¡El futuro ya está aquí! Los vehículos eléctricos (EV) y los coches autónomos (AV) son dos de las tecnologías más innovadoras en la historia de la industria automovilística. El 29 de octubre de 2019, Mark Aiello y James De Vellis, de Foley & Lardner LLP, junto con SERES, reunieron a 70 ejecutivos, ingenieros, empresarios y asesores para escuchar las opiniones de los ponentes principales James Taylor y Carlos Bhola, y tres distinguidos paneles sobre innovación tecnológica en el ámbito de los EV y AV, tecnología de baterías e impacto normativo. El eventotuvo lugar en la sede y sala de exposiciones de SERES en Santa Clara, California. A continuación se presentan los aspectos más destacados de estos debates.
Panorama general del sector por James Taylor, codirector ejecutivo de SERES
La electrificación, los vehículos conectados y autónomos, y la movilidad como servicio (Maas) están revolucionando la forma en que se desplazan las personas y las mercancías. Se prevé que, para 2040, el 57 % de las ventas de vehículos de pasajeros sean eléctricos, lo que supone cerca de 60 millones de vehículos híbridos enchufables y eléctricos de batería. Todos los fabricantes de equipos originales (OEM) mundiales están electrificando su cartera, algunos de forma más agresiva que otros.
Sin embargo, aunque la cuota de mercado mundial de los vehículos eléctricos está creciendo, sigue siendo de solo un 3 % de media. Entre los factores que explican la baja cuota de mercado actual se encuentran el elevado coste de las baterías, la escasa disponibilidad de modelos de vehículos eléctricos, el sobreprecio con respecto a los vehículos no eléctricos, la autonomía limitada de los vehículos eléctricos, el número limitado de estaciones de recarga y los tiempos de recarga. Dicho esto, James Taylor, codirector ejecutivo de SERES, expuso cuatro factores clave que afectarán a la adopción futura de los vehículos eléctricos.
En primer lugar, las normativas relacionadas con el ahorro de combustible y los estándares de emisiones han tenido, y seguirán teniendo, un gran impacto en la adopción de los vehículos eléctricos. Las políticas reguladoras de los vehículos eléctricos en Estados Unidos suelen incentivar los vehículos eléctricos de la siguiente manera:
- Descuentos, créditos fiscales y subvenciones para la infraestructura de recarga.
- Descuentos y créditos fiscales para vehículos
- Mandatos sobre vehículos de cero emisiones
- Acceso gratuito al carril HOV
- Requisitos para la adquisición de flotas
- Tasas de licencia
- Exenciones de las tasas por pruebas de emisiones
Aunque existen diversas tecnologías que reducen las emisiones de CO2 (por ejemplo, motores de arranque/parada, arranque por correa o vehículos híbridos), la única tecnología que ofrece cero emisiones es la de los vehículos totalmente eléctricos, según Taylor. La flexibilización por parte de la actual administración del mandato de la EPA sobre el consumo medio de combustible de las empresas («CAFE») ha introducido incertidumbre en el mercado, lo que puede afectar negativamente al calendario de electrificación.
El segundo factor que influye en la adopción de los vehículos eléctricos es el número de opciones disponibles para los consumidores. Actualmente, el número de modelos de vehículos eléctricos es relativamente bajo. De los 600 modelos de vehículos disponibles en Estados Unidos, solo 60 son eléctricos de algún tipo, incluidos los PHEV (enchufables), los BEV (totalmente eléctricos) y los HEV (híbridos suaves). La actual falta de modelos de vehículos eléctricos que no sean de lujo y de modelos de camionetas eléctricas supone un gran obstáculo para la adopción masiva de los vehículos eléctricos. Sin embargo, según Taylor, el número de modelos se multiplicará por cinco para 2021.
En tercer lugar, el coste de las baterías debe seguir bajando para aumentar la adopción de los vehículos eléctricos. Se estima que en 2010 las baterías costaban cerca de 1200 dólares/kWh, y que en 2018 han bajado a menos de 200 dólares/kWh. Basándose en esta tendencia, Taylor estima que las baterías costarán menos de 100 dólares/kWh en 2024, y alrededor de 60 dólares/kWh en 2030. Esta reducción de 20 veces en el coste de las baterías en 20 años aumentará sin duda la adopción de los vehículos eléctricos al reducir su coste.
