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infraestructura de recarga
26Ene, 22 26/01/2022Cargadores Coche Eléctrico

Al encontrarnos en una etapa inicial de adopción de la movilidad eléctrica en el transporte por carretera, surge una pregunta clave sobre la que gravitará el presente estudio: ¿cuál debe ser el despliegue de infraestructura de recarga adecuado para cubrir las necesidades del parque de vehículos eléctricos a 2030? 

Despliegue de puntos de recarga 

El objetivo de este articulo consiste en someter a estudio y definir la infraestructura de recarga necesaria en España con la mirada puesta en 2030, atendiendo tanto a la infraestructura de recarga pública como a la recarga vinculada, siendo esta última la que juega un papel imprescindible en la actualidad y la cual se prevé que lo siga siendo en los próximos años. Para ello, iremos dando pasos en nuestro análisis hasta llegar a dimensionar la infraestructura requerida a nivel nacional para asumir las necesidades de una flota de vehículos eléctricos que alcanzará los 5 millones en 2030, según datos publicados por el PNIEC (Plan Nacional Integrado de Energía y Clima 2021 – 2030). 

En un estudio publicado anteriormente por Transport & Environment (T&E) se presentaba un primer acercamiento al cálculo de infraestructura de recarga pública necesaria a 2030, en este caso enfocado únicamente a turismos. Bajo un escenario conservador, basado en la continuidad de las políticas establecidas hasta el momento, asumía un parque de turismos eléctricos a 2030 de 2,9 millones. Para entonces, las ventas de los turismos eléctricos enchufables (PHEV y BEV)33representarían un 30% de las ventas totales34, llegando a alcanzar una penetración del 10% sobre el parque vehicular total. Y para abastecer a la nueva masa de vehículos electrificados, España debería disponer de una infraestructura pública de alrededor de los 203.490 puntos de recarga públicos. 

Como se menciona anteriormente, el PNIEC ha establecido un objetivo de 5 millones de vehículos eléctricos a 2030. Dentro de este parque de vehículos, quedan considerados turismos, motos y ciclomotores, vehículos ligeros y autobuses. Con el presente estudio se ha querido ir más allá e incorporar la penetración de los camiones eléctricos y la micro movilidad, además de su impacto en la demanda eléctrica futura.

El motivo de ello es el siguiente: en primer lugar, aunque los camiones representan un pequeño porcentaje del parque vehicular actual, son causantes del 22% de las emisiones de CO235, y la electrificación del transporte pesado de mercancías es un hito marcado en rojo en las agendas europeas para poder cumplir con los objetivos de emisiones contaminantes. Lo segundo, la micro movilidad, donde se contemplan las bicicletas y los patinetes eléctricos que hoy en día son ya una realidad en las principales áreas urbanas nacionales, continuará creciendo su uso como medio de transporte en las ciudades. 

Para el cálculo de infraestructura se ha analizado el impacto de las nuevas tendencias de movilidad, las mejoras tecnológicas en cuanto a baterías y eficiencia de los vehículos eléctricos y los hábitos de recarga asociados a cada segmento que conforma el parque de vehículos eléctricos.

De esta forma, estimamos el mix de puntos de recarga que mejor se adaptará a las necesidades y a la realidad que podamos encontrarnos en el 2030. Además, presentaremos dos escenarios de infraestructura de recarga, donde los cálculos de infraestructura privada se mantendrán constantes, pero diferenciaremos dos modelos de hábitos de recarga que afectarán a la constitución del nuevo mix de recarga pública. 

En este estudio, se han utilizado potencias medias para los puntos de recarga, tanto públicos como vinculados. También hay que añadir que, como norma general, se aplicará un factor de corrección a los equipos ultrarrápidos, asumiendo que en cada equipo de recarga ultrarrápido (>100 kW), podrán cargar de manera simultánea dos vehículos. 

