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innovacionNov 29 2021

"El carbono es nuestro enemigo: usemos todo lo que tenemos para combatirlo" -Científico jefe de Toyota sobre neutralidad de carbono

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"El carbono es nuestro enemigo": estas fueron las palabras que llamaron la atención de la gente en la conferencia de prensa previa a la carrera de la “Super Taikyu Series 2021” celebrada por el presidente de Toyota, Akio Toyoda. En lo que fue el segundo desafío para el motor de hidrógeno de Toyota, después de participar en la carrera de 24 horas por primera vez en mayo.

En la búsqueda de la neutralidad de carbono, el tema que se debe abordar es el dióxido de carbono emitido por la quema de combustibles fósiles; eliminar el motor de combustión interna no es el objetivo. Aunque no existe una solución única para reducir las emisiones de carbono, algunas discusiones incluyen simplemente reducir las opciones lo antes posible. Akio usa la frase "el carbono es nuestro enemigo" para recordarle a la gente que este no es el camino que debe tomar Japón cuando se están llevando a cabo varios esfuerzos para ampliar las opciones que ayuden a reducir las emisiones de carbono.

Fuera de Japón, el Dr. Gill Pratt - director ejecutivo del Toyota Research Institute (TRI), que realiza I+D avanzado en tecnología de inteligencia artificial de vanguardia, ha transmitido el mismo mensaje al mundo.

Antes de asumir el cargo de Director Ejecutivo del TRI, dirigió varios programas de investigación en robótica en la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de los Estados Unidos (DARPA), donde se desempeñó como gerente de programas en las Oficinas de Ciencias de la Defensa y Tecnología Táctica durante cinco años, y donde se le considera una autoridad mundial en IA.

Actualmente, como científico en jefe y miembro ejecutivo de investigación de Toyota Motor Corporation, desempeña un papel en la orientación de la estrategia de investigación global de Toyota. También se desempeñó como consultor ejecutivo de Toyota Central R&D Labs. Inc. Basado en su papel como científico, el Dr. Pratt asesora sobre las iniciativas de Toyota para lograr la neutralidad de carbono y comparte sus puntos de vista sobre varios temas internos y externos.

Desde el punto de vista del Dr. Pratt, hay una nueva perspectiva detrás de la adopción de una estrategia de electrificación completa de Toyota.

Alguien que ama los vehículos electrificados

Los amo no solo porque he trabajado en su desarrollo durante décadas, sino porque he estado profundamente preocupado por los gases de efecto invernadero y el cambio climático desde que me enteré por primera vez de ellos por mi padre, quien trabajaba para la división de Control de la Contaminación del Aire de la Departamento de Protección Ambiental de Nueva Jersey.

Hoy, vivo con mi familia en California y, al igual que mis vecinos, el año pasado vimos como el cielo se pintaba naranja por el humo debido a los extensos incendios forestales. En el lado opuesto del espectro, ahora vemos inundaciones sin precedentes en Europa.

Independientemente de la cantidad de fenómenos meteorológicos extremos que hoy en día sean directamente atribuibles al cambio climático, siento que para prevenir catástrofes aún peores, debemos lograr la neutralidad de carbono, y pronto.

Alineado a mis preocupaciones, a finales de la década de 1980 como estudiante graduado, científico investigador y miembro de la facultad del MIT, diseñé dispositivos electrónicos de potencia que ayudaron al equipo de vehículos eléctricos solares del MIT a ganar carreras en todo el mundo.

Más tarde ayudé al capitán de nuestro equipo, James Worden, a crear Solectria Corporation, que fabricaba componentes de vehículos eléctricos, primeros vehículos eléctricos e inversores fotovoltaicos.

 

Hoy en día, además de tener un vehículo eléctrico híbrido Toyota Sienna (HEV) y un vehículo híbrido electrificado enchufable RAV4 Prime (PHEV), también tengo un vehículo eléctrico con batería Tesla modelo X (BEV).

Los amo a todos.

Uno pensaría que, con toda mi experiencia, sería un entusiasta defensor de deshacerse del motor de combustión interna (MCI) y cambiar lo antes posible a vehículos eléctricos de batería (BEV) puros.

Pero no.

Siguiendo la ciencia

Como científico, sé que al igual que con muchos otros sistemas naturales y artificiales, la diversidad de vehículos eléctricos es una mejor manera de prevenir el cambio climático que con solo un tipo de vehículo eléctrico.

¿Por qué pasa esto? Por dos razones:

Primero: producir una celda de batería cuesta dinero, utiliza recursos naturales y produce importantes gases de efecto invernadero.