En cuarto y último lugar, la adopción de los vehículos eléctricos se ve afectada por la autonomía de los mismos, el número de estaciones de recarga y el tiempo de recarga. A pesar de que la persona media solo conduce 40 millas al día, el punto de inflexión para la adopción de los vehículos eléctricos es una autonomía de 300 millas. De hecho, según Taylor, las encuestas indican que el 57 % de los consumidores no dudaría en comprar un vehículo eléctrico con una autonomía de 300 millas por carga, lo que supone un aumento del 30 % en comparación con un vehículo eléctrico con una autonomía de solo 250 millas.
Para que la penetración de los vehículos eléctricos pase del 3 % actual al 50 %, se necesitan incentivos normativos continuos, más opciones de vehículos eléctricos, baterías más baratas, mayor autonomía y más estaciones de recarga con tiempos de recarga más rápidos. Aunque no son insignificantes, estos retos en torno a la adopción de los vehículos eléctricos palidecen en comparación con los retos que rodean al despliegue de los vehículos autónomos de nivel 4/5. Taylor destacó que las complejidades que rodean a la autonomía L4/L5 son enormes, por lo que los fabricantes de equipos originales deberían centrarse en implementar a corto plazo un sistema L2+ completo, de grado automovilístico y basado en IA, que posteriormente pueda escalarse a vehículos totalmente autónomos en el futuro, ¡un ejemplo del cual los asistentes al evento tuvieron la oportunidad de probar!
Innovación tecnológica: Automatización
El ritmo de innovación en la tecnología de automatización vehicular ha sido asombroso, pero existen retos clave que afectan a la innovación futura. Steve Hilfinger, socio de Foley & Lardner LLP, y los distinguidos ponentes profundizaron en retos como la seguridad, la confianza pública y la normativa, así como en conceptos erróneos comunes relacionados con esta innovación tecnológica.
En lo que respecta a la seguridad y a ganarse la confianza del público, no hay duda de que los vehículos autónomos tendrán que ser más seguros que los conductores humanos. Sin embargo, el Dr. Fan Wang, director de Conducción Autónoma de SERES, señaló que es difícil evaluar la seguridad, y mucho más determinar si los vehículos autónomos son realmente más seguros que los humanos en cualquier situación dada. Aunque las empresas presumen de cuántos kilómetros han recorrido sus vehículos autónomos sin incidentes para hacer afirmaciones sobre la seguridad, es un error creer que todos los kilómetros son iguales. Más bien, el Dr. Ophir Samson, director de Asociaciones Automovilísticas de Aurora Innovations, indicó que, desde el punto de vista de la innovación tecnológica, la métrica más útil es el número total de kilómetros «interesantes» recorridos por los vehículos autónomos. En pocas palabras, recorrer 160 000 kilómetros en una autopista no es tan valioso como recorrer 160 000 kilómetros en una ciudad concurrida.
Las simulaciones, contrariamente a la creencia popular, pueden ser más útiles que las pruebas de conducción en una carretera física. Tanto en Aurora como en SERES, las simulaciones son fundamentales para desarrollar la tecnología de vehículos autónomos y se utilizan ampliamente para explorar cómo funciona el sistema de vehículos autónomos en muchas más condiciones de las que se pueden probar en el mundo físico. Como señaló el Dr. Wang, no es posible introducir el nivel de aleatoriedad necesario para perfeccionar la tecnología de los vehículos autónomos sin el uso de simulaciones para entrenar y probar la IA, que es una combinación de lógica basada en reglas y modelos basados en redes neuronales. Una vez que los vehículos autónomos puedan funcionar con seguridad, el público podrá empezar a confiar en la tecnología de los vehículos autónomos. De hecho, según el Dr. Samson, el enfoque de Aurora para ganarse la confianza del público ha incluido la publicación de un informe de seguridad exhaustivo y la puesta en marcha de una entidad educativa sin ánimo de lucro para educar al público sobre la tecnología AV y su seguridad.