Cálculo del parque vehicular eléctrico a 2030 

Lo primero que se ha abordado es el cálculo del parque de vehículos eléctricos a 2030, de manera progresiva partiendo de los datos publicados que recogen las matriculaciones de finales de 201936. Para establecer los datos de la flota de vehículos eléctricos a 2030, se ha tomado como referencia el objetivo de los 5 millones de vehículos eléctricos definido por el PNIEC, que como se menciona en el apartado de la metodología, aplica a turismos, motos, furgonetas/camiones ligeros y autobuses.

De esta forma, se ha definido el peso (%) que supondrá cada segmento mencionado en el PNIEC, sobre los 5 millones de vehículos, en base a los datos de vehículos eléctricos a cierre de 2019 y la proyección de crecimiento esperada. A continuación, se muestra la penetración de cada segmento dentro del parque de 5 millones fijado por el PNIEC, así como las distintas tendencias que van a tener un mayor impacto en la electrificación de dichos segmentos: 

2021 02 Estudio sobre el

La suma de los vehículos de los segmentos anteriores alcanza el 100%; es decir, 5 millones de vehículos. Pero para completar el análisis, se ha añadido el cálculo de camiones electrificados37 y micro movilidad (bicicletas y patinetes eléctricos), no contemplados en el PNIEC: 

2021 02 Estudio sobre el 1

De esta forma, el parque de vehículos eléctricos enchufables total estimado alcanzará los 5,25 millones de vehículos en 2030 en España, destacando la aportación de los turismos con alrededor de 3,5 millones, lo que supone alrededor del 65% del total. 

2021 02 Estudio sobre el 2
Distribución parque vehículos eléctricos a 2030

De esta manera podemos observar en el siguiente gráfico la progresión estimada durante los próximos años del parque de vehículos eléctricos, considerando todos los segmentos mencionados en el PNIEC e incorporando las líneas adicionales de camiones pesados y micromovilidad. 

2021 02 Estudio sobre el 3
Evolución del parque vehicular eléctrico a 2030 en España

En cuanto a turismos se refiere, la renovación del parque de vehículos privados de combustión por vehículos eléctricos, además de la electrificación del taxi, los VTC y el carsharing, serán las grandes palancas de este cambio. Las restricciones de acceso a determinadas zonas de los núcleos urbanos a los vehículos de combustión interna y la implantación de zonas de bajas emisiones en las ciudades también influirán en las personas a la hora de decantarse por la adquisición del turismo eléctrico.

De esta forma, se ha estimado que los turismos representarán el 67% del parque eléctrico a 2030, sumando alrededor de 3,5 millones de vehículos. Y, aunque a finales de 2019 predominaban los híbridos enchufables (PHEV) sobre los eléctricos puros (BEV), con unos pesos de 58% y 42% respectivamente39, la tendencia asumida es que esta situación se revierte a 2030, ganando peso los BEV hasta alcanzar una cuota cercana al 70% sobre el total de vehículos eléctricos enchufables. 

En la misma línea, la naturaleza del uso diario de gran parte del segmento de la moto fomentará el cambio modal hacia su electrificación, principalmente para los desplazamientos urbanos, tanto para las motos en propiedad privada como para las motos de reparto (last-mile delivery), y motosharing

Los autobuses también presenciarán un fuerte cambio en la modalidad de propulsión, con foco en aquellos destinados al transporte público urbano. Tomando datos de la DGT, se han considerado como urbanos todos los autobuses con menos de 35 plazas, que actualmente suponen el 42% de la flota de autobuses a cierre de 201940, y se ha estimado una electrificación del 100% de este tipo para 2030, de la mano de iniciativas y esfuerzos de las administraciones públicas.

Un claro ejemplo es la ciudad de Madrid, que con su iniciativa Madrid 36041, ha puesto en marcha un plan para la electrificación de la flota de autobuses. En la capital, con esta iniciativa, el parque de autobuses eléctricos de la EMT incrementará su flota de los 68 vehículos que había a finales de 2019 hasta los 668 en 2027. 

