Academia de Ingeniería

Presentación del tema: "Academia de Ingeniería"— Transcripción de la presentación:

1 Academia de Ingeniería
4 de setiembre de 2012 Ing. Claudio Damiano Transporte eléctrico: Estado actual y perspectivas; desafíos y oportunidades.

2 DEL AUTOMOVIL ELECTRICO
HISTORIA Y EVOLUCION DEL AUTOMOVIL ELECTRICO

3 Historia del automóvil eléctrico
1828: Hungría 1899: record mundial de velocidad, a 105 km/h Le jamáis contente

4 Historia del automóvil eléctrico
Decada de 1900: EV registrados en USA = 38% del parque Columbia Runabout, + de 1000 unidades vendidas en USA

5 Historia del automóvil eléctrico
Años 1900 a 1920: lo usan los ricos urbanos, especialmente mujeres. Detroit Electric, 1912 (1907–1939) “Usted podrá parlotear sobre ruedas” (bajo ruido)

6 Historia del automóvil eléctrico
Argumentos de venta: distinción y fácil manejo. 1899–1915

7 Historia del automóvil eléctrico
Edison Electric, 1913 …pero: las tarifas eran altas, el mantenimiento de baterías, complicado la autonomía, escasa para las nuevas rutas, el petróleo se hace abundante.

8 1920 a la actualidad. Ejemplos:
Enfield, Vel. Max. 65 km/h Auton: 90 km. Inglaterra, 1970: automóviles y camiones de propulsión eléctrica en uso permanente. 48 voltios, recarga en 8 horas, en cualquier tomacorriente. Francia, EdF – Matra: Desarrollos para llenar valle, generación nuclear. USA: Varios modelos. Paradigma: General Motors EV unidades.

9 Records al presente 2011: 515 km/h 2013?: + de 700 km/h

10 El presente: la Electro-Formula 1

11 TECNOLOGIA DEL AUTOMOVIL ELECTRICO

12 Los nuevos esquemas: evolución
Cuanto vivirá el vehículo híbrido? “The Mermaid Story”

13 Los nuevos esquemas Híbridos: mas complejos.
A Baterías: Sólo cambia Motor, y Almacenamiento energía. Nueva ingeniería de pisos

14 Los nuevos esquemas: motor y baterías. Batería:
limitante a la masificación (por peso, costo, autonomía, tiempo de carga y litio necesario para su fabricación)

15 TECNOLOGIA DE LAS BATERIAS

16 Las Baterías: tecnologías actuales.

17 Las baterías: progreso estimado
Para lograr autonomía de 250 km en auto mediano (1100 kg), usando las actuales baterías (150 Wh/kg)   200 kg 140 Wh/kg* 170 Wh/kg* 200 Wh/kg* 200kg kg Li-ion Batteries 2012 Near future Source: Dr. Stefano Passerini, Munster University, Germany 17

18 Estructuras conductoras arborescentes en nanotubos de carbono
La batería Li-sulfuro y Li-gas Lithium-air, unprotected anode (non aqueous electrolyte) Theor. energy density : 11,420 Wh/kg Estructuras conductoras arborescentes en nanotubos de carbono Lithium-air, protected anode (aqueous electrolyte) Theor. energy density : 5,800 Wh/kg >500 Wh/kg Li-sulfuro < 90kg 140 Wh/kg* 170 Wh/kg* 200 Wh/kg* 200 kg kg Li-ion Batteries Año 2012 2017 Source: Dr. Stefano Passerini, Munster University, Germany 18

19 Donde está el Litio?

20 Hay suficiente mineral de Litio para masificar el auto eléctrico?
Source: University of Michigan and Ford researchers

21 La RECarga deL AUTOMOVIL ELECTRICO. Su impacto en la red.

22 Recargas de baterías: Caso hogareño EU y USA:
Potencias de carga entre 3 y 24 kW. Usualmente todos los dias. Corrientes entre 16A monofásicas a 32A trifasicas. Argentina: Con 10 A, el doble-socket monofásico implica hasta 4.4 kW. Con conector especial y en Tarifa 1, no debe superar los 10 kW. Tecnología: Multipin, protecciones y sensores SAE J1772 and IEC 62196

23 Recarga de baterías. Ejemplos
Charging time Power supply Voltage Max current 6–8 hours Single phase - 3,3 kW 230 VAC 16 A 2–3 hours Three phase - 10 kW 400 VAC 3–4 hours Single phase - 7 kW 32 A 1–2 hours Three phase - 24 kW 20–30 minutes Three phase - 43 kW 63 A Direct current - 50 kW VDC A Se requieren cuidados especiales para la seguridad en el hogar, pero también en via pública …

24 Recarga de baterías. Pero también existe la recarga centralizada:
“Electrolinera” en España

25 Seguridad eléctrica en vía pública

26 Costos de adquisición Y operación

27 Costos adquisición Reva, eléctrico urbano mas vendido en el mundo:
Almacenamiento: 9,7 kWh Potencia máxima: 14,5 kW Velocidad máxima: 80 km/h Existe gran variedad de modelos, mas costosos, a partir del Reva: Tesla Roadster, U$S en USA. 2500 unidades. 185 kW; 210 km/h

28 Costos abastecimiento
Costos en Argentina: Nafta $6/litro, 11 km/litro Cn=0.54 $/km Electricidad 0.478$/kWh (sin subsidio), 9 kWh/km Ce=0.053 $/km Cn = 10 * Ce Con Tarifa subsidiada , Cn = 16 * Ce

29 Costos para el sistema eléctrico
Para carga a 2.2 kw, 10 kwh/dia, en pico: 1000 u$s en distribución: suburbio y ciudad. 5000 u$s en generación, caso Ciclo combinado + transmision + transporte gas + desarrollo yacimiento, ó 6000 u$s caso Hidro + transmision.

30 Iniciativas: Quienes están investigando

31 Iniciativas Políticas
1 Canada 2 China 3 Europe 4 India 5 Japan 6 United States En general, beneficios al momento de la compra y/o de la recarga de baterías, por motivos ambientales:

32 Ambiente

33 Eficiencia: Etiquetado en USA

34 Iniciativas Políticas: Europa
“European Green Vehicles Initiative” (26 July 2012)

35 Europa: el estado del trabajo
“European Green Vehicles Initiative” Roadmap

36 Europa: El crecimiento propuesto

37 Propuestas en estudio Ejemplo Propuesta USA – PPP Europa:
Pisos y baterías estándar Comodato de baterías Estación de Recarga Rápida con servicios a la red Carga condicionada a existencia de Generación limpia (e intermitente) Fase 1: Reemplazo masivo en islas

38 Better Place + Renault (Nissan)
Israel Hawai China Holanda Septiembre 2012 10 electric taxis Aeropuerto -Amsterdam

39 Desafíos Oportunidades Tecnología madura y mejorando rápidamente
Poca información sobre velocidad de evolución Altos incentivos Alto impacto en la red eléctrica Problemas de seguridad Oportunidades Joint-venture Automovil-Nueva Generacion limpia Recarga centralizada: mejora de la red Alquiler o comodato de baterías estándar

40 Posibles acciones Incluir el tema en la planificación
Participar en normas internacionales Investigar en las oportunidades (nueva gener., “limpiar” el sector, matrimonio tpte-renovable Caso tipico de sustitución extrasectorial: hidrocarburos por eelect.

41

42 Muchas gracias! Ing. Claudio Damiano