El hidrógeno, ¿el combustible del futuro?

¿Eres de los que cree que el hidrógeno será el combustible del futuro y se convertirá en el gran competidor del coche eléctrico, que ambos serán los aliados necesarios para fomentar una movilidad 100% sostenible o que simplemente no tiene futuro?

Pues bien, ante esta amplia variedad de opiniones y el desconocimiento de las ventajas que ofrece esta tecnología, vamos a intentar descubrir cómo podría encajar con la movilidad eléctrica.

¿Qué es el hidrógeno?

El hidrógeno (H) es el elemento químico más ligero de la tabla periódica y el más abundante, con diferencia, en el universo (alrededor del 75%), pero a pesar de ello su obtención de forma pura es un tanto compleja. Se trata de un gas incoloro, inodoro e inflamable.

¿Inflamable? ¡Boom! Ya saltan las alarmas. ¡Que no cunda el pánico! ¿Recordáis que la gasolina también es altamente inflamable y la mayoría de nuestros vehículos van propulsados por este tipo de combustible? Bien, seguimos.

Este tipo de gas se puede producir tanto a través de energías renovables como no renovables, igual que la electricidad. La clave de su éxito recaerá en que sólo se produzca a través de las renovables, especialmente mediante procesos como la hidrólisis o electrólisis.

De esta forma, permitiría reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y evitar emitir cualquier otro tipo de gas contaminante, expulsando únicamente vapor de agua.

¿Qué puede ofrecer?

Actualmente, la autonomía de los coches eléctricos y su correspondiente recarga siguen siendo barreras para fomentar el impulso real hacia la movilidad eléctrica. Pues bien, el hidrógeno pretende ser una posible solución a este problema. Y no sólo esto, sino que pretende ofrecer una solución a la electrificación que está a punto de llegar.

Es decir, el hidrógeno se presenta como recurso ante la inminente expansión tanto de vehículos eléctricos como de la red de recarga y el consecuente aumento de la demanda sobre la red eléctrica.

Para que nos hagamos una idea, sólo en Reino Unido, la futura flota de vehículos eléctricos podría suponer un aumento de más de 20GW en la demanda eléctrica pico. El hidrógeno se presenta como un recurso ante aumentos que puedan saturar la red. No obstante, actualmente ya se está trabajando en desarrollar recargas inteligentes que gestionen correctamente la información y los datos entre los vehículos y los propios puntos de recarga para optimizar el consumo de energía y así evitar picos de demanda. La clave, por lo tanto, estará en gestionar de forma inteligente dicha demanda.

¿Qué ventajas presenta?

Por una parte, el hidrógeno permitiría utilizar los excedentes de energías renovables. Las plantas eólicas, por ejemplo, se detienen cuando no se consume la energía que generan ya que no disponen de baterías o depósitos de almacenaje (debido a sus elevados precios). En cambio, el hidrógeno es un gas que puede almacenarse de forma indefinida, y si esa energía no utilizada se invirtiera en producir hidrógeno, las plantas eólicas aún serían mucho más eficientes.

Sin embargo, cuando la flota de vehículos sea principalmente eléctrica y las recargas sean inteligentes, no sería necesario detener los parques eólicos ya que siempre habrá vehículos conectados en la red para poder sacar rendimiento a dichos excedentes de energía.

Por otra parte, podría ser una fuente de energía viable en países y ciudades donde no todos los propietarios de vehículos eléctricos disponen de garaje y, consecuentemente, de enchufe propio para la recarga. Pues bien, el hidrógeno permite una serie de ventajas que deberíamos tener en cuenta:

• Puede ser generado mediante energías renovables.

• Puede ser utilizado mediante pilas de combustible (dispositivos electroquímicos que transforman energía química en eléctrica) para generar electricidad sin emitir partículas ni gases contaminantes.

• Puede almacenar energía renovable mediante dichas pilas de combustible.

• Permite autonomías un tanto mayores (alrededor de 600km, cifra muy similar a los vehículos de combustión) frente a los vehículos eléctricos actuales, que rondan unos 400km de autonomía (excepto los modelos de largo alcance de Tesla, que superan incluso los 800km).

• Puede permitir recargas de tan sólo 4 o 5 minutos, equivalentes a los repostajes convencionales.

¿Cuál es su funcionamiento?

El repostaje de un vehículo de hidrógeno es muy similar al repostaje de los vehículos de combustión. El depósito se llena mediante una manguera que proviene de un tanque de hidrógeno. El procedimiento es el siguiente:

1. El tanque de hidrógeno inyecta el gas mezclado con oxígeno en la pila de combustible del vehículo.

2. El proceso electroquímico resultante genera electricidad y agua.

3. La electricidad es almacenada en las baterías del vehículo para propulsar el motor.

4. El agua, en forma de vapor, se expulsa por el tubo de escape cuando el vehículo es propulsado.

Por lo tanto, podemos decir que la estructura mecánica de los coches de hidrógeno resulta un poco más compleja que la de los eléctricos, ya que debe disponer de propulsor, pila de combustible y baterías, lo que significa que el mantenimiento también variará.

