Ruta a la electrificación: Descifrando el crecimiento del vehículo eléctrico en España mediante la analítica de datos

1. Introducción

Las visualizaciones son representaciones gráficas de datos que permiten comunicar, de manera sencilla y efectiva, la información ligada a los mismos. Las posibilidades de visualización son muy amplias, desde representaciones básicas como los gráficos de líneas, de barras o métricas relevantes, hasta visualizaciones configuradas sobre cuadros de mando interactivos.

En esta sección de “Visualizaciones paso a paso” estamos presentando periódicamente ejercicios prácticos haciendo uso de datos abiertos disponibles en  datos.gob.es u otros catálogos similares. En ellos se abordan y describen de manera sencilla las etapas necesarias para obtener los datos, realizar las transformaciones y los análisis pertinentes para, finalmente obtener unas conclusiones a modo de resumen de dicha información.

En cada ejercicio práctico se utilizan desarrollos de código documentados y herramientas de uso gratuito. Todo el material generado está disponible para su reutilización en el repositorio de GitHub de datos.gob.es.

En este ejercicio concreto, exploraremos la actual situación de la penetración de los vehículos eléctricos en España y las perspectivas de futuro de esta tecnología disruptiva en el transporte.

Accede al repositorio del laboratorio de datos en Github.

Ejecuta el código de pre-procesamiento de datos sobre Google Colab.

En este vídeo, el autor te explica que vas a encontrar tanto en el Github como en Google Colab.

2. Contexto: ¿Por qué es importante el vehículo eléctrico?

La transición hacia una movilidad más sostenible se ha convertido en una prioridad global, situando al vehículo eléctrico (VE) en el centro de numerosas discusiones sobre el futuro del transporte. En España, esta tendencia hacia la electrificación del parque automovilístico no solo responde a un creciente interés por parte de los consumidores en tecnologías más limpias y eficientes, sino también a un marco regulatorio y de incentivos diseñado para acelerar la adopción de estos vehículos. Con una creciente oferta de modelos eléctricos disponibles en el mercado, los vehículos eléctricos representan una pieza clave en la estrategia del país para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, mejorar la calidad del aire en las ciudades y fomentar la innovación tecnológica en el sector automotriz.

Sin embargo, la penetración de los vehículos eléctricos en el mercado español enfrenta una serie de desafíos, desde la infraestructura de carga hasta la percepción y el conocimiento del consumidor sobre estos vehículos. La expansión de la red de carga, junto con las políticas de apoyo y los incentivos fiscales, son fundamentales para superar las barreras existentes y estimular la demanda. A medida que España avanza hacia sus objetivos de sostenibilidad y transición energética, el análisis de la evolución del mercado de vehículos eléctricos se convierte en una herramienta esencial para entender el progreso realizado y los obstáculos que aún deben superarse.

3. Objetivo

Este ejercicio se centra en mostrar al lector técnicas para el tratamiento, visualización y análisis avanzado de datos abiertos mediante Python. Adoptaremos para ello el enfoque “aprender haciendo”, de tal forma que el lector pueda comprender la utilización de estas herramientas en el contexto de la resolución de un reto real y de actualidad como es el estudio de la penetración del VE en España. Este enfoque práctico no solo mejora la comprensión de las herramientas de ciencia de datos, sino que también prepara a los lectores para aplicar estos conocimientos en la resolución de problemas reales, ofreciendo una experiencia de aprendizaje rica y directamente aplicable a sus propios proyectos.

Las preguntas a las que trataremos de dar respuesta a través de nuestro análisis son:

1. ¿Qué marcas de vehículos lideraron el mercado en 2023?
2. ¿Qué modelos de vehículos fueron los más vendidos en el 2023?
3. ¿Qué cuota de mercado absorbieron los vehículos eléctricos en el 2023?
4. ¿Qué modelos de vehículos eléctricos fueron los más vendidos en el 2023?
5. ¿Cómo han evolucionado las matriculaciones de vehículos a lo largo del tiempo?
6. ¿Observamos algún tipo de tendencia respecto a la matriculación de vehículos eléctricos?
7. ¿Cómo esperamos que evolucionen las matriculaciones de vehículos eléctricos el próximo año?
8. ¿Cuál es la reducción de emisiones de CO2 que podemos esperar gracias a las matriculaciones obtenidas durante el próximo año?

4. Recursos

Para completar el desarrollo de este ejercicio requeriremos el uso de dos categorías de recursos: Herramientas Analíticas y Conjuntos de Datos.

