La ilusión noruega

"Los vehículos eléctricos (VE) se están acumulando en los lotes de todo el país a medida que la revolución verde golpea un bache de velocidad, muestran los datos."

USA Today, 14 de noviembre de 2023

"Hertz Global Holdings anunció el jueves que planeaba recortar un tercio de su flota global de vehículos eléctricos a lo largo del año. Tras el anuncio, el CEO de Hertz, Stephen Scherr, sugirió que el camino hacia la electrificación podría ser más accidentado de lo previsto."

Bloomberg, 11 de enero de 2024

A mediados de la década pasada, la comunidad inversora estaba convencida de que la adopción de los vehículos eléctricos aumentaría rápidamente. La penetración de los vehículos eléctricos sería tan grande que el consumo mundial de petróleo alcanzaría su punto máximo de forma inminente, o al menos así lo creía la opinión generalizada. Se mencionó repetidamente 2019 como el año en que la demanda de petróleo alcanzaría su punto máximo y luego descendería. En retrospectiva, estas preocupaciones estaban fuera de lugar. A pesar de la masiva interrupción de COVID-19, la demanda de petróleo en 2024 debería alcanzar los 103 millones de b/d, 2,3 millones de b/d más que en 2019. Sin dejarse intimidar por el sorprendente aumento de la demanda, muchos analistas siguen convencidos de que el "pico de la demanda de petróleo" sigue siendo inminente. La comunidad inversora sigue creyendo que los vehículos eléctricos desplazarán al motor de combustión interna. Nosotros discrepamos enérgicamente.

Hace tiempo predijimos que la demanda mundial de energía superaría sistemáticamente las expectativas durante los próximos veinte años. Nunca antes tanta gente había estado simultáneamente en un periodo de desarrollo económico intensivo en energía. Nuestro ensayo se centró en líneas generales en la demanda total de energía y, en concreto, evitó el consumo de petróleo. Nuestra elección fue deliberada: queríamos destacar los motores críticos de la demanda total de energía y evitar distraernos con el debate sobre la penetración de los VE. El ensayo de hoy se centra en el petróleo y explica por qué creemos que la demanda sorprenderá al alza durante los próximos años.

Nuestros estudios muestran que los VE tendrán dificultades para lograr una adopción generalizada a pesar de las subvenciones masivas y de la creciente amenaza de prohibiciones rotundas de los motores de combustión interna (ICE). Tras estudiar detenidamente la historia de la energía, aún no hemos encontrado ningún ejemplo en el que una nueva tecnología con una eficiencia energética inferior haya sustituido a otra ya existente y más eficiente. A pesar de que se diga lo contrario, nuestros estudios sugieren que los VE son menos eficientes energéticamente que los automóviles con motor de combustión interna. Por tanto, no conseguirán generalizarse.

Nuestra afirmación es controvertida; la mayoría de los expertos insisten en que los VE son mucho más eficientes. En nuestra opinión, el motor de combustión interna es claramente el ganador si se tienen en cuenta los costes energéticos de la batería y de la energía renovable necesaria para fabricar vehículos eléctricos "sin emisiones de carbono".

Aunque los gobiernos pueden fomentar los VE mediante subvenciones o prohibiciones de los motores de combustión interna, es probable que estas medidas fracasen, ya que, en última instancia, los consumidores se negarán a adoptar una nueva tecnología con una eficiencia energética inferior. No puede haber mejor ejemplo que Ford y Hertz reduciendo drásticamente sus iniciativas de VE debido a un interés de los consumidores menor de lo esperado.

La mitigación de las emisiones de carbono es uno de los principales argumentos a favor de los vehículos eléctricos. Sus defensores sostienen que sustituir los combustibles fósiles es esencial para frenar el calentamiento global. No estamos de acuerdo. Sustituir los vehículos con motor de combustión interna por vehículos eléctricos aumentará sustancialmente las emisiones de carbono y puede agravar el problema. La fabricación de un vehículo eléctrico consume mucha más energía que la de un vehículo con motor de combustión interna. La mayor parte de esta energía adicional se gasta en extraer los materiales para fabricar la gigantesca batería de iones de litio de un VE. Las empresas mineras utilizan camiones, trituradoras y molinos de alto consumo energético para extraer el níquel, el cobalto, el litio y el cobre de cada batería. El proceso de fabricación también consume grandes cantidades de energía. Muchos analistas pregonan con entusiasmo el ahorro de carbono que supone el desplazamiento de los combustibles fósiles sin tener debidamente en cuenta el mayor consumo de energía de las baterías. Una vez realizados estos ajustes, desaparece la mayor parte, si no toda, la ventaja del carbono del VE.