¿Y cómo encaja el hidrógeno con la movilidad eléctrica?

Mediante pilas de combustible, el hidrógeno podría suponer una alternativa real ante los posibles picos de demanda que saturen la red eléctrica. Gracias al hecho de que el hidrógeno puede ser almacenado, una estación de hidrógeno (hidrogenera o hidrolinera) no necesitaría estrictamente estar conectada a la red eléctrica, facilitando así la recarga en zonas de difícil o nulo acceso a dicha red.

Así pues, una hidrogenera correctamente adaptada podría recargar tanto un vehículo eléctrico, puesto que la pila de combustible inyectaría electricidad en la batería del coche; y un vehículo de hidrógeno, inyectando dicho elemento directamente en el depósito del vehículo.

¿Qué marcas apostan por esta tecnología?

Actualmente en el mercado existen distintas marcas que están apostando por coches de hidrógeno. Toyota con su Mirai, Honda con su Clarity Fuel Cell, Hyundai con su Nexo y Audi con su h-tron quattro, se suman a compañías energéticas como Repsol, Enagás y Gasunie que respaldan esta tecnología.

Mercedes ha ido más allá ofreciendo su GLC F-Cell, un híbrido enchufable basado en dos fuentes de energía limpias: el hidrógeno y la electricidad. Sin duda, la primera edición mundial de un vehículo que combina ambas tecnologías. ¿Marcará un antes y un después?

Toyota, además de fabricar en serie el primer vehículo a base de hidrógeno, ha decidido apostar fuerte por esta tecnología. TME (Toyota Motor Europe), juntamente con DIFFER (Instituto Holandés de Investigación Energética Fundamental), están llevando a cabo un proyecto innovador y pionero en el mercado en el que es posible producir hidrógeno de forma directa a través de aire húmedo.

Mediante un dispositivo fotoelectroquímico en contacto con el aire y expuesto a la luz solar es posible producir este tipo de combustible sin generar residuos. El primer prototipo obtuvo un sorprendente 70% de rendimiento y el siguiente paso se centra en optimizar la estructura y la eficiencia del dispositivo, que aún está en fase experimental.

¿Dónde podemos repostar un vehículo de hidrógeno?

En Alemania o California ya existen medio centenar de hidrolineras, en Reino Unido unas 20, en Francia una quincena y en España media docena (localizadas en Sevilla, Huesca, Albacete, Zaragoza y Ciudad Real). Además, Japón ha declarado que su fuente principal de energía será el hidrógeno. Y países como Noruega, Bélgica, Italia y Reino Unido incluyen esta tecnología en sus planes futuros de movilidad.

Sin ir más lejos, existe un proyecto europeo de referencia, el Hydrogen Mobility Europe (H2ME), que está destinado a desarrollar la primera red europea de hidrolineras, para así ampliar el parque automovilístico propulsado por hidrógeno y fomentar las técnicas de producción de dicho material.

Desventajas

La principal desventaja es la elevada inversión que supone tanto obtener hidrógeno como instalar y mantener una hidrogenera, ya que hablamos de un rango de precios que oscila entre los 500.000 y el millón de euros (un coste similar al de una gasolinera convencional), frente a los 50.000€ que puede costar una estación de recarga.

Y otra de las desventajas actuales es el precio del hidrógeno, ya que en Alemania se sitúa a 10€ por kilo. Si un diésel gasta 0’15€/km, uno de hidrógeno estaría alrededor de unos 0’20€/km.

Si a todo esto le añadimos el hecho que los usuarios raramente podrán disponer de hidrógeno donde aparquen su vehículo, de momento parece que el coche de pila de combustible de hidrógeno tiene las de perder frente a las baterías de los vehículos eléctricos. No obstante, puede tener futuro en transporte pesado, propulsión de naves y almacenamiento de energía. Pero queda un largo camino por recorrer ya que hace falta mucha investigación sobre cómo obtener y transportar esta tecnología (por ejemplo, aprovechando las líneas de gas natural existentes) de forma eficiente y segura e inversión en crear una potente red de distribución.

Está claro que el hidrógeno podría ayudar a cumplir con los límites estipulados en el Acuerdo de París de 2015 y en la COP25 de Madrid de 2019 y contribuir en reducir en gran medida las emisiones contaminantes del planeta, ¿pero estamos realmente preparados para utilizar esta tecnología?