Hablemos de eficiencia: coche de combustión vs coche eléctrico

El artículo publicado ayer sobre la eficiencia del motor de combustión ha generado mucho debate, entre el coche de combustión y el coche eléctrico, en la pequeña comunidad de Motorpasión Futuro, por cierto con algunos comentarios muy interesantes y enriquecedores. La verdad es que ayer el artículo versaba sobre la eficiencia de los motores, no sobre la eficiencia de los coches, que aunque están directamente relacionadas, no son exactamente iguales.

Por ejemplo porque a igualdad de motor, el diseño del coche, con mejor o peor aerodinámica, puede variar mucho la eficiencia final del coche. Para dejar claros los conceptos desde el primer momento, vamos a recordar cuál es la definición de eficiencia. Hablando de motores, como máquinas termodinámicas que son, y hablando de consumo de energía, debe estar claro que hablamos de eficiencia física, o si lo preferís, eficiencia energética.

Esto es la relación entre la energía útil (o energía obtenida) y la energía consumida (o energía suministrada). También se puede definir como la relación entre el trabajo útil obtenido con el funcionamiento de la máquina y el trabajo consumido por la máquina. Por cierto, eficiencia y rendimiento son equivalentes. En este artículo veremos la cantidad de energía que consume un coche con motor de combustión y un coche con motor eléctrico para circular 100 km.

¡Hola! soy un Renault Fluence Z.E., mi motor es eléctrico

Hacer el mismo trabajo y consumir menos energía

Para que nos entendamos mejor, un coche será tanto más eficiente, cuanta menos energía consuma para realizar el mismo trabajo, en este caso, moverse una distancia de 100 km. Así que lo mejor para ver si tal o cual coche es más eficiente, es ver cuál es su consumo real de energía.

Para que la comparativa sea lo más correcta posible, deberíamos de tomar el mismo coche con diferentes motores, con el mismo diseño y aerodinámica, la misma masa, los mismos neumáticos, y realizar una prueba de conducción real en el mismo trayecto o circuito, con las mismas condiciones de tráfico y meteorología.

Como eso ahora mismo no es posible (queda planteada la cuestión a Javier Costas) vamos a hacer una comparativa aproximada, pero eso sí, lo más aproximada y rigurosa posible. Con las cifras numéricas que vamos a manejar veréis que el margen de error permite dar por razonable la comparativa.

¡Hola! soy un Renault Fluence, mi motor es de combustión interna

Hablamos de energía, o sea Julios

El consumo de un coche con motor de combustión, gasolina o diésel, al menos en Europa, acostumbramos a darlo en litros/100 km. El consumo de un coche eléctrico se expresa en kWh/100 km. De buenas a primeras ni podemos compararlos, ni podemos hacernos una idea de cuál es mayor o menor.

Por tanto hay que expresar ambos en las mismas unidades de energía. En el sistema internacional eso es el julio (J), o bien el megajulio (MJ), un millón (10 a la 6) de julios. Empecemos por los motores de combustión interna:

• Un litro de gasolina viene a tener una energía de entre 32,18 MJ y 34,78 MJ.

• Un litro de gasóleo (diésel) viene a tener una energía de entre 35,86 MJ y 38,65 MJ.

No se puede dar una cifra exacta porque no todas las gasolinas ni gasóleos son iguales, la densidad de la gasolina y la densidad del gasóleo no son idénticas en todas partes, y varían ligeramente, variando por tanto la cantidad de energía que acumula ese litro de carburante.

Observaréis que el gasóleo viene a tener entre un 10 y un 11% más de energía por litro que la gasolina (esto explica en parte porqué un coche diésel gasta menos litros que un coche de gasolina).

Para el motor eléctrico la conversión es más rápida y exacta: 1 kWh son 3,6 MJ.

Veamos lo que consume cada versión

Como expliqué antes, para intentar que las condiciones sean lo más parecidas posibles, vamos a comparar los consumos de un mismo modelo de coche. Como tuve ocasión de conducir y comprobar el consumo real de un Renault Fluence Z.E. en Lisboa y alrededores, lo compararé con un Renault Fluence de gasolina y con un Fluence diésel.

Vamos a intentar considerar consumos lo más reales posibles, y no los teóricos. Tomaré los consumos reales del Fluence eléctrico y para los Fluence térmicos (de motor de combustión interna) me iré a Spritmonitor a ver datos medios de consumos reales.

