Los vehículos eléctricos convencionales transformarán la industria automotriz y ayudarán a descarbonizar el planeta.
Ese zumbido en la distancia es el sonido del concepto de movilidad cambiando, para mejor. Si bien persisten los desafíos para la electrificación del parque de vehículos, también se avecinan oportunidades por las que vale la pena luchar. Esto es particularmente evidente en las ciudades, donde las emisiones, la congestión y la seguridad constituyen problemas importantes en la actualidad. Si el status quo continúa, los problemas de movilidad se intensificarán a medida que la población y el crecimiento del PIB impulsen el aumento de la propiedad de automóviles y las millas recorridas por vehículos. En respuesta, la industria de la movilidad está desatando una deslumbrante variedad de innovaciones diseñadas para las carreteras urbanas, como la movilidad como servicio, la gestión avanzada del tráfico y los sistemas de estacionamiento, las soluciones de transporte compartido y los nuevos conceptos de transporte sobre dos o tres ruedas.
La oportunidad actual de transformar la forma en que nos movemos resulta fundamentalmente de cambios en tres áreas principales: regulación, comportamiento del consumidor y tecnología.
Regulación. Los gobiernos y las ciudades han introducido regulaciones e incentivos para acelerar el cambio hacia la movilidad sostenible. Los reguladores de todo el mundo están definiendo objetivos de emisiones más estrictos. La Unión Europea presentó su programa «Fit for 55», que busca alinear las políticas de clima, energía, uso de la tierra, transporte e impuestos para reducir las emisiones netas de gases de efecto invernadero en al menos un 55% para 2030, y la administración Biden introdujo un 50% objetivo de vehículos eléctricos (VE) para 2030. Más allá de estos mandatos, la mayoría de los gobiernos también están ofreciendo subsidios para vehículos eléctricos.
Las ciudades están trabajando para reducir el uso y la congestión de vehículos privados ofreciendo un mayor apoyo para modos de movilidad alternativos como las bicicletas. Paris anunció que invertirá más de $ 300 millones para actualizar su red de bicicletas y convertir 50 kilómetros de carriles para automóviles en carriles para bicicletas. Muchas áreas urbanas también están implementando regulaciones de acceso para automóviles. De hecho, más de 150 ciudades en Europa ya han creado regulaciones de acceso para emergencias de bajas emisiones y contaminación.
Comportamiento del consumidor. El comportamiento y la conciencia de los consumidores están cambiando a medida que más personas aceptan modos de movilidad alternativos y sostenibles. Los viajes al interior de la ciudad con bicicletas compartidas y scooters eléctricos han aumentado un 60 por ciento año tras año y la última encuesta de consumidores de McKinsey sugiere que el uso promedio de bicicletas (compartido y privado) puede aumentar más del 10 por ciento en el mundo pospandémico en comparación con el anterior. niveles pandémicos (consulte también “El futuro de la micromovilidad: número de pasajeros e ingresos después de una crisis ”, julio de 2020). Además, los consumidores están cada vez más abiertos a las opciones de movilidad compartida. Más del 20 por ciento de los alemanes encuestados dicen que ya usan servicios de viajes compartidos (el 6 por ciento lo hace al menos una vez a la semana), lo que puede ayudar a reducir las millas recorridas por los vehículos y las emisiones (ver también “Movilidad compartida: dónde se encuentra, hacia dónde se dirige”, agosto de 2021).
Tecnología. Los actores de la industria están acelerando la velocidad de la innovación de la tecnología automotriz a medida que desarrollan nuevos conceptos de movilidad eléctrica, conectada, autónoma y compartida. La industria ha atraído más de $ 400 mil millones en inversiones durante la última década, de los cuales alrededor de $ 100 mil millones provienen desde principios de 2020. Todo este dinero se destina a empresas y nuevas empresas que trabajan en la electrificación de la movilidad, la conexión de vehículos y la tecnología de conducción autónoma ( Consulte también “ El futuro de la movilidad: una verificación de la realidad de las inversiones ”, abril de 2021). Estas innovaciones tecnológicas ayudarán a reducir los costos de los vehículos eléctricos y harán de la movilidad eléctrica compartida una alternativa real a la propiedad de un automóvil.