La electrificación de los camiones, así como la distribución urbana de mercancías (con siglas en inglés DUM – Distribución Urbana de Mercancías) también protagonizarán un incremento debido, principalmente a los siguientes motivos.

En el caso de las furgonetas, la participación eléctrica vendrá protagonizada mayoritariamente por el incremento de flotas de empresa y last-mile delivery; y en el caso de los camiones, los progresos en la autonomía de las baterías, unido al mandato de implementar puntos de recarga rápidos y ultrarrápidos en las carreteras españolas, así como la incorporación de infraestructura de recarga vinculada en las cocheras y los puntos de destino, impactarán positivamente en la adopción de este tipo de vehículos. 

Por último, cabe destacar el incremento de ventas de bicicletas eléctricas y patinetes para la movilidad urbana, además de la oferta de alquiler de estos vehículos en las principales áreas urbanas del país. 

Cálculo de la infraestructura de recarga 

Una vez se ha establecido la composición del nuevo parque vehicular eléctrico a 2030, procedemos a exponer las diferentes variables que van a determinar las necesidades de recarga de la flota. Las principales magnitudes para calcular los consumos diarios de electricidad del nuevo parque son: la capacidad de las baterías, la eficiencia de los vehículos en carretera, los kilómetros medios recorridos diariamente y la autonomía de cada uno de ellos. Estos datos se muestran en la siguiente tabla: 

Capacidad media de la batería (kWh) 2020 2030 
BEV 40,0 60,0 
PHEV 12,0 15,0 
Motocicletas 6,0 12,0 
Ciclomotores 4,0 10,0 
Furgonetas 40,0 60,0 
Autobuses 280,0 350,0 
Camiones 400,0 600,0 
Otros vehículos (micromovilidad) 0,3 0,4 
Autonomía media del vehículo (km) 2020 2030 
BEV 285 400 
PHEV 50 60 
Motocicletas 80 120 
Ciclomotores 80 120 
Furgonetas 200 400 
Autobuses 200 400 
Camiones 400 600 
Otros vehículos (micromovilidad) 25 30 
Eficiencia media del vehículo (kWh/km) 2020 2030 
BEV 0,18 0,16 
PHEV 0,18 0,17 
Motocicletas 0,08 0,08 
Ciclomotores 0,05 0,05 
Furgonetas 0,20 0,20 
Autobuses 1,40 1,40 
Camiones 1,20 1,20 
Otros vehículos (micromovilidad) 0,04 0,04 
Promedio km diarios recorridos 
BEV 47,0 
PHEV 17,4 
Motocicletas 11,1 
Ciclomotores 11,1 
Furgonetas 55,4 
Autobuses 201,5 
Camiones 182,2 
Otros vehículos (micromovilidad) 8,0 
Principales magnitudes del vehículo eléctrico 

Partiendo de los datos mostrados en la Tabla, multiplicando los kilómetros diarios recorridos de cada segmento de vehículos por el total de vehículos que componen ese segmento con su respectiva eficiencia, se obtiene el consumo energético promedio diario del parque de vehículos eléctricos, cuyo resultado es 42.970 MWh. Esto equivale a un consumo total anual de 11.215 GWh. 

Dado que los kilómetros diarios recorridos en cada uno de los segmentos de vehículos eléctricos son inferiores a su autonomía, no resulta necesario recargar las baterías diariamente. Sin embargo, resulta crítico establecer las preferencias de recarga de este segmento a 2030. Para ello, en primer lugar, se ha configurado la tipología de puntos de recarga a 2030, diferenciando claramente dos tipos de infraestructura atendiendo a la accesibilidad que dispone el usuario de vehículo eléctrico.

Se ha definido una infraestructura de recarga privada, asociada a la carga vinculada, como puede ser la que se dispone en el domicilio, en el trabajo y en áreas que comúnmente llamaremos cocheras y, por otro lado, la infraestructura pública, entendida como aquellos puntos de recarga de acceso libre. A su vez, para cada una de estas modalidades de recarga se han establecido las potencias medias correspondientes a los promedios de recarga y potencias máximas como referencia de cada tipo de punto de recarga. 

