesitarán aumentar la producción. Es posible que los operadores de puntos de carga deseen coordinarse con las empresas eléctricas para abordar las demandas de energía previstas. Y los fabricantes de automóviles y camiones deben prepararse para cumplir con las cambiantes prioridades de los consumidores.

Las desigualdades sociales potenciales que podrían resultar del despliegue de infraestructura son un tema importante. Afortunadamente, el suministro de infraestructura puede diseñarse para la inclusión a través de una cuidadosa coordinación e inversión. A continuación se presentan algunos hallazgos clave señalados en el informe de ACEA y nuestro análisis de lo que podrían significar para varios jugadores europeos de vehículos eléctricos.

Los compradores potenciales de EV quieren garantías de que podrán cargar sus vehículos de manera conveniente, pero cada conductor de EV adicional crea más competencia por el acceso a los puntos de carga públicos. Una encuesta de McKinsey de 2019 encontró que más de la mitad de las preocupaciones de los consumidores sobre los vehículos eléctricos tenían que ver con las baterías, la carga y la autonomía. Sin suficientes estaciones de carga para calmar la ansiedad de los conductores, la adopción de vehículos eléctricos podría ralentizarse.

Podrían surgir dos escenarios potenciales: uno en el que una gran cantidad de puntos de carga instalados ayude a impulsar la demanda de vehículos eléctricos y otro en el que los puntos de carga se instalen de acuerdo con las tasas de crecimiento de utilización actuales. Incluso en el último escenario, menos agresivo, para 2030, la UE-27 necesitaría escalar desde sus 340 000 estaciones de carga actuales hasta los 3,4 millones de cargadores públicos estimados necesarios para satisfacer las necesidades de su futura flota de vehículos eléctricos. (Esa cifra incluye 2,9 millones de cargadores públicos para automóviles de pasajeros, 0,4 millones para vehículos comerciales ligeros y 0,1 millones para camiones y autobuses. No incluye los 29 millones de estaciones de carga privadas estimadas que los propietarios de viviendas, los administradores de edificios de apartamentos y los operadores de estacionamiento en el lugar de trabajo utilizarían). tienen que instalar). Este escenario más conservador requeriría una aceleración de aproximadamente 1600 instalaciones de puntos de carga públicos por semana en 2021 a más de 10 000 por semana en 2030 (Anexo 2).3 En el escenario de demanda del informe, hasta 14 000 cargadores por semana tendría que ser instalado.

El año pasado, Francia (donde ahora se instalan unos 400 cargadores públicos a la semana) y Alemania (con unos 200) tuvieron el ritmo de instalación más rápido de la Unión Europea. Pero ellos, y toda la Unión Europea, están muy por detrás de la tasa objetivo, que aumentaría cada año. De media, se tendrían que instalar 6.000 puntos de recarga públicos a la semana en el conjunto de la Unión Europea entre 2021 y 2030, por lo que queda mucho camino por recorrer.

Será necesario reforzar partes de la red eléctrica de Europa antes de que se puedan conectar millones de nuevos cargadores de vehículos eléctricos. Pero las actualizaciones de la red requeridas directamente por las demandas de electricidad de la nueva infraestructura EV representarían solo el 11 por ciento de las inversiones anuales totales en la red de la UE-27. La mayoría de las mejoras de la red estarán dirigidas a los sistemas de distribución, transportando electricidad de media y baja tensión desde las subestaciones hasta los usuarios finales, no a los sistemas centralizados de transmisión de alta tensión.

Dos posibles casos de uso se beneficiarán de una mayor atención:

La adopción generalizada de vehículos eléctricos podría ayudar a Europa a lograr sus objetivos de descarbonización, a menos que los combustibles fósiles generen la energía utilizada para cargar los vehículos eléctricos. Para evitar que los vehículos eléctricos provoquen un aumento de las emisiones de carbono en Europa, el informe pide añadir suficiente capacidad de energía renovable para satisfacer la demanda de electricidad adicional que se espera de los futuros vehículos eléctricos.

Nuestro análisis muestra que la demanda de electricidad resultante directamente de la carga de vehículos eléctricos comerciales y de pasajeros podría aumentar de nueve teravatios hora (menos del 1 por ciento del consumo total de electricidad actual de la región) en 2021 a 165 teravatios hora en 2030. Como resultado, aunque los EV -La demanda específica de electricidad puede aumentar en casi un 40 por ciento al año, aún puede representar solo alrededor del 6 por ciento de toda la electricidad consumida en la UE-27 (Gráfico 3).