Los modelos de Fluence de motor de combustión que tomo para la comparativa son los más similares por prestaciones y potencia al eléctrico, que están disponibles en España.

• Renault Fluence gasolina 1.6 16 v 110 CV, cambio manual, ya que en España no está disponible con cambio automático (que sería lo más justo para la comparativa). El consumo mixto según homologación es de 6,8 l/100 km, pero el consumo real medio según Spritmonitor es de 7,6 l/100 km.

• Renault Fluence diésel 1.5 dCi 110 CV, cambio automático. El consumo mixto según homologación es de 4,4 l/100 km, pero el consumo real medio según Spritmonitor es de 5,7 l/100 km (el dato es del manual, ya que no encuentro el automático, pero voy a darlo por bueno).

El consumo de un Renault Fluence Z.E. (eléctrico) varía según las condiciones (cosa que también sucede en un coche con motor de combustión, entre ciudad y carretera, aunque de manera inversa):

• En ciudad, conduciendo tranquilamente, me hacía 14,4 kWh/100km.
• En autopista a 120 km/h, me hacía 18,5 kWh/100 km (este dato me parece muy adecuado para tomar como consumo medio).

• En el peor de los casos contemplados por Renault, alta velocidad y gran consumo de calefacción o aire acondicionado, la autonomía se puede quedar en solo 80 km. Como la batería almacena 22 kWh, eso significaría un consumo de 27,5 kWh/100 km.

Por cierto, un último apunte: el Renault Fluence eléctrico pesa casi 300 kg más que un Fluence térmico, lo cual lo sitúa en una posición algo más desfavorable en la comparativa.

Comparemos la energía consumida por cada uno

• Renault Fluence gasolina: 7,6 l/100 km equivalen a 244,57 MJ/100 km – 264,33 MJ/100 km (recordad la horquilla).
• Renault Fluence diésel: 5,7 l/100 km equivalen a 204,40 MJ/100 km – 220,31 MJ100 km.

• Renault Fluence eléctrico: 18,5 kWh/100 km equivalen a 66,6 MJ/100 km.

El coche eléctrico, aún pesando casi 300 kg más, y por tanto viéndose obligado a realizar algo más de esfuerzo o trabajo para moverse esos 100 km de distancia, consume 3,67 – 3,97 veces menos que el coche con motor de gasolina y 3,07 – 3,31 veces menos que el coche con motor diésel.

O sea, un coche eléctrico consume casi la cuarta parte que un coche de gasolina, y la tercera parte que un coche diésel.

Incluso en la situación más desfavorable del coche eléctrico, este sigue consumiendo menos: 27,5 kWh/100 km equivalen a 99 MJ/100 km. Este consumo sigue siendo la mitad del consumo del diésel.

¿Cuál es el coche más eficiente: el de combustión interna o el eléctrico?

PS a: Hay motores de gasolina más eficientes que el 1.6 16 v 110 CV del Fluence. Renault ha presentado en el nuevo Mégane 2012 el motor 1.2 Energy TCe 115 CV, con un consumo mixto de 5,3 l/100 km. En el Fluence, al ser un poco más grande y pesado, el consumo podría ser de 5,4 l/100 km. El consumo real, aplicando la misma diferencia porcentual que hay entre el consumo teórico y el real del 1.6, podría ser de 6,03 l/100 km, aproximadamente, lo que equivale a 194,05 MJ/100 km – 209,72 MJ/100 km. El eléctrico sigue consumiendo 2,91 – 3,15 veces menos (y en la situación más desfavorable sigue consumiendo la mitad).

PS b: Fijaos en que un motor de gasolina muy eficiente consume la misma cantidad de energía, o ligeramente menos, que un motor diésel.

PS c: Por cierto, si queréis meter en el debate también a los coches eléctricos de pila de combustible de hidrógeno, no olvidéis tener en cuenta que su eficiencia viene a ser la mitad que la de los coches 100% eléctricos.

En Motorpasión Futuro | ¿Podría el sistema eléctrico español con muchos vehículos eléctricos?, Vehículos eléctricos de pila de combustible de hidrógeno, Biocarburantes VS Electricidad: plantas frente a paneles solares

NOTA | Artículo originalmente publicado el 6 de enero de 2012 en Motorpasión Futuro, por Ibáñez