Infraestructura privada Potencia media (kW) Potencia máxima (kW) 
Hogar 3,7 3,7 
Trabajo 7,0 7,0 
Depósito DUM* 7,0 7,0 
Depósito (pasajeros y mercancías)** 50,0 50,0 
Infraestructura pública Potencia media (kW) Potencia máxima (kW) 
Lenta 7,0 7,0 
Semirrápida 16,5 22,0 
Rápida 40,0 50,0 
Ultrarrápida 120,0 150,0 
Áreas de descanso – transporte pesado 300,0 300,0 
Principales magnitudes del vehículo eléctrico 

Presentados los perfiles de puntos de recarga que conformarán la infraestructura de recarga nacional a 2030, pasamos a definir las preferencias o hábitos de recarga que consideramos puedan predominar para cada segmento. Como podemos intuir, estas preferencias serán heterogéneas para cada segmento, ya que sus necesidades difieren. Asimismo, es conveniente considerar el efecto de la disponibilidad de recarga vinculada en el hogar respecto a los que no disponen de ella, puesto que la carga en el hogar se prevé que se mantenga como un factor predominante, por ejemplo, en el caso de los turismos.

Aunque como se ha mencionado anteriormente este análisis se ha realizado de manera pormenorizada para cada segmento, la tabla de resultados que se presenta está constituida por promedios ponderados de la flota total de vehículos eléctricos. Se ha diseñado un segundo escenario que invierte las preferencias en cuanto al hábito de recarga en infraestructura pública.

Asumiendo estas preferencias de recarga en los distintos tipos de puntos de recarga, se ha modelado un perfil de consumo diario de la flota de vehículos eléctricos a 2030, repartido en 24 horas. Para ello se han tomado los datos publicados por Red Eléctrica de España (REE) de las curvas de demanda: 

2021 02 Estudio sobre el 4
Curva de demanda diaria con el componente de movilidad eléctrica 
2021 02 Estudio sobre el 5
Curva de distribución diaria promedio de la demanda energética del VE 

Con el ejercicio anterior podemos contemplar que el peso relativo de la electromovilidad sobre la demanda eléctrica nacional es de alrededor de un 5-6%; es decir, que cada millón de VE representa cerca del 1% de la demanda de electricidad diaria en España. Al hablar con diferentes expertos del Sistema Eléctrico Español, ha sida clara y concisa la respuesta de que el sistema eléctrico será capaz de acomodar esta demanda, ya que ha tenido retos considerablemente más significativos que ha sido capaz de superar. 

Sin embargo, en el presente estudio se ha contrastado un día promedio de consumo bajo las tendencias de uso de las distintas tipologías de puntos de recarga, considerando escenarios de relativa “eficiencia” en la recarga y la hora en la que ésta se realiza. 

Por otra parte, se han analizado los tiempos de recarga para cada segmento y para cada tipología de cargador, dado que la potencia promedio instalada en cada punto de recarga y las capacidades de las baterías de los diferentes vehículos varían considerablemente.

Tiempo total de recarga Promedio ponderado (h) 
Hogar 8,4 
Trabajo 4,3 
Depósito (DUM) 6,9 
Depósito (pasajeros y mercancías) 7,7 
Lenta 3,0 
Semirrápida 2,9 
Rápida 1,4 
Ultrarrápida 0,7 
Áreas de descanso – transporte pesado 1,8 
Tiempos de recarga ponderados diarios 

Una vez se han obtenido los tiempos promedios de recarga, se ha procedido a calcular los ciclos de recarga ponderados. Para obtener este cálculo, se ha definido el promedio de horas útiles para cada tipo de cargador, infiriendo que siempre existirá un déficit de horas en las que el punto de carga no estará en uso. Se ha establecido que este déficit será menor en los puntos de recarga públicos con menos potencia y mayor en los de potencias superiores.