El impulso para electrificar los vehículos de Europa será mucho más difícil si la propiedad de vehículos eléctricos sigue estando fuera del alcance de una gran parte de la población europea. Pero hacer que los vehículos eléctricos sean una opción realista para todos no significa solo hacer que los vehículos sean asequibles. También significa proporcionar acceso a puntos de carga asequibles.

Los compradores que viven en casas unifamiliares con garajes pueden tener pocos problemas para instalar sus propios cargadores. Para todos los demás, la carga será menos sencilla. Los propietarios de vehículos eléctricos que viven en edificios de apartamentos y se estacionan en la calle dependerán en gran medida de los cargadores públicos: en 2021, el 42 % de los propietarios de vehículos eléctricos europeos que vivían en ciudades no tenían acceso a puntos de carga domésticos. Bien podrían temer que la competencia por el acceso a esos cargadores públicos sea feroz. Un despliegue equitativo de la infraestructura de carga requiere la instalación de puntos de carga públicos en todos los barrios.

El desafío más amplio es que la carga pública actual es entre un 30 y un 200 por ciento más costosa que la carga privada. Garantizar un precio de carga justo para los propietarios de vehículos eléctricos que no tienen acceso a puntos de carga privados en el hogar o en el trabajo será extremadamente importante en la transición hacia una Europa totalmente eléctrica.

El despliegue de infraestructura que prevé el informe costaría un total acumulado de 240 000 millones de euros en hardware e instalación para 2030. Eso incluye la instalación de nuevos puntos de carga, la mejora de las redes eléctricas y el aumento de la capacidad de generación de energía renovable. Más de la mitad de esta financiación (el 60 % o 130 000 millones de euros) apoyaría la planificación, la ingeniería y la instalación de nuevos puntos de carga públicos y privados (el 20 y el 40 % del total, respectivamente). El quince por ciento pagaría por actualizaciones de la red y el 25 por ciento por capacidades de energía renovable.

Los propietarios de viviendas deberán pagar el hardware y la instalación de sus puntos de carga privados, posiblemente recibiendo subsidios del gobierno para compensar los costos. Los puntos de carga públicos serán construidos por operadores de carga privados (que buscarán ganar dinero con sus inversiones) o por empresas de servicios públicos locales. Los costos de las actualizaciones de la red se traducirán en última instancia en tarifas de distribución de electricidad para los consumidores finales. Las empresas de servicios públicos construirán y financiarán nueva capacidad de energía renovable.

Hay dos vías potenciales de desarrollo de infraestructura, que podrían afectar a las partes interesadas de diferentes maneras:

Esta es solo una posible área de variación en los resultados a medida que avanza este gran proyecto de infraestructura. Las partes interesadas deberán considerar una variedad de eventualidades mientras examinan el horizonte. A continuación, describimos las implicaciones potenciales del despliegue de una infraestructura de carga. Nuestro relato está orientado hacia las perspectivas de diferentes intereses.

Operadores de puntos de recarga

La ruta impulsada por la demanda, con su mayor número de cargadores, asume tasas de utilización más bajas para cada cargador individual. Es casi seguro que esto reduciría la rentabilidad de los operadores de puntos de recarga (CPO). La vía orientada a la utilización, por el contrario, garantiza que la mayoría de los puntos de recarga sean rentables. Es probable que los CPO prefieran la vía orientada a la utilización para evitar las estaciones de carga "varadas" (no rentables).

Operadores de red y redes eléctricas

En muchos casos, los operadores de la red no tienen visibilidad del comportamiento de carga, por lo que es difícil anticipar y gestionar la demanda de electricidad. La carga inteligente, que implica la comunicación entre los vehículos eléctricos y los sistemas de distribución de electricidad, podría permitir la gestión activa de la carga al cambiar los flujos de electricidad de la carga de vehículos eléctricos a las horas del día en que la demanda general es menor. Esto podría mitigar la necesidad de inversiones en infraestructura de red al reducir la tensión, así como los costos de electricidad para los consumidores.

