Hydrogen Fuel Cell BMW
Si bien las ventas de automóviles eléctricos de batería están creciendo rápidamente, los automóviles de hidrógeno todavía no despegan. Aunque hay algunos automóviles impulsados por hidrógeno disponibles para la venta en Europa, casi nadie los está comprando y lo peor ni siquiera considerando, en parte debido a la muy pobre red de reabastecimiento de hidrógeno y su precio. Entonces, ¿los vehículos de pila de combustible de hidrógeno realmente tienen futuro?
Toyota Mirai
Los fabricantes de automóviles han estado experimentando tanto con la pila de combustible de hidrógeno como con la tecnología de combustión de hidrógeno en motores térmicos durante varios años, tratando de descifrar la fórmula para utilizar el recurso más abundante en el universo para impulsar automóviles. Si bien se ha progresado, ha sido muy lento en comparación con el de la tecnología de vehículos eléctricos de batería.
En el momento de escribir este artículo, solo hay dos autos convencionales impulsados por hidrógeno a la venta: el Toyota Mirai y el Hyundai Nexo. Sin embargo, hay más autos y furgonetas impulsados por hidrógeno en camino, de marcas como BMW, Land Rover y Vauxhall planeando presentar nuevos modelos en los próximos cinco años.
Recargar un automóvil de hidrógeno es muy similar a llenar con gasolina o Diésel, tardando alrededor de 5 minutos en hacerlo. Esto es, sin duda, la gran ventaja sobre los largos tiempos de espera asociados con la carga de un automóvil eléctrico de batería.
Sin embargo, una de las principales razones de la lenta adopción de vehículos de hidrógeno es la infraestructura existente. Según UK H2 Mobility, actualmente hay 6 estaciones de servicio de hidrógeno abiertas en el Reino Unido con 5 más planificadas y solo 56 estaciones que operan en Francia. Esto es obviamente mucho menos que la cantidad de estaciones de servicio y puntos de carga públicos de vehículos eléctricos y, a menos que tenga uno cerca de su casa o lugar de trabajo, es imposible operar hoy un automóvil de hidrógeno.
Kg H2 0,35 Euros
También hay preocupaciones sobre el impacto ambiental del hidrógeno, que requiere mucha electricidad para producirlo en grandes cantidades, incluso cuando se lo haga a partir de fuentes renovables.
Uno de los argumentos que a veces se hace contra los vehículos de hidrógeno es que son menos eficientes que los vehículos eléctricos a batería…y eso es cierto, debido a que el hidrógeno no se produce naturalmente, tiene que ser extraído del H2O por electrólisis, luego comprimido en tanques de combustible, para luego volver a mezclarse con oxígeno en una pila de combustible para así finalmente crear la electricidad para alimentar los motores del automóvil. Cuando se hace la cuenta de la electricidad consumida al producirlo y la que se recupera en la fuel cell vemos que perdimos más de la mitad…¡¡¡ Los especialistas señalan la enorme pérdida de eficiencia en este proceso en comparación con un automóvil eléctrico en el que la electricidad proviene directamente de un paquete de baterías cargado desde la red eléctrica en que se pierde un 20/25% y ni hablar cuando la electricidad llega por un cable como en trenes o tranvías en que la pérdida es de menos de un dígito.
Claro que para ser realistas la producción de las grandes baterías de iones de litio para automóviles eléctricos también consume mucha energía, y la minería de litio emite toneladas de CO2. Si tiene esto en cuenta aún cuando la carga de la batería provenga de una fuente de cero emisiones durante toda su vida útil, un automóvil eléctrico también emite buenas cantidades de CO2, incluso si esto no se origina en un escape.
Haciendo cuentas finas los automóviles de hidrógeno de hoy en día tienen emisiones de ciclo de vida que son al menos tan bajas como las de los vehículos eléctricos EV. No necesitan baterías grandes, ya que la celda de combustible trabaja para convertir el hidrógeno en electricidad para impulsar los motores.
Si bien el H2 verde se consigue a través de la electrólisis del H2O gran parte del hidrógeno actual (H2 gris) que se procesa a partir del gas natural, pero el enfoque futuro está puesto en el verde con fuentes renovables, aunque tomará algunos años llegar allí.
Un avance reciente es que el hidrógeno puede transportarse fácilmente por todo el mundo a granel en forma de amoníaco (NH4), almacenado en tanques presurizados hecho que facilita mucho la distribución.
Además, el hidrógeno es una excelente manera de almacenar el exceso de energía eléctrica que nadie quiere comprar cuando (por ejemplo) las turbinas eólicas producen más de la que requiere la red o los días soleados se suceden. Actualmente, en esas condiciones, los generadores simplemente están apagados, pero los cálculos en Alemania sugieren que se podría haber generado suficiente electricidad «gratuita» en 2022 para electrolizar 100.000 toneladas de H2 puro o como NH4.
La industria está explorando formas de utilizar las redes de distribución de gas natural existentes para facilitar el transporte de hidrógeno renovable entre países y bajo el fondo del océano. La investigación en la Universidad de Birmingham en el Reino Unido, y en otros lugares, anuncia una red de distribución donde el hidrógeno se puede mezclar con el gas natural que fluye a través de la red de suministro doméstico, y luego separarse nuevamente donde se necesita combustible de hidrógeno, ya sea para la industria o el transporte. (Aunque el H2 es muy volátil y la pérdida al transportarlo por tuberías de gas sería alta y sería necesario hacerlo por tubos especiales con menos porosidad).