El marco normativo no solo influye en los vehículos que se pueden vender a los consumidores, sino que también desempeña un papel importante en la capacidad de las empresas para desarrollar vehículos autónomos seguros, ya que dificulta o facilita las pruebas de los vehículos en un entorno real. Bryan Casey, miembro del Centro de Investigación Automovilística de Stanford, se centra en la intersección entre la industria, la ingeniería y la política gubernamental. En el evento, el Sr. Casey señaló que el mayor reto al que se enfrenta la innovación tecnológica de los vehículos autónomos es el marco administrativo fragmentado resultante de las regulaciones establecidas por diferentes agencias federales, diferentes estados e incluso diferentes ciudades dentro de un mismo estado. Cada agencia reguladora tiene su propio enfoque y perspectiva, lo que plantea retos para el desarrollo de los vehículos autónomos, que es intrínsecamente multidisciplinar y abarca aspectos que van desde la seguridad vial, los seguros, la privacidad de los datos, la ciberseguridad, el uso compartido de flotas, los servicios de taxi, etc. El cumplimiento universal es un reto cuando hay 29 estados diferentes con 29 normativas específicas para los vehículos autónomos, además de las normas básicas de circulación específicas de cada estado.
Otro error común se refiere a la asignación de responsabilidad. A menudo se piensa que los vehículos autónomos plantearán nuevos problemas de responsabilidad, pero según Casey, la realidad es que, incluso cuando no se sabe con certeza cómo ha funcionado exactamente el algoritmo de aprendizaje profundo de un vehículo autónomo, puede ser fácil determinar que el fabricante del algoritmo de aprendizaje profundo del vehículo autónomo será responsable. Hasta ahora, según Casey, se han producido 100 accidentes en los que se ha visto involucrado un vehículo autónomo en California, pero el 90 % de ellos se debieron a que un conductor humano chocó contra el vehículo autónomo. Las leyes estatales sobre accidentes asignan adecuadamente la responsabilidad, y Casey espera que las leyes estatales sigan siendo adecuadas para gestionar los incidentes relacionados con los vehículos autónomos.
Aunque los seres humanos son excelentes conductores cuando no están distraídos, tienden a ser pésimos conductores cuando lo están, lo que provoca decenas de miles de muertes al año. Por lo tanto, los vehículos autónomos ofrecen oportunidades increíbles para mejorar la seguridad en el transporte.
Vehículos eléctricos: el reto de las baterías
La capacidad, la longevidad, el tiempo de carga, la seguridad, el coste y la reciclabilidad de las baterías plantean retos para la implantación y adopción masiva de los vehículos eléctricos. Para abordar estos retos es necesario un enfoque multidisciplinar que abarque el análisis de datos, la química, la carga y la gestión y el control del rendimiento. Aunque es posible que los consumidores de vehículos eléctricos no aprecien todos los retos técnicos que plantean las baterías, está claro que los tiempos de carga de las baterías y la autonomía fiable de los vehículos eléctricos en todas las situaciones de conducción son puntos débiles palpables que impiden su adopción masiva. James De Vellis, socio de Foley & Lardner LLP, exploró la tecnología de las baterías y los retos que plantea con el segundo grupo de distinguidos ponentes.
Todo el mundo quiere una carga más rápida. Sin embargo, como señaló Saeed Khaleghi Rahimian, director técnico e ingeniero sénior de baterías de SERES, la carga rápida afecta negativamente al rendimiento y la seguridad de la batería. Una batería de vehículo eléctrico incluye celdas de batería que contienen un ánodo, un cátodo y un separador entre ambos. La carga de celdas de ionen litio a altas velocidades, especialmente en estados de carga elevados y a bajas temperaturas, puede provocar la formación de recubrimientos de litio en el ánodo y dañar el separador hasta el punto de que el ánodo y el cátodo entren en contacto. Estos recubrimientos de litio no solo degradan el rendimiento de la batería, sino que también plantean problemas de seguridad debido al riesgo de incendio. Por ello, Aditya Velivelli, ingeniero sénior de aplicaciones térmicas de SERES, está trabajando en una mejor gestión térmica para la carga rápida, con el fin de garantizar que todas las celdas de la batería tengan una temperatura uniforme dentro de un rango óptimo durante el ciclo de carga.