El potencial de carga inteligente es especialmente alto en lugares donde los vehículos están estacionados y conectados a cargadores durante períodos prolongados, por ejemplo, cargando en el hogar, en el lugar de trabajo o en un depósito de flota para vehículos comerciales. Una primera fase de desarrollo, que podría estar ampliamente en marcha para 2030, implicaría la carga inteligente unidireccional: los tiempos de carga de los vehículos eléctricos se controlarían de forma centralizada para reducir las cargas máximas. En una segunda etapa, la carga inteligente bidireccional utilizaría las baterías de los vehículos como almacenamiento intermitente dentro de la red: las baterías podrían cargarse o descargarse según los niveles de generación y demanda de energía.

La carga bidireccional es una forma particularmente prometedora de almacenar energía en la red, ya que los vehículos eléctricos de pasajeros de la Unión Europea tendrían hasta tres teravatios-hora de capacidad de batería disponible, lo que equivale al 40 por ciento de la demanda de energía promedio diaria de la Unión Europea. La tecnología sería una solución oportuna porque se espera que aumente la necesidad de almacenamiento en la red durante la transición a la energía renovable. Para implementarse, la carga bidireccional requeriría que los operadores de la red se asocien con los propietarios de vehículos eléctricos, y eso crearía nuevos modelos comerciales para compensarlos por agotar sus baterías.

Fabricantes de automóviles

Cuantos más cargadores se creen, más inmediato será el beneficio para los fabricantes de automóviles. Es más probable que un comprador potencial de vehículos eléctricos opte por la electricidad si los cargadores públicos están disponibles en lugares convenientes. La construcción podría acelerarse mediante colaboraciones entre fabricantes, como la red de carga IONITY (una empresa conjunta de BMW, Daimler, Ford, Hyundai y Volkswagen).

Alternativamente, si los fabricantes de automóviles y los proveedores de automóviles pueden crear un vehículo capaz de cargarse más rápido que en la actualidad, podrían reducir la cantidad de cargadores públicos necesarios. Las velocidades de carga de vehículos más rápidas reducirán la ansiedad por la autonomía de los conductores y permitirán una construcción de puntos de carga más eficiente (ya que se requieren menos cargadores para cargar la misma cantidad de vehículos).

Si los fabricantes de automóviles y los proveedores de automóviles pueden crear vehículos capaces de cargarse más rápido que los actuales, podrían reducir la cantidad de cargadores públicos necesarios.

Hacedores de políticas locales

La ciudad de Estocolmo marca la pauta en el despliegue de infraestructura: el tiempo promedio de instalación de extremo a extremo para un cargador rápido de corriente continua (CC) (150 kilovatios o más) es de siete meses. Las instalaciones similares en otros lugares pueden demorar hasta 20 meses. El enfoque de preparación intensiva de Estocolmo requiere una inversión inicial de tiempo porque las ciudades y los municipios deben realizar evaluaciones de viabilidad de alto nivel en colaboración con los operadores de las redes de distribución de electricidad. Una vez que se identifica una ubicación de carga prometedora, los procesos de aprobación avanzan rápidamente, lo que a su vez acelera la planificación realizada por los operadores de los puntos de carga.

Otros lugares han descubierto enfoques diferentes (y potencialmente complementarios). La ciudad de Oslo ha elaborado una lista de verificación para acelerar las aprobaciones de proyectos. Los Países Bajos crearon una plataforma de conocimiento para abordar las inquietudes rápidamente. La política de "derecho a un enchufe" de Francia elimina el ida y vuelta requerido para las aprobaciones de instalación en el hogar.

Instituciones financieras

Los gobiernos ahora dirigen sus presupuestos de financiación de vehículos eléctricos en gran medida a los incentivos para la compra de vehículos eléctricos. Podría ser beneficioso examinar cuánto se gasta para subsidiar la infraestructura de vehículos eléctricos y la generación de energía renovable. Será necesario encontrar un equilibrio entre alentar la financiación del sector privado para la infraestructura de carga y al mismo tiempo utilizar el apoyo público para garantizar una construcción equitativa, de modo que la carga asequible esté disponible incluso en ubicaciones menos rentables.

Europa, que está experimentando una revolución de movilidad única en un siglo, puede aprovechar esta oportunidad. El éxito requerirá la construcción de la infraestructura de carga de vehículos eléctricos, estrategias claramente comunicadas y una fuerte cooperación entre una amplia variedad de partes interesadas públicas y privadas.