4.1. Conjunto de datos

Para completar este ejercicio utilizaremos un conjunto de datos provisto por la Dirección General de Tráfico (DGT) a través de su portal estadístico, también disponible desde el catálogo Nacional de Datos Abiertos (datos.gob.es). El portal estadístico de la DGT es una plataforma en línea destinada a ofrecer acceso público a una amplia gama de datos y estadísticas relacionadas con el tráfico y la seguridad vial. Este portal incluye información sobre accidentes de tráfico, infracciones, matriculaciones de vehículos, permisos de conducción y otros datos relevantes que pueden ser útiles para investigadores, profesionales del sector y el público en general.

En nuestro caso, utilizaremos su conjunto de datos de matriculaciones de vehículos en España disponibles vía:

• Catálogo de Datos Abiertos del Gobierno de España.
• Portal estadístico de la DGT.

Aunque durante el desarrollo del ejercicio mostraremos al lector los mecanismos necesarios para su descarga y procesamiento, incluimos en el repositorio de GitHub asociado los datos preprocesados*, de tal forma que el lector pueda proceder directamente al análisis de los mismos en el caso de que lo desee.

_{*Los datos utilizados en este ejercicio fueron descargados el 04 de marzo de 2024. La licencia aplicable a este conjunto de datos puede encontrarse en https://datos.gob.es/avisolegal.}

4.2. Herramientas analíticas

• Lenguaje de programación: Python – es un lenguaje de programación ampliamente utilizado en análisis de datos debido a su versatilidad y a la amplia gama de bibliotecas disponibles. Estas herramientas permiten a los usuarios limpiar, analizar y visualizar grandes conjuntos de datos de manera eficiente, lo que hace de Python una elección popular entre los científicos de datos y analistas.
• Plataforma: Jupyter Notebooks – es una aplicación web que permite crear y compartir documentos que contienen código vivo, ecuaciones, visualizaciones y texto narrativo. Se utiliza ampliamente para la ciencia de datos, análisis de datos, aprendizaje automático y educación interactiva en programación.
• Principales librerías y módulos:
  
  • Manipulación de datos: Pandas – es una librería de código abierto que proporciona estructuras de datos de alto rendimiento y fáciles de usar, así como herramientas de análisis de datos.
  • Visualización de datos:
    • Matplotlib: es una librería para crear visualizaciones estáticas, animadas e interactivas en Python.
    • Seaborn: es una librería basada en Matplotlib. Proporciona una interfaz de alto nivel para dibujar gráficos estadísticos atractivos e informativos.
  • Estadística y algoritmia:
    • Statsmodels: es una librería que proporciona clases y funciones para la estimación de muchos modelos estadísticos diferentes, así como para realizar pruebas y exploración de datos estadísticos.
    • Pmdarima: es una librería especializada en la modelización automática de series temporales, facilitando la identificación, el ajuste y la validación de modelos para pronósticos complejos.

5. Desarrollo del ejercicio

Es aconsejable ir ejecutando el Notebook con el código a la vez que se realiza la lectura del post, ya que ambos recursos didácticos son complementarios en las futuras explicaciones

El ejercicio propuesto se divide en cuatro fases principales.

5.1 Configuración inicial

Este apartado podrás encontrarlo en el punto 1 del Notebook.

En este breve primer apartado, configuraremos nuestro Jupyter Notebook y nuestro entorno de trabajo para poder trabajar con el conjunto de datos seleccionado. Importaremos las librerías Python necesarias y crearemos algunos directorios donde almacenaremos los datos descargados.

5.2 Preparación de datos

Este apartado podrás encontrarlo en el punto 2 del Notebook.

Todo análisis de datos requiere una fase de acceso y tratamiento de los mismos hasta obtener los datos adecuados en el formato deseado. En esta fase, descargaremos los datos del portal estadístico y los transformaremos al formato Apache Parquet antes de proceder a su análisis.

Aquellos usuarios que quieran profundizar en esta tarea, tienen a su disposición la Guía Práctica de Introducción al Análisis Exploratorio de Datos.

5.3 Análisis de datos

Este apartado podrás encontrarlo en el punto 3 del Notebook.