La electrificación jugará un papel importante en la transformación de la industria de la movilidad y presenta grandes oportunidades en todos los segmentos de vehículos, aunque el ritmo y el alcance del cambio serán diferentes. Para garantizar la adopción rápida y generalizada de la movilidad eléctrica, el lanzamiento de nuevos vehículos eléctricos en el mercado es un primer paso importante. Además, todo el ecosistema de movilidad debe trabajar para que la transformación sea exitosa, desde fabricantes y proveedores de vehículos eléctricos hasta financiadores, distribuidores, proveedores de energía y operadores de estaciones de carga, por nombrar solo algunos
El futuro de los sistemas de propulsión de los vehículos de pasajeros es eléctrico; la transformación está en curso
El punto de inflexión en la adopción de vehículos eléctricos para pasajeros se produjo en la segunda mitad de 2020, cuando las ventas y la penetración de vehículos eléctricos se aceleraron en los principales mercados a pesar de la crisis económica causada por la pandemia de COVID-19. Europa encabezó este desarrollo, donde la adopción de vehículos eléctricos alcanzó el 8 por ciento debido a mandatos de políticas como objetivos de emisiones más estrictos para los fabricantes de equipos originales y generosos subsidios para los consumidores.
En 2021, las discusiones se han centrado en la fecha de finalización de las ventas de vehículos con motores de combustión interna (ICE). Los nuevos objetivos regulatorios en la Unión Europea y los Estados Unidos ahora apuntan a una participación de vehículos eléctricos de al menos el 50 por ciento para 2030, y varios países han anunciado plazos acelerados para las prohibiciones de ventas de ICE en 2030 o 2035. Algunos fabricantes de equipos originales han declarado sus intenciones de dejar de invertir en nuevas plataformas y modelos ICE y muchos más ya han definido una fecha específica para finalizar la producción de vehículos ICE. La mentalidad de los consumidores también ha cambiado hacia la movilidad sostenible, con más del 45 por ciento de los clientes de automóviles considerando comprar un vehículo eléctrico.
Sin embargo, la continua aceleración de la electrificación está ejerciendo una presión significativa sobre los fabricantes de equipos originales, sus cadenas de suministro y el ecosistema de vehículos eléctricos en general para cumplir estos objetivos. Esto es particularmente obvio con respecto a la configuración de la infraestructura de carga requerida.
Para 2035, los mercados automotrices más grandes se volverán eléctricos
La presión regulatoria y la atracción de los consumidores hacia los vehículos eléctricos varían mucho según la región. Europa es principalmente un mercado impulsado por la regulación con altos subsidios, mientras que en China la atracción del consumidor es muy fuerte a pesar de los incentivos reducidos. En los Estados Unidos, las ventas de vehículos eléctricos han crecido lentamente debido tanto a la presión regulatoria limitada como al interés de los consumidores, aunque la tendencia de los reguladores cambiará bajo la nueva administración.
A nivel global, esperamos EV (BEV, PHEV y FCEV)1 adopción para alcanzar el 45 por ciento por debajo de los objetivos regulatorios actualmente esperados. Sin embargo, incluso esta perspectiva transformadora de crecimiento de los vehículos eléctricos está muy por debajo de lo que se requiere para lograr cero emisiones netas. Los vehículos eléctricos deberían representar el 75 por ciento de las ventas de automóviles de pasajeros a nivel mundial para 2030, lo que supera significativamente el curso y la velocidad actuales de la industria.
Creemos que Europa, como mercado impulsado por normativas con tendencias positivas en la demanda de los consumidores, se electrificará más rápidamente y se espera que siga siendo el líder mundial en electrificación en términos de participación de mercado de vehículos eléctricos. Además del objetivo de la Comisión Europea, que requiere alrededor del 60 por ciento de ventas de vehículos eléctricos para 2030, varios países ya han anunciado el fin de las ventas de ICE para 2030. En línea con esto, siete marcas OEM se han comprometido a vender 100 por ciento de vehículos eléctricos para 2030 dentro del Unión Europea. En el escenario acelerado más probable, la adopción por parte de los consumidores superará los objetivos regulatorios y Europa alcanzará alrededor del 75 por ciento de participación en el mercado de vehículos eléctricos para 2030. La Unión Europea anunció un objetivo de cero emisiones para automóviles nuevos para 2035.
