¿Estamos preparados para los camiones de concreto eléctricos?

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El Ford V8 de 1932 es casi un mito. El rugido y la potencia del motor transformaron los vehículos de carretera en bólidos que solían ser los favoritos de los traficantes de alcohol ilegal. El motor V-twin de Harley-Davidson de 1909, con su sonido patentado, es igualmente icónico. Entonces, ¿por qué estamos cambiando el legendario motor de combustión interna en favor del eléctrico? La respuesta incluye lo "ecológico", por el medio ambiente y por el dinero.

La investigación de Patrik Sved, de Heidelberg Materials, está liderando el esfuerzo de convertir los camiones de concreto premezclado (RMC) en eléctricos. Heidelberg tiene mezcladoras eléctricas de gran volumen en las carreteras de Suecia. Dada la abundante energía hidroeléctrica del país, el consumo de energía es aproximadamente un 30 por ciento menor que el costo del diésel. El factor imponderable es el rápido ritmo de la innovación tecnológica, que reducirá el costo de capital, que ahora es más alto.

Sved señala que la electrificación de todas las fases de extracción, procesamiento y logística de materiales puede reducir sustancialmente la huella de carbono del concreto colocado. El ruido se eliminará en gran medida en entornos sensibles como las ciudades congestionadas y el consumo de aire en espacios cerrados como los túneles.

Veamos los aspectos económicos fundamentales del cambio a la electricidad.

AUTONOMÍA DE LA BATERÍA Y TIEMPOS DE CARGA
Consideremos el Tesla Model S, conocido por su impresionante autonomía y rendimiento. Tiene 50 kWh y una autonomía de más de 430 kilómetros, con 7.104 celdas de iones de litio del tipo de batería 18650. Los costos de mantenimiento y operación son más bajos que los de un motor de combustión interna, y las emisiones operativas son mucho menores que las de la gasolina o el diésel. El problema es el tiempo de recarga y la escasez de componentes clave de la batería.

Necesitamos una batería de menor costo que pueda cargarse en minutos. Y es ahí donde aparecen las baterías recargables de sodio. El litio (Li-3) y el sodio (Na-11) son metales alcalinos. El litio es escaso, caro y se encuentra a menudo en zonas geográficas hostiles a las democracias occidentales. El sodio es barato y abundante.

Las baterías de iones de sodio son supercondensadores que pueden cargarse en segundos y liberar su carga rápidamente. Tienen un ciclo de vida largo y funcionan en un amplio rango de temperaturas. El peso atómico del sodio es 3,3 veces el del litio, por lo que las baterías de iones de sodio tienen una “energía específica” menor en términos de kilovatios-hora por kilogramo que las de iones de litio. Sin embargo, también tienden a perder su carga con el tiempo.

EL SODIO AL RESCATE
Si bien las baterías de iones de sodio son más pesadas que las de iones de litio, se recargan en minutos, no en horas. Se podría instalar una batería mucho más pequeña y recargarla mientras se carga el camión, a costa de unos minutos más en el patio.

La mejor estimación de una autonomía comparable con sodio, que tiene una energía específica de ~0,099 kWh/kg, requeriría una batería de más de 6 toneladas métricas. Dado que la recarga es casi inmediata, podríamos utilizar un tercio del tamaño necesario para un día completo, lo que reduciría la autonomía a poco más de 1,5 veces la distancia media de viaje. El tamaño de carga reducido sería de 9 yardas cúbicas. Nos estamos acercando a la viabilidad con el sodio.

LOS COSTOS EN DÓLARES DE LA CONVERSIÓN DE DIÉSEL A ELÉCTRICO
A 0,20 dólares por kWh en California, se necesitarían 2,90 dólares por yarda cúbica para la entrega. El diésel varía, pero podemos suponer un precio medio de 3,75 dólares por galón. Esto nos da un ahorro de alrededor de 1,15 dólares por yarda cúbica en costes variables para compensar los costes de capital. A un promedio de 5.200 yardas cúbicas al año, eso nos da una compensación de capital de 5.980 dólares por camión al año. Eso es bastante escaso si tenemos en cuenta el coste de la batería y la posible diferencia de precio entre un motor diésel y un motor eléctrico.

Cabe destacar el exceso de oferta actual de energía renovable en muchos lugares, como Estados Unidos y la Unión Europea, y los consiguientes precios de ganga. Por ejemplo, los precios mayoristas alemanes fueron negativos en 301 de las 8.760 horas negociables del año pasado. En lugar de dejar inactivos los parques eólicos y solares durante las horas punta del día, nuestra industria puede consumir fácilmente esa energía. El uso del exceso de capacidad actual a precios reducidos inclinará aún más la balanza de la economía de la electrificación.

Suponiendo que podemos obtener cinco años de depreciación de una batería y solo necesitamos una por camión (y que los costos para los camiones diésel y eléctricos son los mismos), eso nos da alrededor de $30,000 y, dependiendo de los precios de la electricidad, tal vez hasta $60,000 para trabajar en baterías. Las baterías de sodio aún son demasiado nuevas para estar disponibles en grandes cantidades y no hay información clara sobre los precios, pero al menos sabemos con qué estamos trabajando.