Por consiguiente, se ha definido un 80% de horas útiles para los lentos y semi rápidos, y un 70% para los rápidos y ultra rápidos. Este porcentaje nos marca la capacidad máxima de horas disponibles que vamos a asignar a cada punto de recarga. 

Dividiendo los tiempos promedios de recarga entre las horas útiles determinadas, se obtienen los ciclos de recarga ponderados, lo que nos indica el número de vehículos que podrían recargar en cada punto de recarga en un día, bajo el parámetro de horas reales de utilización. 

Teniendo en cuenta las preferencias de recarga que se han presentado anteriormente y una vez se han calculado los ciclos de recarga ponderados, se han determinado las necesidades de puntos de recarga. 

Como resumen, a continuación, se presenta el resultado de los cálculos planteados hasta el momento: 

Infraestructura Privada (vinculada) Potencia media (kW) Hábitos de recarga Ciclo recarga ponderado N.º PR Potencia (MW) 
Hogar 3,7 26,15% 1.241.701 4.594,3 
Trabajo 7,0 28,20% 1.404.193 9.829,4 
Depósito DUM 7,0 5,78% 303.601 2.125,2 
Depósito (pasajeros y mercancías) 50,0 1,02% 53.738 2.686,9 
61,16% 3.003.233 19.235,8 
Escenario 1
Infraestructura Pública (no vinculada) Potencia media (kW) Hábitos de recarga Ciclo recarga ponderado N.º PR Potencia (MW) 
Lenta 7,0 18,96% 165.942 1.161,6 
Semi rápida 16,5 11,96% 104.668 1.727,0 
Rápida 40,0 2,67% 11 12.759 510,4 
Ultrarrápida 120,0 5,18% 25 5.444* 653,3 
Áreas descanso – Transporte P. 300,0 0,06% 10 317 95,1 
38,84% 289.130 4.147,4 
* Los PR ultrarrápidos se deben contabilizar por dos, asumiendo que cuentan con dos conexiones en un solo equipo.
Tabla resumen N.º PR Potencia (MW) 
Puntos de Recarga Públicos 289.130 4.147,4 
Puntos de Recarga Privados 3.003.233 19.235,8 
Total 3.292.363 23.383,1 
Escenario 1: Cálculo de infraestructura 
2021 02 Estudio sobre el 6
Puntos de Recarga públicos estimados en el Escenario 1 

En este primer escenario, si atendemos a la infraestructura de recarga pública, está muy balanceada hacia puntos de recarga lentos, que supondrían alrededor del 57% de los puntos de recarga públicos. Dichos puntos de recarga son los correspondientes a los ubicados en lugares que prestan un servicio tales como centros comerciales, restaurantes, supermercados, parkings, etc. y que, además, ofrecen la recarga del vehículo eléctrico como valor añadido. La potencia instalada total de la infraestructura sería de alrededor de 23.400 MW, correspondiendo un 18% a los puntos de recarga públicos (4.147 MW). Con este escenario validamos que nuestro escenario de demanda realizado en el ejercicio previo está cubierto, así como las necesidades anuales de suministro. 

Infraestructura de recarga Privada (vinculada) Potencia media (kW) Hábitos de recarga Ciclo recarga ponderado N.º PR Potencia (MW) 
Hogar 3,7 26,15% 1.241.701 4.594,3 
Trabajo 7,0 28,20% 1.404.193 9.829,4 
Depósito DUM 7,0 5,78% 303.601 2.125,2 
Depósito (pasajeros y mercancías) 50,0 1,02% 53.738 2.686,9 
61,16% 3.003.233 19.235,8 
Infraestructura de recarga Pública (no vinculada) Potencia media (kW) Hábitos de recarga Ciclo recarga ponderado N.º PR Potencia (MW) 
Lenta 7,0 7,26% 63.569 445,0 
Semi rápida 16,5 11,52% 100.783 1.662,9 
Rápida 40,0 10,00% 11 47.731 1.909,2 
Ultrarrápida 120,0 10,00% 25 10.501* 1.260,1 
Áreas descanso – Transporte P. 300,0 0,06% 10 317 95,1 
38,84% 222.901 5.372,5 
* Los PR ultrarrápidos se deben contabilizar por dos, asumiendo que cuentan con dos conexiones en un solo equipo.
Tabla resumen N.º PR Potencia (MW) 
Puntos de Recarga Públicos 222.901 5.372,5 
Puntos de Recarga Privados 3.003.233 19.235,8 
Total 3.226.134 24.608,1 
Escenario 2: Cálculo de infraestructura 
2021 02 Estudio sobre el 7
Puntos de Recarga públicos estimados en el Escenario 2 