China también seguirá experimentando un fuerte crecimiento en la electrificación y seguirá siendo el mercado de vehículos eléctricos más grande en términos absolutos. La aceptación resulta de una fuerte atracción por parte de los consumidores, a pesar de los bajos subsidios a los vehículos eléctricos y sin una fecha de finalización oficial para las ventas de ICE. Sin embargo, la política de crédito dual del gobierno ha llevado a una mayor participación de vehículos eléctricos en las carteras de los fabricantes de equipos originales. Nuestro modelo de adopción arroja una participación de vehículos eléctricos chinos por encima del 70 por ciento para las ventas de automóviles nuevos en 2030 en el escenario acelerado.
En los Estados Unidos, la administración Biden anunció un objetivo de electrificación del 50 por ciento para 2030, fuertes inversiones en infraestructura de carga y objetivos de emisiones de flotas más estrictos. La adopción de vehículos eléctricos será el resultado principalmente del apoyo regulatorio en California y otros estados que siguen su regulación CARB ZEV. Los fabricantes de equipos originales de EE. UU. Apoyan los objetivos de electrificación y han declarado prohibiciones de ICE para 2035, lo que significa que Estados Unidos seguirá a Europa y China en la adopción de vehículos eléctricos con un pequeño retraso; Se espera que supere los objetivos regulatorios actuales y alcance el 65 por ciento de las ventas de vehículos eléctricos para 2030 en el escenario acelerado.
La transformación de la movilidad eléctrica afectará más que la industria automotriz
En la Unión Europea, lograr el escenario acelerado de alrededor del 75 por ciento de las ventas de vehículos eléctricos para 2030 tendrá implicaciones para toda la cadena de valor y el ecosistema de los vehículos eléctricos. Paralelamente, la industria debe descarbonizar el ciclo de vida completo de los vehículos para acercarse a un objetivo neto cero.
Los proveedores de automóviles establecidos deben cambiar la producción de componentes ICE a EV. Europa tendrá que construir aproximadamente 24 nuevas gigafábricas de baterías para abastecer la demanda local de baterías para vehículos eléctricos de pasajeros. Con más de 70 millones de vehículos eléctricos en la carretera para 2030, la industria deberá instalar una gran cantidad de cargadores públicos y proporcionarles operaciones de mantenimiento. La producción de electricidad renovable debe aumentar en un 5 por ciento para satisfacer la demanda de carga de vehículos eléctricos. Finalmente, las emisiones de la producción de BEV deben disminuir, ya que los BEV actualmente tienen un 80 por ciento más de emisiones en producción que los vehículos ICE.
La electrificación provocará un cambio importante en toda la cadena de suministro automotriz
La transformación de la industria automotriz hacia la electrificación interrumpirá toda la cadena de suministro y creará un cambio significativo en el tamaño del mercado de componentes automotrices. Los componentes críticos para la electrificación, como baterías y accionamientos eléctricos, y para la conducción autónoma, como los sensores de detección y alcance de luz (LiDAR) y los sensores de radar, probablemente constituirán aproximadamente el 52 por ciento del tamaño total del mercado para 2030. Componentes que solo se utilizan en vehículos ICE como los convencionales Las transmisiones, los motores y los sistemas de inyección de combustible experimentarían una disminución significativa de alrededor del 11 por ciento para 2030, aproximadamente la mitad del tamaño de los niveles de 2019. Un cambio tan drástico obligará a los jugadores de componentes tradicionales a adaptarse rápidamente para compensar los flujos de ingresos decrecientes.
La escala de la interrupción será significativa: según el Instituto de Investigación Económica (Ifo) en Múnich, más de 100.000 puestos de trabajo cambiarán en la industria automotriz alemana para 2030. Eso es aproximadamente de cinco a diez veces la escala de puestos de trabajo en comparación con la eliminación. de energía de carbón que Alemania anunció para 2038.