Si nuestros modelos son correctos, los VE fracasarán en dos frentes: son menos eficientes energéticamente que los motores de combustión interna a los que intentan sustituir y su adopción apenas contribuirá a mitigar las emisiones de carbono.

Los responsables políticos suelen presentar a Noruega como el caso de éxito de los vehículos eléctricos. Gracias a cuantiosas subvenciones, los vehículos eléctricos representaron el 80% de las ventas noruegas de coches nuevos en 2022 y actualmente suponen el 20% del parque automovilístico total. Los responsables políticos esperan que todos los países desarrollados acaben adoptando el modelo noruego. Sin embargo, si se examina más de cerca, la experiencia de Noruega sirve más para advertir de las deficiencias de los VE que para abogar por su adopción.

El primer problema es financiero. El Gobierno noruego ofrece a los consumidores subvenciones masivas para comprar un VE. Los vehículos nuevos están exentos de varios impuestos onerosos y del 25% de IVA. Por término medio, un gran ICE nuevo estaría sujeto a 27.000 dólares de impuestos diversos; un VE equivalente no pagaría ninguno. Además, Noruega exime a los VE de peajes en carreteras y transbordadores, les permite utilizar carriles bus, ofrece aparcamiento y recarga gratuitos en zonas municipales y garantiza "derechos de recarga" en edificios de apartamentos. Aunque Noruega redujo algunos de estos subsidios operativos a partir de 2017, un residente de Oslo todavía puede esperar que estos beneficios asciendan a un total de 8.000 dólares anuales.

Noruega es uno de los países más ricos del mundo, con un PIB per cápita de 106.000 dólares en 2022. A pesar de su impresionante riqueza, el gobierno aún debe incentivar económicamente a sus ciudadanos para que compren VE.

Los beneficios están empezando a pasar factura a las finanzas noruegas. Con casi 4.000 millones de dólares anuales, Noruega gasta tanto en subvenciones a vehículos eléctricos como en el mantenimiento total de autopistas e infraestructuras públicas. El programa también ha planteado importantes cuestiones en torno a la igualdad en Noruega. Las subvenciones a los vehículos eléctricos favorecen a los ciudadanos urbanos de renta alta, que se benefician de peajes, aparcamientos y recargas gratuitas y evitan el oneroso impuesto que grava los vehículos de lujo más grandes. Varios grupos políticos noruegos de tendencia populista han hecho de las denominadas subvenciones "elitistas" a los VE un punto central de su plataforma.

En medio de un creciente escrutinio, el Gobierno ha tratado activamente de reducir varias subvenciones. Los aparcamientos municipales ya no son gratuitos y los pasajeros (aunque no los propios vehículos) están sujetos a determinados peajes. El Gobierno también ha introducido un impuesto parcial sobre la compra de nuevos vehículos eléctricos. Sus defensores han advertido de que cualquier reducción de las subvenciones perjudicará sin duda a la penetración de los VE y ponen como ejemplo el caso de Suecia, donde la eliminación de varias subvenciones en 2022 precipitó una caída del 20% en las ventas de VE.

Y lo que es más importante, los VE en Noruega no han afectado a la demanda de combustibles fósiles ni a las emisiones de carbono como se esperaba. Aunque la demanda de petróleo y las emisiones de carbono han caído un 15% desde 2010, la mayor parte de este descenso no está relacionado con las ventas de vehículos eléctricos. Durante ese periodo, la demanda total de petróleo cayó sólo 34.000 b/d, y la gasolina y el gasóleo apenas representaron el 10% del descenso. La mayor parte del descenso procedió de la demanda de calefacción, iluminación y petroquímica, que estimamos se desplomó en más de un tercio. A pesar de que el 20% de los vehículos en circulación son eléctricos, la demanda noruega de gasolina y gasóleo sólo disminuyó un 4%.

