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Cómo influye la fabricación y el mantenimiento en la huella de carbono de un vehículo

Los vehículos eléctricos, de hidrógeno y los que consumen biocombustibles o combustibles sintéticos de baja o nula huella de carbono se han postulado como principales apuestas tecnológicas y energéticas para descarbonizar la movilidad en los vehículos turismo. No obstante, ¿cuál es el verdadero impacto de estas nuevas alternativas en la huella de carbono del transporte por carretera?

Son numerosos los estudios enfocados a dar respuesta a esta pregunta y, sin embargo, los datos disponibles para realizar un análisis riguroso son limitados.

La huella de carbono ligada a la fabricación y uso

Cuando se estudia la huella de carbono del transporte por carretera, una gran parte de los análisis realizados hasta la fecha aplican el enfoque well-to-wheels (WtW) o del pozo a la rueda. Es decir, consideran únicamente el ciclo de vida del combustible –que abarca la producción y el transporte de la materia prima, así como la producción, la distribución y el uso de la fuente energética–, pero omiten el ciclo de vida del vehículo, que incluye la fabricación, distribución, mantenimiento y gestión del vehículo al final de su vida útil.

Sin embargo, ¿es relevante esta última parte en la huella de carbono total? ¿Es correcto obviar las emisiones del ciclo de vida del vehículo en el cómputo de la huella de carbono total?

Los vehículos eléctricos de batería no presentan emisiones en la fase de uso de la fuente energética. No obstante, su verdadera capacidad para contribuir a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero sólo puede evaluarse adecuadamente mediante un análisis completo del ciclo de vida, es decir, desde la cuna a la tumba, y no sólo incluyendo la fuente energética. También debe incluirse la fabricación, distribución, mantenimiento y gestión del vehículo al final de su vida útil.

Emisiones durante el ciclo de vida del vehículo

A partir de una revisión bibliográfica recopilando información de publicaciones científicas (destacando como principales referencias: ANL, 2020; ICCT, 2021; Lewis et al., 2014; Ma et al., 2012; RE&E, 2020; Qiao et al., 2019; Wu et al., 2018), he comparado en términos de masa de CO₂ equivalente emitida por kilómetro recorrido para el ciclo de vida del vehículo y he establecido la comparación en términos relativos recogida en la figura 1.

Es necesario hacer hincapié en la variabilidad en los resultados obtenidos de las diferentes referencias bibliográficas, fruto de las consideraciones que se tienen en cuenta en cada uno de los estudios. Entre algunos de los factores que influyen en los resultados se puede citar el tipo de vehículo considerado, el tamaño de las baterías o la vida útil del vehículo.

He asignado el valor de 100 a los vehículos de combustión interna (ICEV) que emplean combustibles fósiles y se muestra la comparación frente a otras tecnologías: híbridas (HEV), eléctrica (BEV) e híbridas enchufables (PHEV). Para cada tecnología, los valores se representan en forma de barra, recogiendo todo el rango de valores de los resultados obtenidos de las distintas fuentes bibliográficas.

Figura 1. Huella de carbono del ciclo de vida del vehículo. Comparación relativa de los vehículos de combustión interna (ICEV = 100) frente a otras tecnologías: HEV = vehículo híbrido; PHEV = vehículo híbrido enchufable; BEV = vehículo eléctrico. Javier Pérez a partir de datos de diversas fuentes, como ANL, 2020; ICCT, 2021; Lewis et al., 2014; Ma et al., 2012; RE&E, 2020; Qiao et al., 2019; Wu et al., 2018., Author provided

Comparando los resultados, se puede apreciar que las tecnologías híbridas incrementan la huella de carbono del ciclo de vida del vehículo un 3-9 % respecto a las tecnologías de combustión convencionales. En el caso de los vehículos híbridos enchufables, el incremento asciende hasta el 11-33 %.

Por último, en el caso de los vehículos eléctricos, el incremento en las emisiones durante el ciclo de vida del vehículo asciende a valores del 18-58 %, dependiendo de la fuente consultada, suponiendo una diferencia significativa respecto a los vehículos de combustión convencionales.

