La mobilitat elèctrica i el seu potencial per reduir l’emissió de contaminants

STEFANO PERSI I CEO de MOSAIC FACTOR


La mobilitat en vehicle elèctric té el potencial de reduir dràsticament tant l’emissió de contaminants que provoquen el canvi climàtic com la contaminació acústica de la ciutat. No obstant, tot aquest alt potencial no és suficient per generar una major presència de vehicles elèctrics, la qual roman relativament baixa (tant en transport en vehicle privat com als operadors de transport públic) per diverses raons que s’originen a partir dels canvis que envolten l’aparició del vehicle elèctric al panorama de la mobilitat.



Introducció


Un dels reptes més grans per l’avanç de la mobilitat elèctrica en el sector del transport per carretera és l’abast de conducció d’aquests vehicles i la limitació de la mobilitat i usabilitat que això comporta. El repte al que s’enfronta el vehicle elèctric és el resultat de molts factors obvis, com per exemple la distribució de punts de recàrrega (PdR) i la seva compatibilitat amb els diversos tipus de vehicles, però també de factors no tan obvis com la manca de protocols per l’intercanvi de dades d’electromobilitat, la dependència als proveïdors del servei (manca de processos d’identificació i pagament unificats), la sobrecàrrega de xarxes energètiques o inclús els models de negoci tradicionals adoptats pels operadors de punts de recàrrega (OPR).


Totes aquestes barreres semblen tenir un denominador comú: la manca d’interoperabilitat entre plataformes de recàrrega. Actualment, hi ha una sèrie de plataformes d’aquest tipus. Per tal d’afrontar aquesta diversitat, la iniciativa “Pan-European eRoaming” va ser anunciada al 2015. La NeMo Hyper-Network for Electromobility és una xarxa basada en l’estandardització de interfaces que complementa aquesta iniciativa europea, mitjançant la qual tots els actors de la mobilitat elèctrica poden connectar-se i interactuar de manera unificada.


Un altre propòsit de NeMo és aportar als usuaris de VE uns serveis que decantin la balança a favor d’aquest i que proporcionin una experiència d’ús més convenient en comparació amb omplir el dipòsit a una gasolinera. Per tal d’assolir aquest objectiu, es vol crear un servei de recàrrega user-friendly, que inclogui una eina per planificar còmodament la recàrrega dels VE.


Interoperabilitat


Actualment, els actors de la mobilitat elèctrica han de tractar amb un ampli espectre de sistemes de recàrrega de vehicles elèctrics, proveïdors de servei, estàndards i protocols, que poden variar altament des de la perspectiva tecnològica. NeMo va analitzar els marcs normatius rellevants per a l’electromobilitat, identificar barreres i proposar mesures reguladores a nivell nacional i europeu.


La visió de NeMo és permetre a l’usuari de vehicle elèctric carregar aquest “a tot arreu” i “en qualsevol moment” mitjançant la creació d’una híper-xarxa que interconnecta totes les infraestructures i serveis relacionats amb l’electromobilitat. D’aquesta manera, l’usuari podrà viatjar a través d’Europa amb un únic mitjà d’identificació o identitat (pel que fa a la recàrrega dels EV) i tindrà un sol contracte amb un únic proveïdor d’aquest servei. Es tracta d’un model operatiu que s’assembla a la funcionalitat de roaming de les xarxes de telèfons mòbils, que pel cas dels vehicles elèctrics s’ha anomenat eRoaming. L’usuari no haurà de dedicar temps a una planificació acurada del viatge diari, ja que no haurà de preocupar-se de les restriccions de recàrrega. D’aquesta forma, la confiança en l’ús dels VE augmentarà en un efecte en cascada, aconseguint els nivells d’independència dels vehicles de combustió interna.


Per tal de facilitar aquesta interconnexió, NeMo va implementar l’Open Charge Point Interface (OCPI), un protocol internacional que facilita les següents funcions:

  • eRoaming bilateral i per mitjans d’un sistema central.

  • L’ús de diferents tarifes en funció dels punts de recàrrega, i si es desitja també en funció de l’usuari.

  • L’obtenció de dades dels punts de recàrrega (localització, disponibilitat, tarifes, tipus d’energia, serveis propers al punt de recàrrega, etc.)

  • Utilització del punt de recàrrega de manera remota i ad-hoc.



Per validar la capacitat del eRoaming i la interoperabilitat del servei de recàrrega de vehicles elèctrics, del 20 de Maig al 29 de Juny de 2019 es va realitzar un tour europeu de 5.000 km que va començar i acabar a Barcelona, passant per França, Països Baixos, Bèlgica, Alemanya, Àustria, Itàlia i França. Els participants del tour van omplir un qüestionari per avaluar la facilitat de trobar PdR durant el viatge. Els resultats van ser molt positius i en la majoria dels casos es va localitzar el PdR sense problemes.