Nuestros datos sugieren que los noruegos son reacios a abandonar sus vehículos de combustión interna, incluso después de comprar un VE. Calculamos que dos tercios de los hogares noruegos con VE poseen al menos un vehículo con motor de combustión interna. Entre 2010 y 2022, Noruega sumó 550.000 VE, pero el número de vehículos con motor de combustión interna en circulación, en lugar de disminuir, aumentó en 32.630 unidades. Mientras que la población creció un 11%, el número total de turismos aumentó un 25%. Cuando un hogar con VE prefiere evitar el peaje de una carretera o un transbordador, tener acceso a aparcamiento o recarga gratuitos, o evitar la congestión utilizando carriles bus, utiliza su VE. Cuando visitan su casa en la montaña, utilizan su ICE. El impacto ha sido tan importante que los defensores del VE han presionado para que el gobierno financie un programa de desguace de ICE, otra subvención velada al VE.

Como era de esperar, la demanda de electricidad se ha disparado al pasar Noruega de los combustibles fósiles a la electricidad para el transporte, la calefacción y la iluminación. Desde 2010, la demanda noruega de electricidad ha aumentado un impresionante 20%. La demanda primaria total de todas las formas de energía aumentó un 5%. Los datos sugieren que el cambio generalizado a los vehículos eléctricos apenas ha contribuido a reducir el consumo total de energía, a pesar de que se afirma que son mucho más eficientes.

El cambio de los combustibles fósiles a la electricidad ha reducido las emisiones de CO2 de Noruega en un impresionante 16%, un logro elogiado en la prensa. Sin embargo, se habla mucho menos de cómo Estados Unidos redujo sus emisiones un 16% en el mismo periodo, al pasar del carbón al gas natural en su generación de electricidad.

Utilizar a Noruega como modelo de reducción de CO2 sería un error. Mucho más que cualquier otro país del mundo, Noruega se beneficia de su vasto potencial hidrológico, que genera casi el 92% de toda la electricidad sin emisiones de carbono. Por lo tanto, un cambio de los combustibles fósiles hacia la electricidad tendrá un impacto significativo en las emisiones de carbono de Noruega más que en cualquier otro lugar de la Tierra.

Además, Noruega importa todos los vehículos eléctricos nacionales. Como ya hemos dicho, la fabricación de vehículos eléctricos consume mucha energía, sobre todo para fabricar las baterías. En el caso de Noruega, nada de esta energía adicional se refleja en sus cifras de demanda interna. China fabrica la mayoría de las baterías de iones de litio y el 80% de los vehículos eléctricos. El carbón representa el 60% de su suministro total de energía.

Calculamos que la fabricación de un VE medio consume 60 MWh, de los cuales la batería representa la mitad. Por tanto, para fabricar los 579.000 VE de Noruega (todos los VE que circulan hoy en día en el país) se necesitan 35 twh, lo que equivale al 25% de la demanda total anual de electricidad noruega. Dado que China emite 600 gramos de CO2 por kwh (China es donde se fabrican casi todas las baterías de VE de Noway), calculamos que la flota de VE de Noruega emitiría 21 mm de toneladas de CO2. El consumo de gasolina y gasóleo de Noruega se redujo en unos escasos 3.200 barriles al día o 50 mm de galones al año. Suponiendo 9 kg de CO2 por galón de gasolina o gasóleo, toda la flota de VE de Noruega mitiga apenas 450.000 toneladas de CO2 al año, frente a una emisión inicial de 21 mm de toneladas. En otras palabras, harían falta cuarenta y cinco años de ahorro de CO2 por la reducción del consumo de gasolina y gasóleo para compensar las emisiones iniciales de la fabricación de los vehículos. Dado que la vida útil de la batería de un VE es de tan sólo diez o quince años, está claro que la implantación de los VE en Noruega ha aumentado drásticamente las emisiones totales de CO2 durante su ciclo de vida. Increíblemente, esto es así a pesar de que Noruega tiene la energía hidroeléctrica con menos emisiones de carbono del mundo. Incluso si China alcanzara sus objetivos excesivamente ambiciosos de energía eólica, solar y nuclear para 2035, calculamos que la "amortización" de las emisiones de carbono seguiría superando los veinte años. Desde un punto de vista realista, la única forma de que los VE reduzcan las emisiones de carbono de su ciclo de vida sería con un cambio generalizado a la energía libre de carbono en la fabricación de VE. La mayoría de los defensores del VE esperan que la energía renovable sea la solución. Por desgracia, no creemos que esto sea factible debido a su menor eficiencia energética.