Un enfoque para resolver estos retos en el diseño de baterías aprovecha el análisis de datos complejos. Sangwoo Han, ingeniero sénior de baterías en SERES, afirmó que, aunque actualmente se recopilan grandes cantidades de datos, el uso preciso de los mismos en modelos informáticos suele requerir un esfuerzo computacional demasiado intenso para aplicaciones en tiempo real en un vehículo eléctrico. El reto consiste en simplificar los modelos sin perder precisión, de modo que puedan utilizarse en un escenario en línea que mejore el rendimiento de la batería durante el funcionamiento de un vehículo eléctrico.
Además de los retos que plantean el diseño de las baterías y la modelización de su rendimiento, la industria se enfrenta a retos relacionados con el abastecimiento de materias primas para la fabricación, así como con el destino de las baterías al final de su vida útil. Las baterías de los vehículos eléctricos contienen cobalto, que se obtiene del Congo y es relativamente caro. Al Prescott, consejero general adjunto y director de Asuntos Regulatorios de Tesla, destacó que Tesla ha reducido sustancialmente su uso de cobalto y que la tendencia es utilizar más níquel en lugar de cobalto debido al coste. Desde el punto de vista de la estrategia empresarial, las empresas deben decidir qué grado de integración vertical desean: si quieren comprar la batería a un tercero, fabricarla ellas mismas o incluso ser propietarias de la mina de la que se obtienen las materias primas.
Una vez que la capacidad de una batería cae por debajo del 80 %, ya no es apta para la propulsión, lo que plantea consideraciones sobre el final de su ciclo de vida. El Sr. Velivelli abogó por usos secundarios para la batería, como batería de reserva para electricidad residencial o comercial. Por el momento, el coste de reciclar el material de la batería supera el coste de la propia materia prima, que no escasea, por lo que el reciclaje aún no es viable desde el punto de vista financiero. A medida que las baterías de los vehículos eléctricos lleguen al final de su ciclo de vida, la industria tendrá que implementar un proceso de reciclaje respetuoso con el medio ambiente y económico.
Aunque hasta la fecha se han logrado grandes avances, la industria se esfuerza frenéticamente por mejorar todos los aspectos relacionados con las baterías y la recarga a lo largo de su ciclo de vida, al tiempo que trata de demostrar al público que los vehículos eléctricos son los más seguros del mercado.
Charla informal: el panorama general
En una charla informal, amplia y estimulante, Carlos Bhola, director general de Celsius Capital, y Dave Kantaros, socio de Foley & Lardner LLP, abordaron los cuatro factores que están provocando cambios disruptivos en el sector de los vehículos autónomos y eléctricos, una nueva visión del sistema de transporte y lo que diferenciará a los ganadores de los perdedores.
Los cuatro factores impulsores de Carlos que están provocando una disrupción en la industria de los vehículos autónomos y eléctricos son:
- Transición de la economía de la propiedad a la economía compartida, es decir, la movilidad como servicio.
- Alejamiento de los combustibles fósiles
- Alejamiento de la navegación basada en el ser humano, es decir, autonomía.
- Experiencias vehiculares de última generación
Para la mayoría de estos factores, el software desempeña un papel fundamental en la ampliación de las capacidades de los vehículos. Según Bhola, el mejor software para automóviles proviene actualmente de empresas de alta tecnología de Silicon Valley, como Google, Apple y Aurora. Para aprovechar las nuevas y mejoradas funciones que ofrece este software, los grandes fabricantes de automóviles deben pasar de bloquear la pila vertical de dispositivos vehiculares a disponer de vehículos con tecnología en capas con sistemas operativos, middleware, software y servicios. Como resultado, los vehículos de próxima generación pasarán de ser entidades cerradas a plataformas conectadas e inteligentes que aprovechan la computación de borde y la computación en la nube para comunicarse y procesar grandes cantidades de datos en tiempo real.