5.3.1 Análisis descriptivo

En esta tercera fase, comenzaremos nuestro análisis de datos. Para ello, responderemos las primeras preguntas apoyándonos en herramientas de visualización de datos que además nos permitirán familiarizarnos con los mismos. Mostramos a continuación algunos ejemplos del análisis:

• Top 10 Vehículos matriculados en el 2023: En esta visualización representamos los diez modelos de vehículos con mayor número de matriculaciones durante el año 2023, indicando además el tipo de combustión de estos. Las principales conclusiones son:
  • Los únicos vehículos de fabricación europea que aparecen en el Top 10 son el Arona y el Ibiza de la marca española SEAT. El resto son asiáticos.
  • Nueve de los diez vehículos están propulsados por Gasolina.
  • El único vehículo del Top 10 con un tipo de propulsión diferente es el DACIA Sandero GLP (Gas Licuado de Petróleo).

Figura 1. Gráfica "Top 10 Vehículos matriculados en el 2023"

• Cuota de mercado por tipo de propulsión: En esta visualización representamos el porcentaje de vehículos matriculado por cada tipo de propulsión (vehículos de gasolina, diésel, eléctricos u otros). Vemos cómo la inmensa mayoría del mercado (>70%) la absorbieron vehículos de gasolina, siendo los diésel la segunda opción, y como los vehículos eléctricos alcanzaron el 5.5%.

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Figura 2. Gráfica "Cuota de mercado por tipo de propulsión".

• Evolución histórica de las matriculaciones: Esta visualización representa la evolución de las matriculaciones de vehículos en el tiempo. En ella se muestra el número de matriculaciones mensual entre enero de 2015 y diciembre de 2023 distinguiendo entre los tipos de propulsión de los vehículos matriculados.Podemos observar varios aspectos interesantes en este gráfico:
  • Apreciamos un comportamiento estacional anual, es decir, observamos patrones o variaciones que se repiten a intervalos regulares de tiempo. Vemos cómo recurrentemente en junio/julio aparecen altos niveles de matriculación mientras que en agosto/septiembre decrecen drásticamente. Esto es muy relevante, pues el análisis de series temporales con factor estacional tiene ciertas particularidades.
  • Es muy notable también la enorme caída de matriculaciones producida durante los primeros meses del COVID.
  • Vemos también como los niveles de matriculación post-covid son inferiores a los previos.
  • Por último, podemos observar cómo entre los años 2015 y 2023 la matriculación de vehículos eléctricos va creciendo paulatinamente.

Figura 3. Gráfica "Matriculaciones de vehículos por tipo de propulsión".

• Tendencia en la matriculación de vehículos eléctricos: Analizamos ahora por separado la evolución de vehículos eléctricos y no eléctricos utilizando mapas de calor como herramienta visual. Podemos observar comportamientos muy diferenciados entre ambos gráficos. Observamos cómo el vehículo eléctrico presenta una tendencia de incremento de matriculaciones año a año y, a pesar de suponer el COVID un parón en la matriculación de vehículos, los años posteriores han mantenido la tendencia creciente.

Figura 4. Gráfica "Tendencia en la matriculación de vehículos convencionales vs eléctricos".

5.3.2. Analítica predictiva

Para dar respuesta a la última de las preguntas de forma objetiva, utilizaremos modelos predictivos que nos permitan realizar estimaciones respecto a la evolución del vehículo eléctrico en España. Como podemos observar, el modelo construido nos propone una continuación del crecimiento en las matriculaciones esperadas a lo largo del año serán de 70.000, alcanzando valores cercanos a las 8.000 matriculaciones solo en el mes de diciembre del 2024.

Figura 5. Gráfica "Predicción de matriculaciones de vehículos electricos".

5. Conclusiones del ejercicio

Como conclusión del ejercicio, podremos observar gracias a las técnicas de análisis empleadas como el vehículo eléctrico está penetrando cada vez a mayor velocidad en el parque móvil español aunque aún se encuentre a una distancia grande de otras alternativas como el Diésel o la Gasolina, por ahora liderado por el fabricante Tesla. Veremos en los próximos años si el ritmo crece al nivel necesario para alcanzar los objetivos de sostenibilidad fijados y si Tesla sigue siendo líder a pesar de la fuerte entrada de competidores asiáticos.

6. ¿Quieres realizar el ejercicio?

Si quieres conocer más sobre el Vehículo Eléctrico y poner a prueba tus capacidades analíticas, accede a este repositorio de código donde podrás desarrollar este ejercicio paso a paso.

Además, recuerda que tienes a tu disposición más ejercicios en el apartado sección de “Visualizaciones paso a paso”.