La producción de baterías anunciada en la UE probablemente se mantendrá un poco por delante de la demanda
Según los planes de acumulación anunciados, esperamos un aumento de 20 veces en la capacidad de producción de baterías en Europa a 965 GWh para 2030. Suponiendo que se construya la capacidad total para 2030, Europa debería satisfacer la demanda esperada de 874 GWh. Los turismos y vehículos comerciales BEV impulsarán el 90 por ciento de esta demanda de baterías. Si bien las capacidades anunciadas en papel parecen seguir y coincidir con la demanda, en realidad es probable que se produzcan riesgos de implementación temporal dados los problemas de producción de las gigafábricas, los aumentos de rendimiento generalmente lentos, la fragmentación de la cadena de suministro y los grandes contratos de OEM inflexibles. Por lo tanto, en un caso de adopción acelerada de vehículos eléctricos, la demanda de baterías estaría muy cerca de superar la oferta anunciada en el mediano plazo. En los próximos diez años, esperamos que la industria minera se desacelere y que surjan periódicamente otras crisis geopolíticas y de la cadena de suministro.
La producción de celdas de batería se está acercando físicamente a las plantas de ensamblaje de vehículos. Mientras que hace diez años casi todas las células se importaban de Asia, hoy en día existen centros de producción regionales en Europa del Este, por ejemplo. Además, se pondrán en marcha varias plantas en países productores de vehículos clave como Alemania, el Reino Unido y Francia y en entornos con bajas emisiones de carbono como Noruega y Suecia.
Además de los operadores tradicionales de celdas de batería de Asia que se instalan en Europa, algunas empresas completamente nuevas están ingresando al espacio. Un avance clave en el suministro de baterías implica la integración hacia atrás de los OEM desde los paquetes y módulos hasta la producción de celdas, principalmente en forma de empresas conjuntas con fabricantes de celdas. Los planes de integración hacia atrás de OEM son el resultado de su creciente demanda de celdas de batería, el deseo de control y certeza del suministro, y la ambición de mantener una parte significativa de la creación de valor del vehículo internamente. Los fabricantes de equipos originales también están buscando áreas de diferenciación, con la tecnología, la durabilidad y el rendimiento de las baterías como criterios de evaluación clave para los BEV.
La producción de materias primas y componentes de baterías sigue la tendencia de localización de las plantas de celdas de batería. Sin embargo, existe un retraso y solo algunas de las materias primas necesarias, que incluyen níquel, cobalto, litio y grafito, están disponibles para el abastecimiento local en Europa. Por lo tanto, las empresas deben competir a nivel mundial para asegurar los volúmenes requeridos y hacerlo de manera sostenible de acuerdo con los criterios ambientales, sociales y de gobernanza (ESG). Si bien los cuatro productos básicos deben aumentar rápidamente, con una posible variación de precios en el futuro, es probable que el níquel sea el producto básico más presionado a corto y medio plazo.
Se necesita una aceleración en la construcción de la infraestructura de carga
De acuerdo con la adopción de vehículos eléctricos, la acumulación de infraestructura de carga debe acelerarse para evitar convertirse en un posible cuello de botella y limitar la adopción de vehículos eléctricos impulsada por el consumidor. Construir una infraestructura de carga sincronizada con la flota de vehículos eléctricos será esencial en la próxima década.
Si bien los compradores de vehículos eléctricos de primera generación se basaron principalmente en la carga privada (en 2020, el 80 por ciento de los compradores de vehículos eléctricos en Europa tenían acceso a la carga privada), la próxima generación dependerá de la carga pública. Más del 50 por ciento de los europeos vivirán en hogares multifamiliares sin acceso a cargadores privados, y los cargadores públicos garantizarán la practicidad de los vehículos eléctricos para viajes de larga distancia, que los posibles compradores de vehículos eléctricos aún consideran una preocupación principal.
Asimismo, los procesos regulatorios para instalar cargadores en domicilios particulares requieren una simplificación y la capacidad de producción de cajas de pared debe aumentar. El aumento de la producción y la regulación simplificada (en términos de permisos y tiempos de construcción reducidos) también son necesarios para los cargadores públicos, además de la creación de cobertura basada en la demanda.