Bhola opinó además que el software tiene el potencial de permitir experiencias vehiculares innovadoras de última generación, pero que hasta ahora los avances han sido decepcionantes. Las experiencias vehiculares se pueden clasificar en: 1) la experiencia que se tiene al entrar en el vehículo, 2) la experiencia dentro del vehículo y 3) la experiencia al salir del vehículo. Para que estas experiencias de usuario de última generación logren penetrar en el mercado, necesitan una característica imprescindible similar a los gestos multitáctiles que introdujo Steve Jobs y que catapultaron el mercado de los teléfonos inteligentes. Imaginemos lo siguiente: cuando un usuario que está escuchando música en streaming en su smartphone entra en un vehículo, este comienza a reproducir la música en el sistema de sonido del vehículo sin perder el ritmo; cuando el usuario sale del vehículo, la música vuelve a reproducirse en el smartphone sin interrupciones. Ningún coche del mercado hace esto en este momento, y si las grandes automovilísticas lo dejan pasar, entonces lo desarrollará un gigante tecnológico de Silicon Valley.
Si se fuera a reconstruir todo el sistema de transporte, Bhola dijo que analizaría en profundidad cómo se desplazan las personas y las cosas para comprender los desplazamientos. De hecho, el 60 % de los desplazamientos en automóvil son de menos de dos personas que recorren menos de cinco millas. Los coches no son prácticos para este tipo de desplazamientos, pero los vehículos eléctricos ligeros personales, como los patinetes eléctricos, podrían ser la opción óptima. Dependiendo del clima de la zona geográfica, las opciones de transporte público y las preferencias de la población, las soluciones de micromovilidad tienen el potencial de eliminar hasta el 60 % de los desplazamientos en automóvil.
Al igual que la industria de los vehículos eléctricos y los dispositivos audiovisuales, la industria de la micromovilidad se enfrenta a sus propios retos, que van desde la seguridad hasta la tecnología y la economía. La mayoría de los dispositivos de micromovilidad del mercado tienen una dinámica vehicular deficiente y son inseguros para el ser humano medio. A pesar de la seguridad, el actual modelo de negocio de los patinetes eléctricos compartidos, con un ciclo de vida de 90 días y un coste de mantenimiento de 500 dólares, no es económicamente viable, según Bhola.
Aunque esto pueda parecer la «era MySpace» de la micromovilidad, Bhola afirmó que el «Facebook» de la micromovilidad está inevitablemente a la vuelta de la esquina. El Facebook de la micromovilidad proporcionará dispositivos con una dinámica de vehículo segura para el usuario medio, cascos plegables y dispositivos que pueden reubicarse automáticamente para distribuirse de manera uniforme por toda una zona geográfica. Las empresas que están en sintonía con sus clientes y ofrecen un servicio de atención al cliente de alta calidad, como Uber y Lyft, están bien posicionadas para resolver estos retos de la micromovilidad.
Las nuevas tecnologías para el transporte de personas o, más aún, para el transporte de mercancías en el comercio electrónico ofrecen innumerables oportunidades tanto a las empresas existentes como a las nuevas. Como es habitual en cualquier industria nueva, al final habrá ganadores y perdedores. Del mismo modo que un fabricante de equipos originales utiliza un único proveedor para el hardware, como los frenos, no va a utilizar 20 proveedores diferentes para el software. Por lo tanto, las empresas emergentes que no están vinculadas a la cadena de suministro de un gran fabricante de equipos originales pueden tener dificultades para triunfar.
Normativa que afecta a los vehículos eléctricos y autónomos
Es inevitable que las regulaciones desempeñen un papel clave en el desarrollo y la adopción de la tecnología EV/AV. Chris Grigorian, socio de Foley & Lardner LLP, dirigió un panel de debate en el que se discutió la mejor manera de navegar por el marco regulatorio actual para seguir avanzando tecnológicamente.