En lugar de servir de modelo, el programa noruego debería advertir de las consecuencias no deseadas de la penetración a gran escala de los VE, sobre todo cuando los consumidores compran un VE además de un ICE. Son innumerables los artículos que afirman que los VE son mucho más eficientes energéticamente que los vehículos con motor de combustión interna. Es más, estos autores sostienen que los VE serán más eficientes y estarán más libres de carbono una vez que las energías renovables sustituyan al carbón y al gas natural. Nuestro análisis, impopular y controvertido, sugiere lo contrario.

La mayoría de los artículos afirman que los VE son entre dos y tres veces más eficientes energéticamente que los vehículos con motor de combustión interna a los que sustituyen. La base de esta afirmación es que los motores de combustión interna sólo son eficientes en un 40% y que casi el 60% de la energía contenida en la gasolina o el gasóleo se "desperdicia", principalmente en forma de calor y fricción. En cambio, un motor eléctrico transfiere casi el 90% de su energía eléctrica directamente a las ruedas. Esta diferencia lleva a muchos a concluir erróneamente que un VE es casi tres veces más "eficiente" que un motor de combustión interna.

Este argumento común es fundamentalmente erróneo por tres razones. En primer lugar, no tiene en cuenta la energía necesaria para fabricar la batería; en segundo lugar, no distingue entre energía térmica y eléctrica; y en tercer lugar, no tiene en cuenta la escasa eficiencia energética de las energías renovables.

Un VE consume 32 kWh de electricidad por cada 160 km recorridos. La batería del vehículo, por su parte, consume la increíble cifra de 24 MWh en su fabricación. Suponiendo una vida útil de 120.000 millas, el paquete de baterías consume 20 kWh por cada 100 millas recorridas, dos tercios más que la propia electricidad directa. La mayoría de los analistas que hemos leído no incluyen esta onerosa carga energética cuando pregonan la eficiencia superior del VE.

Además, la mayoría de los argumentos sobre eficiencia no distinguen entre energía térmica y eléctrica. Aunque a la mayoría de nosotros nos han enseñado que la energía es fungible, varias formas distintas de energía tienen diferentes grados de utilidad. Aunque está fuera del alcance de este ensayo, la distinción gira en torno a la aleatoriedad, o entropía, del portador de energía. Cuanto más entrópica es una fuente de energía, menos trabajo útil puede realizar. La combustión de cualquier tipo de combustible siempre tiene una entropía elevada. En cambio, la electricidad, con su cadena ordenada de electrones en movimiento, tiene una entropía extremadamente baja. Pasar de la energía térmica a la eléctrica siempre introduce ineficiencias predecibles basadas en las leyes fundamentales de la termodinámica.

Cuando los expertos afirman que un VE es tres veces más eficiente que un motor de combustión, no hacen esta distinción. En un motor de combustión, el conductor convierte la gasolina (alta entropía) en movimiento hacia delante con una eficiencia aproximada del 40%. En un vehículo eléctrico, la electricidad (baja entropía) impulsa un motor con una eficiencia aproximada del 90%. Sin embargo, la electricidad no existe en la naturaleza, sino que hay que generarla. Quemar gas natural (alta entropía) para generar electricidad (baja entropía) sólo es eficiente en un 40-50%. El VE no es intrínsecamente más eficiente, sino que la ineficiente "actualización" de energía térmica a eléctrica se produce fuera de escena y es convenientemente omitida por la mayoría de los analistas.

Por último, la mayoría de los argumentos a favor de la eficiencia no tienen en cuenta la generación de energía. Por ejemplo, como vimos en Noruega, la única forma de reducir las emisiones de carbono de los automóviles es recurrir a energías renovables tanto para la fabricación como para la alimentación del vehículo. Por desgracia, la energía renovable es prohibitivamente ineficiente. Esto puede resultar sorprendente. Al fin y al cabo, ni la eólica ni la solar "queman" combustible, por lo que no están sujetas a la ineficiencia de pasar de la energía térmica a la eléctrica de la que hablábamos antes. Sin embargo, la eólica y la solar tienen una densidad energética increíblemente baja (pensemos en el calor de una estufa de gas comparado con el de una fuerte brisa). Para captar cantidades útiles de energía, los molinos de viento deben tener 300 m de altura y las granjas solares deben extenderse por miles de hectáreas. Estas grandes instalaciones requieren materias primas como acero, cemento, cobre, plata y polisilicio. Estos materiales, a su vez, consumen enormes cantidades de energía tanto para extraerlos como para procesarlos. En comparación, la extracción de petróleo y gas es muy eficiente.