Estimamos que la industria necesita instalar más de 15.000 cargadores por semana para 2030 dentro de la Unión Europea. Se necesitan regulaciones simplificadas para facilitar la ubicación del cargador, ya que actualmente puede llevar hasta tres años obtener la aprobación para las extensiones de la red para una estación de carga rápida. Garantizar la cobertura de la carga pública en toda la UE es fundamental para evitar que los cargadores se encuentren únicamente en ubicaciones rentables.
Los vehículos eléctricos están preparados para controlar en promedio más del 5 por ciento de la demanda de electricidad en 2030 en Europa. Será importante reducir la carga durante los períodos de carga máxima a través de la “carga administrada” controlando el tiempo, la duración y la intensidad de la carga con la tecnología del vehículo a la red (V2G) como habilitador. En un escenario con dispositivos de carga administrados adecuadamente, así como incentivos para cargar fuera de las horas pico, se mitigará gran parte del impacto del cliente en la red eléctrica.
Alcanzar el cero neto también significa descarbonizar la producción de vehículos eléctricos
Existe un camino claro para reducir las emisiones de CO 2 equivalente (CO 2 e) de los turismos en funcionamiento. Un análisis reciente del Consejo Internacional de Transporte Limpio (ICCT) declaró que el cambio de ICE a BEV reduciría las emisiones totales de CO 2 e del ciclo de vida en alrededor de un 65 por ciento según la combinación de energía promedio actual en Europa y en un 83 por ciento con electricidad totalmente verde.
A medida que el suministro de electricidad evoluciona y la carga con energía verde para una flota más grande de vehículos eléctricos se vuelve factible, los materiales y la producción se convertirán en las fuentes dominantes de emisiones en el ciclo de vida de un vehículo eléctrico. Hoy en día, la producción de un vehículo eléctrico genera una intensidad de emisiones casi un 80 por ciento más alta en comparación con un automóvil ICE, debido principalmente a la batería y a la mayor proporción de aluminio del vehículo.
Cuando se busca reducir las emisiones de materiales, dos cuestiones principales son importantes:
Incremento del contenido reciclado. Reemplazar materiales vírgenes / primarios con alternativas recicladas ahorrará una gran parte de las emisiones asociadas con la generación inicial de materias primas. Reemplazar el 30 por ciento del material primario con material reciclado puede ahorrar del 15 al 25 por ciento2 de emisiones de producción. Sin embargo, el uso de material reciclado presenta múltiples desafíos, incluida la realidad de que la recolección al final de su vida útil (EOL) sigue siendo muy inmadura, lo que dificulta lograr un flujo de materiales de grado automotriz. Además, múltiples industrias están interesadas en utilizar material reciclado para lograr sus objetivos de descarbonización, lo que resultará en cuellos de botella en el suministro y precios más altos de varios materiales reciclados.
Cambio a materias primas ecológicas. El uso de materiales primarios producidos en un proceso bajo / sin carbono permite materiales de alta calidad con huellas de bajas emisiones. Los ejemplos de este enfoque incluyen la fundición de aluminio de ánodo inerte a través de la hidroelectricidad o el acero producido a través de hierro de reducción directa a base de hidrógeno en un horno de arco eléctrico (acero H2 DRI-EAF). Alrededor del 80 al 90 por ciento de las emisiones de materiales típicas de la actualidad se pueden eliminar con las tecnologías 2030. Los enfoques principales implican descarbonizar los procesos de refinación de la materia prima mediante el uso de electricidad renovable, por ejemplo, y descarbonizar la formación, así como otros procesos de fabricación de alta energía, también a través de la electrificación.
Si bien un cambio en los recursos eléctricos es simple, el cambio de los procesos actuales a las rutas de fabricación que evitan las emisiones de CO 2 e por completo, en lugar de capturarlas o reducirlas gradualmente, requerirá inversiones significativas en plantas y equipos. Una demanda predecible de materiales ecológicos y compromisos a largo plazo entre proveedores y compradores ayudarían a superar este obstáculo en la próxima década.