Predicció


Un dels serveis impulsats per millorar l’experiència de l’usuari és l’assistència a l’hora d’escollir punt de recàrrega. Concretament, el pilot de Barcelona s’ha centrat en millorar el rati d’ocupació dels punts de recàrrega i la qualitat de la informació monitoritzada. Al període inicial de la utilització de vehicle elèctric, els punts de recàrrega de Barcelona no eren utilitzats de manera eficient; uns eren usats molt sovint mentre que d’altres rarament es feien servir i no eren interoperables.


Per tal de cobrir aquests serveis i per aportar una solució que donés un valor afegit als usuaris de VE, a la vegada que millorar la flexibilitat de recàrrega, es va desenvolupar un model de predicció de l’ocupació de PdR en temps real. Mitjançant aquest model, es va desenvolupar el servei de Smart Charging, amb el qual l’usuari pot visualitzar com d’ocupats estan els PdR en els quals està interessat i facilita la seva decisió a l’hora d’escollir quin utilitzarà.


Model de predicció


Aquest model de predicció utilitza dades històriques i en temps real dels PdR per predir l’ocupació d’aquests per als propers 7 dies. El model consisteix en:

  • Algorismes de clustering per tal d’agrupar els PdR segons les característiques que presentin en termes de tendència, estacionalitat, asimetria, etc. També s’efectua una diferenciació segons si és un punt de càrrega lenta o càrrega ràpida. Aquest punt és important, ja que les diferents maneres d’efectuar la recàrrega influeix fortament en l’ocupació dels PdR. També es té en compte si els PdR són utilitzats per motocicletes o cotxes i en quina proporció, o si són exclusius per l’ús de taxis o vehicles de repartidors.

  • Predicció de l’ús dels PdR en funció del temps mitjançant Artificial Neural Networks (ANN) per aconseguir la predicció de l’ocupació dels PdR. La predicció a curt termini és de 48h mentre que a llarg termini és de 7 dies, en intervals de 10 minuts.

Avantatges


El Smart Charging és una solució amb el potencial de millorar moltes dimensions dins de la gestió del servei de recàrrega de VE. L’ecosistema de la mobilitat elèctrica guanya solidesa gràcies a la predicció en temps real de la utilització dels recursos limitats de la xarxa, permetent que tots els actors involucrats comparteixin informació i creïn entre tots un ecosistema més convenient i cooperatiu.


Per una banda, gràcies a les dades d’ocupació real, l’usuari troba una eina amb la qual pot visualitzar de manera senzilla la millor localització en termes de disponibilitat i preu, evitant així congestions de tràfic generades per una elevada demanda d’aquests recursos limitats, i per tant planificar millor les seves rutes.


D’altra banda, l’operador de punts de recàrrega troba beneficis en aquesta estructura de monitorització i caracterització, ja que rep informació sobre la utilització dels seus serveis i té la possibilitat de millorar la gestió de l’operació i el manteniment de les seves instal·lacions. A més a més, les ciutats i les autoritats reguladores del paradigma de l’electromobilitat a la ciutat també disposen d’una eina per avaluar el funcionament de la xarxa de PdR i la planificació espacial de possibles nous PdR.



Conclusions


Els vehicles elèctrics segueixen avançant amb la visió d’una mobilitat urbana més sostenible, ajudant tant a reduir les emissions de contaminants i la contaminació acústica, com també utilitzant menys espai viari que els cotxes de motor de combustió interna. Per aquestes raons, la seva presencia en el panorama actual és fonamental per tots els actors de la mobilitat i la planificació urbana.


La millora dels serveis per l’usuari de VE és essencial per continuar amb aquesta visió i per superar un dels grans reptes de la mobilitat elèctrica: la complexitat del factor humà en la societat actual. Un dels punts crítics de l’electromobilitat és que els early-adopters (els usuaris pioners del vehicle elèctric) es caracteritzen per ser un grup d’usuaris amb un comportament disruptiu i molt diferent a la majoria de la societat. Això provoca que el feedback aportat per aquests usuaris estigui esbiaixat i inclús en certs casos no sigui sensible a les limitacions i incidències del servei. Els usuaris que segueixen els early-adopters tampoc tenen un comportament fàcil de comprendre, ja que la societat actual té cada vegada més matisos que fan el comportament humà més difícil de predir, i per tant fa més complexa la tasca d’elaborar serveis adaptats a tots els usuaris.


Per sort, les noves tecnologies basades en la quantitat massiva de dades d’aquesta societat digital permeten sintetitzar molta informació i facilitar la presa de decisions. Aquestes tecnologies permeten, per exemple, simular patrons de mobilitat basats en activitats reals dels conductors de VE; aquestes simulacions permeten optimitzar la localització dels PdR i així satisfer més adequadament la demanda d’aquests serveis. Aquests simuladors també permetran analitzar el comportament dels usuaris davant de canvis a certs paràmetres com la proximitat als PdR o els preus del servei.