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El Hidrógeno: ¿Realidad o Ficción?

Los graves problemas medioambientales han impuesto un consenso mundial alrededor de la necesidad de tener vehículos que funcionen con energías renovables, la pregunta es cuál es el mejor sistema. En esta ocasión VARUS explora las potencialidades y limitantes del automóvil a hidrógeno.

Inglaterra, 1827. William Robert Grove es un abogado galés aficionado a las ciencias, y un recién casado aparentemente aburrido, pues dedica buen parte de su viaje de luna de miel a su pasatiempo, las células eléctricas. Esta y otras investigaciones desembocan en 1839 en una disertación denominada “On the Gas Voltaic Battery”, en la que Grove hace público un experimento con el que es capaz de producir electricidad combinando hidrógeno y oxígeno. La teoría en la que basa su “batería de gas voltaica”, que hoy llamamos “pila de combustible”, señala que, sin pasar por combustión, la energía química puede convertirse en energía eléctrica y viceversa. Aunque interesante, en la época de su descubrimiento el ensayo resultaba no sólo inútil (no tenía aplicación práctica ninguna), sino un desperdicio, pues requería 4 volúmenes de gases para producir un volumen de electricidad. Grove, que paulatinamente abandona sus inquietudes científicas para centrarse de lleno en el ejercicio del derecho, no podía anticipar que su descubrimiento contribuiría a atender el problema más grave que enfrentaría el mundo a dos siglos de distancia. Su trabajo abre el camino para la propulsión a hidrógeno.

Ya en el siglo XXI, comparado con otros sectores de la economía, el transporte es la actividad que domina, y por largo, el consumo energético mundial, muy por encima de los sectores industrial y residencial. Concomitantemente, el transporte es el principal responsable de las emisiones de gases de efecto invernadero que desequilibran las fuerzas naturales, que mantienen los hábitats del planeta “en su punto”. Es por tanto el sector donde más activamente los gobiernos se ven abocados para, de un lado, implementar combustibles más eficientes, y, por otro, recortar las emisiones de CO2. Así, una de las opciones más sonadas para cumplir ambas promesas, es la del automóvil de hidrógeno.

Como ventajas frente al resto de alternativas, el hidrógeno destaca por ser el elemento más abundante y ligero de la naturaleza, por lo que supondría una reserva prácticamente inagotable de combustible, sino basta con mirar al mar; además, es el elemento que almacena la mayor cantidad de energía (142 mj/Kg=33,3 kwh/kg) por lo que es una poderosa fuente de calor; y finalmente al quemarse no produce como subproducto dióxido de carbono, sino agua pura y simple. Siendo así ¿por qué no es universalmente utilizado? Si se deja de lado su uso en cohetes espaciales y contadas aplicaciones industriales, su consumo masivo es prácticamente inexistente.

Al momento apenas 3 firmas asiáticas ofrecen al público carros con motores de hidrógeno: el Toyota Mirai, el Hyundai Nexo, y el Honda Clarity, los que se comercializan de manera limitada. Lo que ocurre es que, conforme al modelo de Grove, estos vehículos en realidad son eléctricos que basan sus baterías en reactores electroquímicos que transforman el hidrógeno en corriente. Por ello, el verdadero desafío no reside en su tecnología automotriz, sino en cómo acopiar suficientes cantidades de combustible.

Como mencionábamos, en el planeta Tierra el hidrógeno está naturalmente presente en muchas formas, pero nunca en solitario. Para aprovecharlo debe divorciarse de otros elementos como el oxígeno, metano, etc. Según el caso, hay distintas vías para hacerlo, como la electrólisis del agua, por separación de dióxido de carbón, por gasificación, etc. El problema es que todos estos procesos son caros de realizar y en sí mismos energética-mente exigentes. De modo que el hidrógeno no debe entenderse como una fuente de energía per se, y mucho menos limpia. Es una fuente secundaria, y será tan renovable, verde o ecológico como el tipo de energía que se utilice para extraerlo. Por ello Pedro Gómez Romero habla de la necesidad de poner apellido al hidrógeno libre, es decir hidrógeno a partir de energía nuclear, hidrógeno de paneles foto-voltaicos, hidrógeno de combustibles fósiles, etc. El hecho es que, sea cual sea el origen, el método de separación y el tipo de energía para extraerlo, la aplicación emergente del hidrógeno vuelve su costo actual poco competitivo frente a otras alternativas de automóvil. Pero aun ello parece manejable, si se lo compara con el segundo aspecto crítico, el de seguridad.