¿No es el hidrógeno peligrosamente explosivo?
Incluso hoy en día, la mención del combustible de hidrógeno lleva a algunas personas a recordar las horribles imágenes del Hindenberg y la gente corriendo. La investigación muestra que el famoso desastre de la aeronave de 1936 fue el resultado de la gran carcasa de la nave ardiendo ferozmente durante medio minuto, ya que los recubrimientos aplicados tenían una composición química similar a la termita: el hidrógeno en sí nunca explotó a pesar de los conceptos erróneos del público. Del mismo modo, al comienzo del programa espacial, los científicos estadounidenses intentaron, y fracasaron, que H2 explotara. En 61 intentos, solo se lograron dos explosiones, cada una de las cuales requirió una mezcla cuidadosa de oxígeno líquido con hidrógeno líquido. Si bien el gas H2 se considera explosivo y necesita un manejo cuidadoso (al igual que la gasolina), las pequeñas cantidades liberadas de un tanque de combustible de vehículo roto se disiparían en el aire casi instantáneamente
Las celdas de combustible no son la única opción para H2, y hay mucho interés en usar el gas para alimentar motores de combustión interna. JCB es una empresa líder en el Reino Unido pionera en H2 ICE en su planta de movimiento de tierras, y recientemente ha instalado su motor alimentado con hidrógeno en un camión. «No hay ninguna razón por la que no debamos ver motores de combustión de hidrógeno en los vehículos utilizados en las carreteras en el futuro, incluidos los automóviles«, dijo el presidente Lord Bamford en el lanzamiento del vehículo, pero la mayoría de los principales fabricantes de automóviles son actualmente menos optimistas.
Toyota cree que H2 ICE tiene un lugar en el automovilismo, donde los fanáticos quieren escuchar el sonido de los motores tradicionales, pero a pesar de revelar recientemente su Corolla Cross, un concepto de SUV basado en GR con un motor de 2.1 litros alimentado por H2 y espacio para cinco pasajeros, mantiene que la tecnología H2 ICE está solo al 40 por ciento en el camino hacia la comercialización. «Todavía no es posible decir si la tecnología alcanzará la madurez para los automóviles de carretera«, declaró recientemente la compañía.
Hydrogen Fuel Cell Toyota
¿Qué está pasando con el mercado global de automóviles de hidrógeno?
Menos de 500 automóviles impulsados por hidrógeno se han registrado en el Reino Unido durante la última década, pero el Consejo del Hidrógeno (un organismo de la industria) ha predicho que podría haber 13 millones de vehículos de pila de combustible en funcionamiento a nivel mundial en el 2030, incluyendo 1 millón de furgonetas, camiones y autobuses.
Para una movilidad verdaderamente sostenible, el hidrógeno es un combustible que no se puede ignorar. También se considera una alternativa potencial para alimentar vehículos pesados, donde los camiones eléctricos se ven obstaculizados por la capacidad y peso de la batería y que tienen enormes tiempos de espera para recargarse utilizando la red eléctrica. El mayor inconveniente del H2, sin embargo, es que el desarrollo de una infraestructura completa de reabastecimiento, que tomará miles de millones de u$s y varios años para desarrollarse.
La clave para fomentar los vehículos de hidrógeno es hacerlos parte de una «economía del hidrógeno» más amplia: construir estaciones de repostaje para automóviles de hidrógeno por sí sola sería ineficiente. En cambio, idealmente, si todo el sector energético incorporara el hidrógeno la cosa sería diferente.
Pero incluso con la infraestructura de hidrógeno, ya sea local o nacional, los vehículos de hidrógeno todavía enfrentan el problema de los costos. El Toyota Mirai se vende desde más de u$s 75.000. Eso es mucho para pagar por cualquier automóvil, pero, al igual que con los autos eléctricos, a medida que la tecnología mejora y se vuelve más convencional, los precios deberían comenzar a caer.
En cuanto a su uso, es perfectamente idéntico al de un vehículo 100% eléctrico… Si algunos políticos o fabricantes tienen poca fe en esta energía alternativa, este no es el caso de Toyota o Hyundai que ya comercializan, respectivamente, sus Mirai y Nexxo o, de nuevo, BMW.
El tamaño de los tanques para almacenar hidrógeno sigue siendo un problema. BMW está trabajando para miniaturizarlos e instalarlos en los mismos lugares que las baterías de los coches puramente eléctricos, lo que permitiría una verdadera racionalización en las líneas de montaje.
Toyota Mirai
Toyota Mirai
Una ventaja no desdeñable en países nórdicos es que la pila de combustible es más tolerante al frío que una batería eléctrica (-15 a -25% de pérdida de autonomía), pero en contraparte no le gustan los climas particularmente cálidos: «Una pila de combustible solicitada a plena potencia, debe enfriarse, porque no puede subir muy fuertemente en temperatura. Es necesario añadir radiadores, lo que impacta en el granel, la aerodinámica…« Con vehículos puramente eléctricos a batería a los que no les gusta el frío y coches de pila de combustible que no aprecian más el calor, las soluciones electrificadas actuales no parecen «todo terreno».
Carga de H2
Héctor Daniel Oudkerk
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