El marco normativo actual está fragmentado. Ana Meuwissen, directora de Asuntos Gubernamentales Federales de Robert Bosch LLC, reiteró que existen requisitos dispares establecidos por múltiples reguladores y legisladores clave: la Guía sobre vehículos autónomos (AV Guidance) publicada por el Departamento de Transporte y la NHTSA, estatutos en 29 estados diferentes, órdenes ejecutivas en 11 estados, así como desarrollos derivados de ciudades individuales e incluso organismos de normalización. Esta situación supone un reto para la industria automovilística y para los desarrolladores de tecnología que ahora operan en el ámbito de los vehículos autónomos. Un enfoque para los fabricantes de equipos originales y los proveedores de ADAS es participar plenamente en el proceso de elaboración de normas y solicitud de comentarios, enviando comentarios a los organismos pertinentes con sus puntos de vista y manteniendo un diálogo activo con estas partes clave. Un avance positivo significativo es el renovado esfuerzo del Congreso por aprobar la legislación sobre vehículos autónomos, con las comisiones competentes trabajando ahora de forma bicameral y bipartidista para abordar las difíciles cuestiones en juego y presentar un nuevo proyecto de ley.
Además de las empresas, los estados también se enfrentan a retos debido al marco regulatorio. En concreto, las leyes federales pueden intentar prevalecer sobre las leyes estatales. Kevin Biesty, subdirector de Políticas del Departamento de Transporte de Arizona, cree que, dada la situación federal actual y la fase inicial en la que se encuentra la tecnología, lo mejor es mantener el statu quo, con el gobierno federal y los estados teniendo voz en materia de regulación de los vehículos autónomos. Esta división del trabajo debe mantenerse tal y como está hoy en día: dejar que el gobierno federal regule la seguridad del vehículo, pero permitir que los estados regulen cómo se comporta el vehículo en la carretera (por ejemplo, las licencias estatales y las normas de circulación). A la hora de promulgar y evaluar las políticas sobre vehículos autónomos para Arizona, Biesty se fija en otros estados, organizaciones nacionales e internacionales y normativas y autoridades existentes para garantizar la seguridad de las pruebas. La postura de Arizona es que las pruebas de vehículos autónomos con un conductor de seguridad no difieren de las pruebas de vehículos que se llevan realizando desde hace décadas (por ejemplo, las pruebas de transmisiones automáticas).
En cuanto a los productos de AV destinados a vehículos comerciales pesados, Holly Gordon, directora de políticas de Ike, se basa en las normativas promulgadas por la Administración Federal de Seguridad de Autotransportes (FMCSA, por sus siglas en inglés). Sin embargo, a medida que el transporte por carretera de larga distancia avanza hacia la autonomía L4/L5, es posible que sea necesario reconsiderar ciertas normativas de la FMCSA, como las relacionadas con las inspecciones de vehículos en carretera, cuando no haya conductores humanos. Las directrices voluntarias de la NHTSA y las futuras normativas relacionadas con la autonomía también tendrán un impacto en el desarrollo y la implantación de la tecnología de transporte automatizado. Gordon señaló que, para aumentar la transparencia y validar la seguridad, Ike fue una de las primeras empresas en publicar un informe voluntario de autoevaluación de la seguridad antes de realizar pruebas en modo autónomo en vías públicas. El informe de Ike se centra en su enfoque global de la seguridad, que incluye una combinación de simulaciones y pruebas en pista por el momento.
Comentarios finales
Aunque cada una de las sesiones del día se centró en diferentes aspectos de la industria automotriz, el programa dejó claro que los fabricantes, las agencias gubernamentales y los consumidores están entusiasmados con el potencial de mejora de la seguridad, los beneficios sociales y la comodidad que aportan los avances en los vehículos eléctricos, los vehículos autónomos y las plataformas de micromovilidad. Todos los implicados están abordando retos técnicos y normativos de vanguardia para seguir innovando tecnológicamente a un ritmo vertiginoso.