Nueva Jersey, Estados Unidos, 1937. “Oh, the humanity…” clamaba entre lágrimas Herbert Morrison, en una de las coberturas más dramáticas jamás transmitidas. El periodista narra la imagen que repentinamente se despliega frente a él, cuando en segundos el zepelín LZ 129 Hindenburg, pasa de un elegante movimiento de aproximación al mástil de amarre, propio de la de “reina de los cielos” como se le apoda, a una masa dantesca, colosal, en la que se entremezclan el fuego ardiente con los gritos desesperados. Ese día 36 personas pierden la vida, y aunque las causas de la explosión jamás quedan bien esclarecidas, el suceso frena en seco la transportación aérea intercontinental aerostática, la más popular en el periodo entreguerras, dada una preocupación evidente: el zepelín está repleto de hidrógeno, gas del que depende su mecánica de vuelo.

En efecto, comparado con la gasolina el hidrógeno es mucho más volátil, reacciona más rápido y violentamente a la exposición con el exterior. De ahí que el segundo gran reto del hidrógeno como combustible sea lograr las facilidades para manipularlo y transportarlo de forma segura. De modo que no basta contar con automóviles impulsados por hidrógeno, sino que es necesaria toda una red de infraestructura que brinde al sistema funcionalidad, y ello implicaría contar con plantas productoras, luego ductos o tanqueros muy, muy reforzados que permitan llevar el hidrógeno licuado o comprimido a alta presión hacia las estaciones de consumo o hidrogeneras, y de ahí a los vehículos, cruzando los dedos, además, para que en ninguna fase de la cadena ocurran accidentes o incendios.

Esto dos son retos serios, considerables y caros, pero no por ello han significado la renuncia al potencial del hidrógeno para la transportación. Al contrario, se siguen abriendo posibilidades para materializar su empleo, incluso a través de estrategias modificadas, como con vehículos híbridos que mejoren el desempeño de los actuales combinando una combustión mitad hidrocarburo/mitad hidrógeno; reimaginando enteramente el combustible de los motores para que se sirvan de hidrógeno atenuado, combinado con otras moléculas; o la opción de micro-plantas productoras que reducirían la necesidad de transportarlo vía camiones o gasoductos. Sin embargo, estos, y muchos otros planes parecen estar atravesados por una misma precondición: voluntad política.

Islandia, 2050. El comportamiento extremo de la naturaleza en esta pequeña nación nórdica, le ha permitido alcanzar un interesante récord de energía limpia. Virtualmente toda su red se alimenta de plantas geotérmicas e hidroeléctricas, y sin embargo, dada su población de menos de 400 mil habitantes, la necesidad continua de calefacción y la carencia de petróleo, gas natural, carbón e incluso bosques madereros, es uno de los mayores importadores per cápita de petróleo en el mundo, después solamente de Singapur. Ello llevó a que a finales de los 90, Islandia, inicie un largo camino de conversión planificada, que lo llevaría a tornarse para mitad de siglo, en el primer país del mundo en adoptar totalmente la economía del hidrógeno. Ello implica el reemplazo progresivo de sus flotas de buses, vehículos particulares, e incluso naves pesqueras, cuyos beneficios económicos y medioambientales serán del disfrute de la próxima generación de islandeses. Una apuesta pionera que sin duda llama la atención del mundo entero.

Estos son algunos de los elementos con los que se baraja la posibilidad del hidrógeno como combustible alternativo, en medio de la carrera humana por nuevas fuentes de energía renovable, en la queda mucho por aprender, y poco tiempo para hacerlo.

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