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Descubre cuál es el papel del hidrógeno en la movilidad del futuro
Si bien a lo largo de dos décadas fuimos testigos de distintos proyectos de autos vehículos electrificados con celda de combustible, actualmente, la mayoría de los fabricantes se han enfocado en invertir en el desarrollo de vehículos eléctricos a batería de litio. Sin embargo, no por ello debemos afirmar que el hidrógeno está fuera del juego. Especialmente, fabricantes como Toyota y Hyundai siguen apostando por él. A su vez, Porsche también se ha adentrado en proyectos que implican el uso de hidrógeno en los autos.
Esto se debe a que, hablar de hidrógeno, no se limita a la industria automotriz. Por el contrario, muchas industrias podrían beneficiarse de su uso, motivo por el cual algunos países están invirtiendo seriamente en el desarrollo de esta alternativa. Para conocerlo más a profundidad, te compartimos de qué trata el uso de hidrógeno en los autos y cuál es la visión de los fabricantes que consideran que jugará un rol importante en el futuro de la movilidad.
Seguramente, ya estás más familiarizado con el funcionamiento de los autos eléctricos a batería. Pero ¿qué papel juega el hidrógeno, el elemento más ligero y abundante del universo? Toyota lo explica de manera sencilla. Primeramente, encontramos los vehículos electrificados con celda de combustible (FCEV). Estos también utilizan una batería, sólo que, tal como explica la marca, el hidrógeno reacciona químicamente con el oxígeno del aire para producir electricidad, y esto es lo que impulsa al motor eléctrico. Ejemplo de esta tecnología es el Toyota Mirai.
Por su parte, también están los motores de hidrógeno. En este caso, la energía se produce a partir de la combustión de hidrógeno. Para ello, se utilizan, tal cual, sistemas de inyección y suministro de combustible. Pero ¿es esto amigable con el medio ambiente? Vaya que sí lo es. Estos motores emiten cero partículas de CO2, sin contar la combustión de pequeñas cantidades de aceite de motor. Otra ventaja, es que la combustión en los motores de hidrógeno ocurre a un ritmo más rápido que en los motores de gasolina. Esto se traduce en autos más responsivos al manejar, además de los sonidos y vibraciones que tanto aprecian los puristas.
Adicionalmente, Hyundai señala que las pilas de combustible de hidrógeno tienen una eficiencia del 50-60% cuando se produce electricidad únicamente y del 80-90% cuando se recicla el calor residual. La eficiencia de los motores de combustión interna es del 20-30%.
Adicionalmente, el fabricante surcoreano comparte que el consumo mundial de hidrógeno supondrá alrededor del 18% de la demanda mundial de energía, reduciendo aproximadamente 600 millones de toneladas de CO2 al año. ¿La razón? La ventajas que ofrece: como decíamos anteriormente, no emite gases de efecto invernadero ni polvo fino; es muy abundante; cuando se comprime en un depósito de alta presión, es fácil de almacenar y transportar; es energía secundaria que se puede producir a través de la descomposición del gas natural, el petróleo, el carbón y el agua; y el tanque de combustible de hidrógeno requiere el más alto nivel de seguridad.
Es importante aclarar que hay varios tipos de este elemento: subproductos de hidrógeno a través del procesamiento petroquímico, hidrógeno extraído del gas natural, e hidrógeno de electrolisis usando electricidad de energías renovables. Tal como explica Porsche, al ser un gas incoloro, se distingue por colores: verde, cuando producido a partir del agua por electrólisis utilizando energía renovable, lo que la convierte en la única forma neutra en CO2; gris, producido a partir de combustibles fósiles, lo que puede tener sentido durante un período de transición; y azul, inicialmente producido como hidrógeno gris.
Hyundai Motor Group logró producir en masa el primer vehículo de pila de combustible de hidrógeno del mundo en 2013. Sin embargo, planea fabricar 500 mil vehículos propulsados por hidrógeno cada año para 2030. Ejemplo de ello es el Hyundai FCEV Nexo, presentado en 2018, o Xcient Fuel Cell, la primera línea de camiones de pila de combustible de altas prestaciones producida en cadena del mundo. Además, a partir de la aplicación de pilas de combustible de hidrógeno a los FCEV, planea ampliar su uso a la generación de energía, para economías de escala.