Un enfoque decidido para descarbonizar y combinar estos métodos podría producir vehículos con entre el 10 y el 30 por ciento de las emisiones de producción actuales para 2030, una hazaña desafiante pero necesaria para cumplir con la aspiración del Acuerdo Verde. Sin embargo, descarbonizar la cadena de suministro y lograr reducciones de emisiones de Alcance 3 puede hacer que los costos de los vehículos aumenten en un momento en que los OEM están tratando de bajar los precios para impulsar el interés del consumidor y lograr márgenes sostenibles a largo plazo.
Un objetivo de reducción de las emisiones de transporte del 55 por ciento para 2030 en comparación con 1990 requiere medidas más drásticas.
La regulación y los objetivos actuales no son suficientes si el sector del transporte por carretera quiere contribuir plenamente al objetivo de reducción de emisiones de CO 2 e del 55 por ciento para 2030 en comparación con 1990, como lo requiere el programa Fit for 55.
Sin embargo, los automóviles de pasajeros tienen una ventaja sobre otras industrias desde un punto de descarbonización: la opción de cero emisiones (por ejemplo, el BEV) es más barata que la alternativa actual (ICE) desde la perspectiva del costo total de propiedad en algunos países hoy y para 2025 en lo último en países sin incentivos. Este no es el caso en la mayoría de las otras industrias, donde la descarbonización genera costos más altos tanto para los productores como para los consumidores.
Sin embargo, con la edad promedio de los automóviles en diez años en Europa, llevará tiempo que las ventas de vehículos eléctricos tengan un impacto a nivel de parque. Por lo tanto, la regulación actual sobre ventas no es suficiente para cumplir con el objetivo de una reducción de emisiones del 55 por ciento con respecto a los niveles de 1990 para 2030.
Cerrar esta brecha requerirá nuevas medidas dirigidas a las emisiones de CO 2 e del parque de vehículos. Los kilómetros recorridos por vehículos de ICE podrían reducirse reduciendo los kilómetros recorridos en automóviles privados, aumentando la movilidad compartida y cambiando las perspectivas de los consumidores sobre caminar / andar en bicicleta.
Al mismo tiempo, la palanca más eficiente es acelerar la rotación del parque ICE y eliminar los vehículos ICE altamente contaminantes de la flota con, por ejemplo, programas de “dinero por chatarra” para autos ICE viejos.
Otra forma de reducir las emisiones de CO 2 e de los vehículos ICE es aumentar la proporción de biocombustibles y e-combustibles, ya que tienen una huella de carbono baja y son compatibles con el parque ICE existente. Sin embargo, se requerirá la mayor parte del suministro de biocombustibles y e-combustibles para descarbonizar el transporte marítimo / aéreo y comercial por carretera, para lo cual solo existen alternativas limitadas de cero emisiones en la actualidad.
Los vehículos eléctricos están llegando y vamos por buen camino en cuanto a descarbonizar el sector del transporte, aunque es necesario tomar más acciones. Es una transformación de la industria que se está produciendo a una velocidad sin precedentes. También está cruzando las fronteras de la industria, involucrando a los actores de la energía, la infraestructura, la movilidad y la automoción. Si bien es un desafío importante, representa una gran oportunidad para que los operadores establecidos y los nuevos actores asuman un papel de liderazgo en la creación de nuevas industrias y empleos multimillonarios. La clave será unir la sostenibilidad con la viabilidad económica a través de tecnología innovadora y una transformación de la movilidad debidamente guiada. Sobre la base de su panorama de movilidad diverso, su enfoque en la sostenibilidad y su liderazgo tecnológico probado, Europa podría emerger como un modelo a seguir para otras regiones a nivel mundial.
Sobre los autores
Andreas Cornet es socio senior con sede en la oficina de McKinsey en Munich, donde Julian Conzade es gerente de soluciones, Patrick Schaufuss es socio, Stephanie Schenk es experta y Andreas Tschiesner es socio senior; Russell Hensley es socio de la oficina de Detroit; Patrick Hertzke es socio de la oficina de Londres; Ruth Heuss es socia principal de la oficina de Berlín; y Karsten von Laufenberg es socio asociado en la oficina de Colonia, donde Timo Möller es socio.
Traducción: smartlighting