Amo mi Tesla Model X BEV. Pero viajar 30 millas en él todos los días (el viaje promedio de EE. UU.) Y recargarlo todas las noches es un desperdicio del potencial de reducción de carbono de la mayor parte de su batería de más de 300 millas de alcance.

A veces llevamos el Tesla en viajes largos. Pero la mayoría de las veces, el 90% de las celdas de su batería no están funcionando bien y reducirían mucho más el carbono si trabajaran más en otros tipos de vehículos electrificados, incluidos los HEV o PHEV.

Esto significa colocarlos en una mayor cantidad de vehículos electrificados de "tamaño adecuado", incluidos HEV y PHEV, en lugar de colocarlos todos en un número menor de BEV de largo alcance, como mi modelo X.

Esto es particularmente importante porque actualmente es difícil reciclar los tipos de baterías que se utilizan en los BEV. Si queremos lograr la neutralidad de carbono, debemos prestar atención a todas las partes del proceso “3R”: Reducir, Reutilizar y Reciclar.

Por ejemplo, casi nunca ponemos gasolina en nuestro RAV4 Prime PHEV, que tiene una batería ⅙ tan grande como nuestro modelo X BEV. Por la misma inversión en baterías que nuestro Model X único, otros cinco clientes de RAV4 Prime también podrían reducir su huella de carbono. El gráfico siguiente explica este punto.

Segundo: lo que es mejor para algunas personas no es lo mejor para todos. En algunas partes del mundo, las personas tienen acceso a energía eléctrica altamente renovable y estaciones de carga rápida BEV. En muchas otras partes del mundo, los cargadores rápidos son raros o la electricidad se genera con altas emisiones de carbono, lo que hace que los BEV pongan más carbono neto en el aire durante su vida útil que los PHEV o incluso los HEV.
 

Incluso si la mejor opción para la persona promedio algún día se convierte en un BEV, no será la mejor manera para que todas las personas contribuyan a reducir las emisiones de carbono, o para que se eliminen la mayoría.

No creo que debamos intentar aumentar la producción de baterías, reducir la huella de carbono de las plantas de energía eléctrica y expandir las estaciones de carga rápida.

Pero también sé que en muchos países (incluido Estados Unidos) gran parte de la reducción de carbono más fácil de las plantas de energía eléctrica ya se ha logrado mediante la transformación de quemadores de carbón y petróleo a gas natural (reduciendo la producción de carbono aproximadamente a la mitad). Las mejoras adicionales, como la conversión a hidrógeno verde o azul, o el reemplazo de plantas de energía térmica por nuevas plantas nucleares, fotovoltaicas, eólicas y geotérmicas, serán más difíciles, costarán más y tomarán más tiempo.

 

Poner fin a las emisiones de carbono lo antes posible

¿A dónde nos lleva esto?

La atmósfera acumula carbono durante largos períodos de tiempo, por lo que el carbono que emitimos ahora estará con nosotros durante un siglo o más.

Nuestra responsabilidad es clara: debemos eliminar las emisiones de carbono lo antes posible.

Como científico, sé que, parafraseando a Einstein, la solución de cómo eliminar el carbono lo antes posible debería ser tan simple como sea posible, pero no más simple.

Como resultado, creo, al igual que Toyota, que sería un tremendo error que los gobiernos de todo el mundo prescribieran soluciones estrechas como insistir en que todos los vehículos sean BEV. En cambio, la mejor solución es permitir que los fabricantes innoven en una diversidad de transmisiones y conductores para elegir la mejor transmisión con bajas emisiones de carbono que mejor se adapte a sus necesidades.

El carbono es el enemigo, no los MCI.

En muchas partes del mundo, durante algún tiempo, los PHEV e incluso los HEV generarán carbono de por vida. Tenemos una herramienta de modelado y simulación de código abierto que muestra esto.

Ahora, para que quede claro: todavía me encantan los BEV, y Toyota espera que los BEV y FCEV representen el 15% de sus ventas en EE. UU. Para 2030.

También estamos invirtiendo fuertemente en I+D, incluidas baterías de estado sólido y herramientas de inteligencia artificial para descubrir y optimizar el rendimiento de la batería.

Pero ni Toyota ni yo pensamos que esto es todo lo que deberíamos hacer. Al mantener HEV, PHEV, BEV y FCEV en mente, el 70% de los vehículos de Toyota estarán electrificados para 2030.

Este enfoque, de varias soluciones para varias necesidades, es exactamente lo que significa para mí la frase “pensar globalmente, actuar localmente”.

 

Y creo sinceraente que es la mejor manera de reducir la mayor cantidad de carbono emitido a la atmósfera lo antes posible.


 
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