En cuanto a sus planes para el suministro de hidrógeno, a corto plazo, contempla la producción en masa de hidrógeno extraído, pero, a largo plazo, se centrará en el suministro de hidrógeno “verde” o hidrógeno de electrólisis de energías renovables. Por si fuera poco, el fabricante ha participado en el desarrollo de la naciente infraestructura de FCEV en Europa, cooperando con plantas de energía, estaciones de carga y cadenas logísticas minoristas de Suiza.
También planea utilizar la energía de hidrógeno en muchas aplicaciones, como: drones de hidrógeno, buques de hidrógeno, trenes, Movilidad Aérea Urbana (planea utilizar pilas de combustible de hidrógeno para viajes de media y larga distancia, y turbinas de hidrógeno para largas distancias), así como automóviles y camiones. Adicionalmente, está creando un ecosistema de hidrógeno a través del crecimiento compartido de industrias relacionadas como energía, acero, químicos y nuevos materiales.
El fabricante japonés también promueve su uso, prueba de ello, su afamado Toyota Mirai. Ahora, también ha anunciado que probará un motor de hidrógeno en las pistas de carreras con la finalidad de mejorar la tecnología. Con información de la marca, será un vehículo de carreras, basado en el Corolla Sport, el que probará el motor de hidrogeno en un entorno exigente de pista. De esta manera, el próximo 21 de mayo debutará en la Super Taikyu Series 2021 con ORC ROOKIE Racing.
La firma japonesa también señala que el plan es que el motor de este vehículo de carreras sea alimentado con hidrógeno producido en el Fukushima Hydrogen Energy Research Field, ubicado en Namie Town, Prefectura de Fukushima.
Es importante destacar que, en 2017, Japón fijó el objetivo de establecer una cadena global de suministro y clientes, con 800 mil automóviles de pila de combustible, 1.200 autobuses y 10.000 carretillas elevadoras, tal como señala Porsche Consulting.
Porsche, de la mano de Siemens Energy, trabajan en el desarrollo de la primera planta de fabricación de combustibles sintéticos no contaminantes, también denominados e-fuels, a escala industrial y con fines comerciales. Este proyecto, que tendrá lugar en Chile, pasará por varias etapas. En la fase piloto a partir de 2022, se producirán alrededor de 130 mil litros de e-fuels. Posteriormente, para 2024, la capacidad aumentará a unos 55 millones de litros de combustibles sintéticos al año. Y, finalmente, en una tercera fase en 2026, serán alrededor de 550 millones de litros. ¿Su aplicación? Para el uso del combustible en vehículos de competición de la marca en los Porsche Experience Center, y más adelante, también en vehículos de producción en serie.
¿Cómo funciona? En este proceso de generación de hidrógeno, los electrolizadores utilizan la energía eólica para disociar el agua en sus dos componentes, oxígeno e hidrógeno. En un segundo paso, los planes prevén filtrar el CO2 del aire y luego combinarlo con el hidrógeno para formar metanol sintético. El resultado es metanol renovable, que puede ser convertido en un combustible respetuoso con el medio ambiente utilizando una tecnología de MTG (metanol a gasolina) bajo licencia y con el apoyo de ExxonMobil.
Como parte de la estrategia nacional de hidrógeno de Alemania y para apoyar el proyecto, Siemens Energy recibirá una subvención de casi diez millones de dólares (unos ocho millones de euros) del Ministerio Federal de Economía y Energía. Cabe destacar que muchos países de Europa, América y Asia están contemplando el uso de hidrógeno en el transporte, la industria y los servicios de construcción, así como los sistemas de almacenamiento de energía verde. Incluso en 2020, la Unión Europea y Alemania presentaron sus hojas de ruta del hidrógeno junto con la financiación para la próxima década.
Según Porsche Consulting: “vincular a los actores clave, es decir, desde los sectores de producción, almacenamiento y distribución hasta los fabricantes de vehículos y plantas propulsados por hidrógeno, así como los usuarios comerciales y privados. Al mismo tiempo, todavía falta una política de precios uniforme y transparente, como un mercado central como el que existe para la energía eléctrica. Y en el aspecto técnico, el porcentaje «verde» de esta fuente de combustible, la cantidad producida mediante electrólisis con energía renovable, debe aumentar.”
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