Estudiamos la energía total necesaria para producir diversas formas de energía, una métrica conocida como rendimiento energético de la inversión (EROI). Mientras que una sola unidad de energía invertida puede generar cincuenta unidades de energía (térmica) a lo largo de la vida de un pozo petrolífero productivo, sólo generará diez unidades de energía (eléctrica) con el viento o menos de seis con un panel solar. Además, la energía eólica y la solar deben almacenarse en baterías a nivel de red para evitar la intermitencia, lo que requiere mucha más energía. La energía eólica totalmente amortiguada tiene probablemente un EROI de seis a siete, mientras que la solar puede ser tan baja como tres. Afirmar que un VE propulsado por energías renovables es eficiente porque su motor funciona al 90% no tiene en cuenta la escasa eficiencia de los motores.

En cambio, hemos adoptado un enfoque completamente distinto para calcular la eficiencia del automóvil: suponiendo 100 kWh de energía térmica disponible, ¿qué distancia puede esperar recorrer un conductor en un vehículo de combustión interna en comparación con un VE? Preferimos esta metodología, ya que se ajusta a nuestra comprensión intuitiva de la "eficiencia": cuánto podemos obtener de una sola unidad de energía. Con este planteamiento, la carrera no está ni siquiera reñida: el ICE gana "sin paliativos".

Un ICE eficiente puede alcanzar 37 millas por galón de gasolina o 98 kWh de energía térmica cada 100 millas. Según Argon Labs, los componentes del vehículo necesitan 20 MWh, es decir, 15 kWh cada 160 km, amortizados a lo largo de una vida útil de 170.000 km. El motor de combustión interna consume 112 kWh cada 160 km, de los cuales el 90% es energía térmica en forma de gasolina. La extracción de petróleo se beneficia de un EROI muy elevado de 60:1 en boca de pozo. En otras palabras, 60 unidades de energía térmica, en forma de crudo, salen del pozo por cada unidad de energía invertida. El transporte y el refinado consumen aproximadamente el 15% de la energía contenida en el crudo, lo que reduce el EROI a 50. Para ser conservadores, suponemos un EROI final de 45. Por lo tanto, la inversión de un kWh de energía térmica creará 45 kWh de energía térmica, propulsando el ICE 41 millas.

Un VE moderno consume 32 kWh de energía eléctrica directa cada 160 km. La batería requiere 24 MWh adicionales, lo que a lo largo de la vida útil del vehículo de 120.000 millas equivale a 20 kWh cada 100 millas. Los demás componentes del vehículo consumen 27 kWh cada 160 km. El VE puede consumir 80 kWh cada 160 km, de los cuales el 95% es electricidad.

Suponiendo que la electricidad se genere en una central eléctrica de gas natural, el EROI es de aproximadamente 25 una vez consideradas las pérdidas de la línea de transmisión. Partiendo de nuevo de un kWh de energía térmica, esperaríamos generar 25 kWh de electricidad. Por tanto, el VE recorrería 32 millas, un 20% menos que el ICE. Si la electricidad se genera utilizando una mezcla de energía eólica y solar sin amortiguación, el EROI podría ser tan bajo como 13. Por lo tanto, un kWh de energía sólo generaría 13 kWh de electricidad, impulsando el VE a sólo 16 millas - más del 60% menos que el ICE.

Nunca en la historia un "motor primario" menos eficiente ha desplazado a otro más eficiente. Creemos que esta vez no será diferente. Aunque los gobiernos intenten coaccionar a los conductores para que compren VE o incluso prohíban por completo los vehículos con motor de combustión interna, estas políticas acabarán fracasando porque los consumidores insistirán en conservar sus vehículos más eficientes. Un nuevo avance en el campo de las baterías contribuiría a aumentar la eficiencia energética de los vehículos eléctricos. En particular, nos impresiona el trabajo que está realizando el equipo de PureLithium, en el que hemos hecho una pequeña inversión privada. Sin embargo, no podemos identificar ninguna tecnología de baterías que pueda cambiar materialmente este análisis. Hasta entonces, prevemos que los motores de combustión interna seguirán dominando y que la penetración de los vehículos eléctricos será decepcionante.

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