¿Cuán importantes son los equipos de construcción eléctricos?

Artículo escrito por IDTechEx.

Se calcula que las máquinas de construcción generan unas 400 Mt de emisiones de CO₂ al año, lo que supone alrededor del 1,1% de las emisiones mundiales de CO₂ . Por tanto, la descarbonización de las máquinas móviles no de carretera será un factor importante en los esfuerzos por limitar el cambio climático global. Con un número cada vez mayor de países de todo el mundo que se comprometen a un futuro con cero emisiones de carbono, la industria de la construcción se enfrenta a un creciente escrutinio de sus emisiones de gases de efecto invernadero.

Los principales fabricantes y proveedores de maquinaria de construcción ya reconocen que la electrificación del tren motriz está llamada a convertirse en una tecnología clave de cero emisiones para las máquinas de construcción. Muchos de los mayores proveedores de motores, como Cummins, Deutz y Volvo Penta, están invirtiendo en la investigación de la electromovilidad, y varios OEM ya han lanzado máquinas de construcción con batería como productos comerciales, entre ellos Volvo CE, JCB y Komatsu. El nuevo informe de IDTechEx, “Vehículos eléctricos en la construcción 2022-2042”, es una inmersión profunda en este mercado naciente, que destaca las consideraciones técnicas y económicas de la electrificación del tren de potencia en la diversa gama de máquinas de construcción móviles y proporciona un inventario completo de los proyectos de electrificación de máquinas de construcción en curso en todo el mundo.

El punto de partida para la mayoría de los fabricantes de equipos originales serán las máquinas compactas más pequeñas, cuyos requisitos de ciclo de trabajo son relativamente ligeros, lo que significa que las necesidades diarias de energía y potencia pueden satisfacerse con un tamaño práctico de batería de iones de litio, motores eléctricos y una estrategia de carga bien definida. De hecho, reconociendo el potencial de electrificación en este segmento, Volvo Construction Equipment ya se ha comprometido a pasar toda su gama de cargadoras de ruedas compactas y excavadoras compactas a trenes de potencia eléctricos, deteniendo por completo su desarrollo de nuevos modelos diesel. Otros fabricantes de equipos originales seguirán este ejemplo.

Sin embargo, dado que las excavadoras de más de 10 toneladas son responsables de alrededor del 46% de las emisiones totales de CO₂ de los vehículos de la construcción, es crucial que se desarrollen soluciones de cero emisiones para las máquinas grandes. Los arduos ciclos de trabajo de estos vehículos pesados hacen que los de más de 20 toneladas necesiten más de 300 kWh de energía para realizar una jornada completa de ocho horas. Los proyectos de Noruega y los Países Bajos ya han investigado soluciones como el intercambio de baterías y el funcionamiento por cable para satisfacer la demanda de ciclos de trabajo. En China, los fabricantes de maquinaria de construcción XCMG, LiuGong y SINOMACH han optado por sistemas de baterías de gran tamaño con carga rápida de CC de doble cañón (hasta 300 kW).

El costo total de la propiedad es un factor crítico para el despliegue de las máquinas eléctricas. Las máquinas eléctricas tienen un precio superior al del gasóleo, principalmente relacionado con el coste de los grandes paquetes de baterías. El análisis de IDTechEx en el informe sugiere que el coste adicional de una miniexcavadora eléctrica podría ser lo suficientemente modesto como para que el ahorro de combustible diésel y la reducción del mantenimiento puedan compensar en gran medida la prima adicional, pero, en el caso de las máquinas más grandes, el coste adicional de la electrificación probablemente siga siendo prohibitivo, y los fabricantes de equipos originales necesitarán un importante apoyo normativo y financiero para promover su adopción.

Estimación de la resistencia de la excavadora eléctrica. (Fuente: IDTechEx)

Aunque la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero es fundamental, hay otros factores importantes que impulsan la electrificación de las máquinas, sobre todo los problemas de salud y seguridad relacionados con el funcionamiento de los motores diésel en las obras de construcción. El sector de la construcción en el Reino Unido es el responsable del mayor número de casos de cáncer laboral al año, de los cuales alrededor del 8% están directamente relacionados con las emisiones de los motores diesel. La construcción es también un sector de alto riesgo de enfermedades relacionadas con el ruido. Las máquinas eléctricas son mucho más silenciosas y ofrecen la posibilidad de mejorar la comunicación, la seguridad y la productividad en el lugar de trabajo, al tiempo que reducen las molestias de la contaminación acústica en los alrededores. La eliminación de las emisiones tóxicas de los tubos de escape podría mejorar la calidad del aire en las obras y en los alrededores, mejorando en gran medida el entorno laboral de los trabajadores de la construcción.

Dada la necesidad de contar con máquinas de construcción de emisiones cero, IDTechEx prevé que en 2042 el mercado mundial de máquinas de construcción eléctricas tendrá un valor de US$105.000 millones (CAGR 25,6%).