En el segundo escenario, se invierte la tendencia del uso de puntos de recarga públicos y cobran mayor importancia los puntos de recarga con potencias intermedias. En este caso, la potencia instalada de los puntos de recarga públicos aumenta hasta superar los 5.000 MW y el total se establece en aproximadamente 24.600 MW. Con este segundo escenario también se ha validado tanto la cobertura de demanda diaria como la capacidad de abastecimiento anual al parque de vehículos eléctricos. 

La intención de mostrar dos escenarios nace de las diferentes tendencias existentes en referencia a los hábitos de recarga que prevalecerán en 2030. Actualmente encontramos que la preferencia en la recarga pública se encuentra en los puntos lentos, ya que casi no hay vehículos que carguen a 22 kW.

Igualmente, podemos encontrar actores relevantes dentro del ecosistema de la electromovilidad en España, como Iberdrola50, que apuestan por el desarrollo de la recarga rápida y ultrarrápida como un punto clave para facilitar el desarrollo de viajes principalmente de carácter interurbanos, que hoy en día es uno de los elementos detractores para el consumidor del vehículo eléctrico. 

La distribución geográfica de la infraestructura de recarga pública a 2030 configurada por zonas urbanas y zonas interurbanas, de acuerdo con la distribución establecida en 2019, quedaría de la siguiente forma: 

2021 02 Estudio sobre el 8
Distribución geográfica puntos de recarga públicos 

Cabe recordar que, a finales de 2019, a nivel nacional se contaba con una infraestructura de recarga pública que ascendía hasta los 7.607 puntos de recarga51 totales, ubicándose 4.934 de estos puntos en zonas urbanas (64,9%) y los 2.673 restantes (35,1%) en entornos interurbanos. Atendiendo a su tipología, el 66,3% tenían una potencia inferior a los 22 kW, el 24,3% ofrecían potencias entre 22 kW y 40 kW, el 9,4% de los puntos de recarga públicos alcanzaban potencias superiores a los 40 kW. Dentro de estos últimos, solo el 2,2% superaba los 100 kW de potencia. En su conjunto, ofrecían una potencia instalada de 166,25 MW. Estos datos se resumen en la siguiente tabla: 

Infraestructura de recarga pública 2019 
Tipo de carga Potencia N.º PR 
Lenta 7 kW 5.043 66,3% 
Semirrápida ≤ 22 kW 1.849 24,3% 
Rápida ≥ 40 kW 548 7,2% 
Ultrarrápida ≥ 100 kW 167 2,2% 
Infraestructura de recarga 2019 

De manera resumida, podríamos decir que en España para 2030, sería necesario bajo un escenario objetivo asociado al PNIEC el desarrollo de infraestructura pública en el orden de 222.901 a 289.130 puntos de recarga públicos para poder cubrir de manera efectiva las necesidades de recarga, satisfaciendo las posibles tendencias de uso de los diferentes tipos de punto de recarga y el tipo de movilidad tanto diaria como anual en urbano como en interurbano. 

Adicionalmente, de acuerdo con las cifras actuales y la posible distribución futura de los puntos de recarga, se puede concluir que resulta importante realizar mayor énfasis en el desarrollo de infraestructura de recarga interurbana, ya que parece ser este segmento el de mayor rezago. 

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