On-site solar PV and storage make European truck charging stations more affordable and grid-friendly under heterogeneous network tariffs
Este estudio demuestra que la integración de energía solar fotovoltaica in situ y almacenamiento de energía en las estaciones de carga de camiones de escala megavatio en Europa reduce significativamente los costes nivelados de carga, mitiga el impacto económico de las tarifas de red heterogéneas y alivia las restricciones de la red al transformar cargas pasivas en activos controlables y compatibles con la red.
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El camino hacia un futuro más limpio para el transporte pesado depende de un único y masivo cambio: reemplazar los camiones diésel por eléctricos. Para los trayectos de larga distancia, estos vehículos no pueden depender solo de las baterías; deben recargarse rápidamente mientras los conductores realizan sus descansos obligatorios. Esto requiere un nuevo tipo de infraestructura: estaciones de carga capaces de suministrar energía a una escala comparable a la demanda eléctrica total de un pequeño pueblo. Sin embargo, la construcción de estas estaciones enfrenta una barrera oculta y compleja. No se trata solo del coste de los cargadores en sí, sino del precio de la electricidad que extraen de la red local. En Europa, las reglas sobre cuánto paga una empresa por acceder a la red varían enormemente de un pueblo a otro. Algunas regiones cobran según la cantidad de energía utilizada, mientras que otras lo hacen según el pico máximo de potencia extraída en un solo momento. Estas diferentes reglas crean un mosaico de costes que puede hacer que una estación de carga sea rentable en un lugar y un desastre financiero en otro, incluso si los camiones son idénticos.
Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, trabajando con socios de Alemania y China, se propusieron mapear este paisaje invisible de costes en todo el continente europeo. Construyeron una simulación detallada de la futura red de transporte de mercancías, identificando 2.310 ubicaciones específicas donde se necesitarían centros de carga para dar soporte a los camiones eléctricos para el año 2034. Posteriormente, probaron estas ubicaciones frente a reglas reales de precios de electricidad de 160 operadores de redes locales diferentes. El estudio reveló que la variación en estas reglas de precios locales es un factor masivo y a menudo pasado por alto. En muchos casos, la diferencia de coste causada simplemente por estar en un pueblo frente a uno vecino podía ser de hasta 0,04 EUR por kilovatio-hora. Esta brecha es tan grande que rivaliza con el coste de construir el propio equipo de carga. Una estación que parece barata de construir podría terminar siendo demasiado cara de operar simplemente debido a las reglas de facturación locales, mientras que una estación similar cercana podría prosperar.
El equipo descubrió que la solución a esta incertidumbre financiera reside en llevar la fuente de energía directamente a la estación de carga. Al instalar paneles solares en los tejados y áreas de estacionamiento de estos centros, y combinarlos con grandes sistemas de almacenamiento de baterías, los operadores pueden reducir significamente sus costes. El estudio simuló tres escenarios diferentes para la cantidad de espacio solar disponible, que van desde el uso exclusivo de tejados existentes hasta la utilización de áreas de terreno más amplias. En los escenarios más favorables, combinar la energía solar con baterías podría reducir el coste total de la carga al menos un 20 por ciento en casi la mitad de las ubicaciones estudiadas. Más importante aún, esta configuración actúa como un escudo contra las caóticas reglas de precios. Cuando una estación genera su propia energía y la almacena, depende menos de la red durante los periodos de mayor coste. Esta flexibilidad reduce el impacto de las variaciones en las reglas locales, suavizando eficazmente las diferencias de coste entre las mejores y las peores ubicaciones. Las baterías permiten que la estación almacene la energía solar barata generada durante el día y la utilice cuando lleguen los camiones, evitando las altas tarifas asociadas con la extracción de cantidades masivas de potencia de golpe.
Más allá de ahorrar dinero, este enfoque ofrece un beneficio crucial para la propia red eléctrica. El mayor obstáculo para construir estas estaciones es a menudo el tiempo que se tarda en actualizar las líneas eléctricas locales para manejar la nueva y masiva carga. Los investigadores encontraron que, al utilizar paneles solares y baterías para gestionar sus propias necesidades de energía, las estaciones de carga pueden retrasar la necesidad de estas costosas actualizaciones de red. En sus simulaciones, la adición de almacenamiento permitió que el centro de carga promedio pudiera operar hasta cinco años más antes de tener que solicitar una conexión mayor a la red. Esto se debe a que las baterías absorben la demanda máxima, actuando como un amortiguador que evita que la estación provoque una súbita y abrumadora oleada de electricidad de las líneas locales. Las baterías también aseguran que la energía solar generada in situ sea realmente utilizada, en lugar de desperdiciada. Sin almacenamiento, una parte significativa de la energía solar podría no usarse si los camiones no están cargando en ese preciso momento; con el almacenamiento, esa energía se captura y se utiliza después, aumentando la eficiencia de todo el sistema.
El estudio destaca que la economía del transporte de mercancías eléctrico no trata solo del precio de la electricidad o del coste del camión, sino de cómo estos factores interactúan con las reglas de la infraestructura local. Los investigadores demostraron que, si bien el solar y el almacenamiento no pueden eliminar por completo las diferencias de costes, sí pueden comprimirlas significativamente, haciendo que el modelo de negocio para las estaciones de carga sea más estable y predecible en toda Europa. Esta estabilidad es esencial para inversores y operadores que necesitan saber que sus proyectos seguirán siendo viables a medida que la red se expanda. Los hallazgos sugieren que el camino para la electrificación del transporte de mercancías no es una línea recta de simplemente conectar más camiones, sino un rompecabezas complejo de emparejar los recursos locales con las reglas locales. Al tratar las estaciones de carga como participantes activos que pueden generar y almacenar su propia energía, en lugar de consumidores pasivos, la industria puede navegar por el fragmentado paisaje de los precios de la energía en Europa. Este enfoque transforma el centro de carga de una carga vulnerable en un activo gestionable, capaz de crecer junto con la demanda del transporte de mercancías eléctrico sin abrumar inmediatamente a la red.
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