Ciclo de vida del vehículo y fuente energética

Los anteriores resultados conciernen únicamente al ciclo de vida del vehículo, es decir, todos los procesos que comprenden la fabricación, distribución, mantenimiento y gestión del vehículo al final de su vida útil.

No obstante, y para contestar a una de las preguntas iniciales, es necesario dar una visión de la contribución de este ciclo, el ciclo de vida total, considerando tanto el vehículo como la fuente energética.

En la figura 2, se representan estas contribuciones para las cuatro tecnologías comparadas y en el caso de un vehículo turismo de tamaño medio (en el caso de los vehículos de combustión interna se han considerado como combustibles la gasolina de origen fósil, biocarburantes y el diésel sintético; para híbridos e híbridos enchufables, únicamente la gasolina de origen fósil).

Figura 2. Contribución al total de emisiones de GEI del ciclo de vida del vehículo y del ciclo de vida del combustible, para diferentes tecnologías: ICEV = vehículo de combustión interna; HEV = vehículo híbrido; PHEV = vehículo híbrido enchufable; BEV = vehículo eléctrico. Para BEV se considera el mix de generación eléctrica promedio de la Unión Europea (UE28) en 2020. Javier Pérez a partir de datos obtenidos de RE&E, 2020 y Prussi et al., 2020., Author provided

De forma genérica, el vehículo eléctrico tiene unas emisiones en todo el ciclo de vida (combustible y vehículo) menores que el de combustión interna que emplea gasolina fósil, aunque dependientes de la matriz de generación eléctrica de cada entorno geográfico y de cada periodo temporal.

No obstante, el ciclo de vida del vehículo desempeña un importante papel en los vehículos eléctricos. Su contribución ronda el 46 % del total de emisiones, considerando como mix de generación eléctrica el promedio de todos los Estados miembros de la UE en el año 2020 (figura 2).

Para los vehículos de combustión interna, híbridos e híbridos enchufables que emplean gasolina fósil, la importancia relativa del ciclo de vida del vehículo se sitúa en torno al 14 %, 19 % y 34 %, respectivamente; menor que en el caso de los vehículos eléctricos, pero en ningún caso despreciable.

En el caso de los de combustión interna que emplean combustibles alternativos, como el bioetanol, el biodiésel o el diésel sintético, las emisiones en todo el ciclo de vida son comparables e incluso, en ciertos casos, inferiores a las de los vehículos eléctricos (figura 2). Las emisiones de gases de efecto invernadero derivadas de estos combustibles dependerán de la vía que se elija para su producción.

La importancia del ciclo de vida del vehículo

A medida que se reduce la huella de carbono asociada al ciclo de vida de la fuente energética, aumenta la importancia relativa de las emisiones producidas durante el ciclo de vida del vehículo. En relación a los vehículos eléctricos, la fabricación de baterías tiende a ser intensiva en energía y emisiones de gases de efecto invernadero.

Adicionalmente, el peso de los vehículos eléctricos es, por normal general y a igualdad de gama, superior al de los vehículos de combustión interna, al emplearse baterías voluminosas y volverse el resto del vehículo más pesado para proporcionar el soporte estructural necesario. Estos factores provocan que el ciclo de vida del vehículo eléctrico tenga mayor contribución a las emisiones de GEI que el de las tecnologías convencionales.

Por otro lado, mientras que en otros sectores tecnológicos se busca el desarrollo de modelos más compactos y pequeños, el sector de la automoción apuesta por vehículos cada vez más grandes y potentes. Estos modelos cada vez más pesados requieren más materiales y energía para construirlos e impulsarlos, lo que hace que aumente el impacto ambiental asociado a esta parte del ciclo de vida.

En consecuencia, las emisiones generadas durante el ciclo de vida del vehículo se deben tener en consideración a la hora de hacer comparaciones en términos de huella de carbono en el sector transporte por carretera. Las etapas de producción, mantenimiento y gestión del vehículo al final de su vida útil representan contribuciones importantes que deben analizarse en detalle. Es necesario trabajar para conseguir minimizar su impacto.

Incrementando el peso de los vehículos eléctricos, así como el tamaño de las baterías, se incrementa el impacto ambiental asociado al ciclo de vida del vehículo, lo que no juega a favor de la descarbonización del sector.

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