Varias son ya las ciudades europeas que se han comprometido a transformar su flota de autobuses urbanos en eléctricos en los próximos años. La mayor demanda de este tipo de autobuses está haciendo crecer un mercado que todavía se encuentra en sus primeras etapas de desarrollo. Esta fase abre el debate sobre la necesidad de estandarizar el diseño de los autobuses eléctricos o dejar que la tecnología “se abra camino”.

En un informe publicado en 2018 sobre el diseño de sistemas de autobuses eléctricos urbanos, se aplicó un método de matriz morfológica para ilustrar su complejidad. En él, se analizaron todas las tecnologías relevantes que se incorporaban y los diferentes sistemas de carga, lo que condujo a obtener más de 100.000 opciones de diseño teóricamente posibles y técnicamente factibles.

A la hora de crear un autobús eléctrico, el diseño y la situación de los nuevos componentes que mueven estos vehículos hacen cambiar radicalmente las lecciones aprendidas con los vehículos diésel. La batería, muy pesada y voluminosa, o los motores, en este caso más pequeños y livianos, modifican el resultado final, que puede significar modificaciones en la carrocería. Por otro lado, es posible dimensionar la capacidad de la batería y la potencia de los motores para que se adapten a las necesidades de cada servicio.

Este espacio de diseño ofrece a los fabricantes muchas oportunidades para innovar, pero suscita varios desafíos que también deben abordarse. Los fabricantes chinos han establecido una serie de convencionalismos en sus tecnologías y una base de precios a nivel mundial, gracias a los grandes subsidios ofrecidos por su gobierno. Esta experiencia se ha extendido a nivel mundial, de manera que solo en Europa se vendieron más de 1.800 autobuses eléctricos en 2019, 1.050 más de los entregados en el año anterior.

China domina el mercado mundial de los autobuses eléctricos

La estandarización al debate: innovación frente a coste

En un mundo ideal, un diseño holístico de autobús eléctrico analizaría los requisitos del sistema de manera específica, incluyendo la autonomía necesaria diariamente, la distancia de los desplazamientos, la orografía y los tiempos de inactividad en las paradas finales. Esto daría lugar a un modelo diferente para cada necesidad, lo que es económicamente inviable. El diseño del autobús eléctrico debe considerarse en un contexto de infraestructura más amplio, que requiere un cierto nivel de estandarización del diseño.

Por otro lado, un exceso de estandarización del diseño podría afectar negativamente a una tecnología que aún está arrancando. Cada decisión de diseño tiene aspectos positivos y negativos con respecto a la complejidad tecnológica, el coste de producción y los costes operativos.

Entonces, ¿hasta qué punto se necesita una mayor estandarización del diseño? Este debate gira sobre todo en torno a la batería, tanto en su química interna como en su situación dentro del propio autobús. La química de la batería tiene un impacto directo en la autonomía y en la velocidad de recarga de un autobús eléctrico, una tecnología que a menudo se ha quedado corta. Por su gran tamaño y peso, los autobuses eléctricos están penalizados por un elevado consumo, lo que exige baterías de gran capacidad, muy superiores a las que se implementan en los vehículos eléctricos particulares.

Como posible solución, las tecnologías de baterías de próxima generación, como las de electrolito sólido (SSB) y el litio-azufre (Li-S) están ganando adeptos. Sin embargo, los años de desarrollo de las baterías de litio con electrolitos líquidos o poliméricos, reciben todavía las mayores inversiones, lo que penaliza que estas nuevas tecnologías se abran paso en este mercado.

En el caso de los autobuses eléctricos, todavía en una fase de desarrollo muy temprana, la aplicación de excesivas restricciones en el diseño, especialmente las que se encaminan a reducir los costes, puede afectar negativamente a la capacidad de abordar problemas tan importantes como maximizar su autonomía.

Sin embargo, sí son necesarias e incluso esenciales, las restricciones estructurales como definir el peso máximo de los componentes para asegurar que el peso en vacío del autobús cumpla con las normativas. También es necesario aligerar el peso total del chasis para contrarrestar el aumento en el peso total al que obliga la batería. De esta forma, las opciones de diseño no estandarizadas para las piezas de los autobuses, ayudarán a los fabricantes a desarrollar sistemas innovadores y, al mismo tiempo, mantener los autobuses dentro de los parámetros de peso y eficiencia.

Los sistemas de carga también forman parte de este debate. En 2019, el proyecto ASSURED, cofinanciado por la Unión Europea publicó un informe sobre las pruebas de interoperabilidad de los autobuses eléctricos. Para lograr su objetivo, que es promover la electrificación de los vehículos de transporte urbano, la estandarización de la carga es un requisito fundamental, ya que podría aportar beneficios económicos a los operadores ya que permitiría cargar autobuses de diferentes fabricantes en el mismo punto de carga. Un sistema de carga estándar también tendrá un efecto positivo en el valor de reventa de los vehículos.

El desarrollo de la tecnología de autobuses eléctricos tiene todavía un largo camino por recorrer. Los fabricantes y los proveedores de componentes y piezas tienen un papel crucial que desempeñar en el futuro del transporte eléctrico masivo.