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La realidad de los carros de hidrógeno

“Ninguna tecnología será suficiente por sí misma para lograr la movilidad carbononeutral a nivel mundial”, dice Oliver Zipse, presidente de BMW.

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José Clopatofsky

07.06.2024 16:50 Actualizado: 08.06.2024 00:00

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Mucho se habla del hidrógeno para sustituir combustibles fósiles en los motores de los autos presentes y más cuando el tema de la electricidad pura se está recalculando en alcances, tiempos e infraestructura, cifras que al día de hoy no son tan positivas.

Hay marcas del sector automotor decididamente empeñadas en el tema del hidrógeno, porque esta es una alternativa real en el planteamiento ambiental, absolutamente viable en el montaje, pero tremendamente limitada en su masificación porque, aunque el hidrógeno se obtiene del aire sin taladros en la tierra, los procesos son complejos.

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Nadie en la industria descarta el asunto del H2, tal como pasó hace años con los motores Wankel rotatorios, tema para el cual todos compraron y aseguraron patentes, hicieron investigaciones y desarrollos sin saber si el mañana estaba asegurado. Pero si revienta este asunto, hay que estar, en el tamaño que sea. Las necesidades ambientales lo exigen.

Las necesidades ambientales lo exigen. Foto:iStock

Toyota y BMW, junto con Hyundai, Honda y Renault, entre los más visibles o líderes de este proceso, han explicado muchos de sus avances. Pero la marca alemana ha sido más concreta y en un extenso documento abierto a la prensa la semana pasada explicó el momento y el futuro. Lo resumimos con nuestras preguntas y sus respuestas extractadas, no sin antes explicar que los desarrollos de los que nos hablan son para producir electricidad a partir de la electrólisis del hidrógeno y alimentar baterías.

Es decir, los carros para hidrógeno de los que hoy nos ilustran son a la postre eléctricos en un 100 por ciento. Y hay que precisar que una cosa es producir el hidrógeno a nivel industrial, como se requeriría en enormes dosis y por diversos mecanismos, y otra es usarlo para convertirlo en electricidad en los autos. Son cadenas aparte, pero que se enlazan, obviamente, en muchos eslabones.

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¿Cómo se logra el hidrógeno?

Mediante el resultado de la reacción del monóxido de carbono del aire con el agua aplicando energía eléctrica que separa el hidrógeno del oxígeno. Para lograrlo, el consumo de electricidad es muy elevado. Si esta proviene de fuentes neutras, como la eólica o hidráulica, pues su huella de carbono es casi cero. Si esa electricidad es generada por combustibles fósiles derivados del petróleo, el proceso contamina invariablemente y no es tan limpio. Dependiendo de cómo lo consiguen, este tiene varios nombres de colores que identifican su fuente, aunque al final todo el gas es transparente.

Esta proviene de fuentes neutras, como la eólica o hidráulica, pues su huella de carbono es casi cero. Foto:iStock

¿Qué se hace con el hidrógeno?

Lo mismo que con el gas para los motores. Logrado el producto, se bombea desde los sitios de producción a alta presión y se entrega en estaciones que lo comercializan al detal para industrias o, en el caso de los autos, se pasa a tanques especiales de alta resistencia que van en el vehículo y se rellenan en estaciones de servicio dedicadas al tema.

Una vez inflado el tanque del vehículo, ¿qué pasa?

Un proceso inverso. Ahora, al pasarlo en un reactor –la famosa celda de combustible– donde están los dos polos de la electricidad y tiene unos elementos activadores de la reacción como el platino, ese hidrógeno se convierte otra vez en electricidad y esta va a cargar las baterías que, a su vez, surten el motor del auto. La reacción produce calor y agua que sale al ambiente y el vehículo es un cero emisiones cuando transita pues es 100 por ciento eléctrico. Es decir, en su vida útil será un positivo personaje ambiental.

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El hidrógeno se convierte otra vez en electricidad y esta va a cargar las baterías que, a su vez, surten el motor del auto. Foto:iStock

¿Es rentable?

De momento, no. Las celdas de combustible son costosas y complejas, además de pesadas y voluminosas. Hay que separar tres factores en este análisis: uno, cuánto costó producir el hidrógeno en las plantas. Otro es qué tan caro es aplicarlo en los autos para surtir las celdas. Y luego, el precio probable al público. Dependiendo de las formas de hacerlo, los costos varían. Y a eso se agrega el montaje de la red de entrega al cliente final porque, tal como pasa con el gas o la gasolina, hay que tanquear periódicamente y competir contra los precios de otras alternativas energéticas.

¿Es práctico?

En el momento, nada es más práctico, fácil e inmediato que los combustibles líquidos. A diferencia de los carros eléctricos que se pueden enchufar en la red doméstica, es imposible reabastecer el hidrógeno por fuera de la cadena de surtidores que eventualmente se implante. En eso, el hidrógeno masivo está en embrión porque gasolina hay en todas las esquinas y la electricidad en todos los postes, aunque otra cosa sea transferirla a las baterías de los carros.

¿El hidrógeno no sustituye las limitantes de las baterías de los autos eléctricos?

Cambian cosas porque como la celda produce electricidad permanente, la batería del carro en ese caso no es un almacén enorme, caro y pesado que lleva la electricidad entre los tiempos de conexión a la red de recarga y se va desocupando gradualmente. Las baterías sostenidas por las celdas son mucho más pequeñas y menos exigidas y la autonomía estará dada por la cantidad de gas y no por la electricidad guardada.

¿Siendo el hidrógeno un combustible ‘per se’ por qué no se aplica directamente a los motores de combustión como se hace con el gas en vez de la gasolina o el AM?

Es tan viable como complejo porque ese hidrógeno que reemplace la gasolina en un motor actual tiene menos rendimiento en potencia de las máquinas, dependiendo de la forma como se proporcione con el aire que sigue siendo la materia prima del motor.

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Para poderlo aportar a los motores, hay que llevarlo a estado líquido, lo cual implica temperaturas en los tanques del auto en el orden de los 35 grados bajo cero y a presiones entre 5.000 y 10.000 libras por pulgada cuadrada. Requiere unas estaciones de llenado más que sofisticadas y aunque hay algunas flotas de vehículos experimentales que lo usan, por ahora su consumo es en cohetes. Además, el hidrógeno es altamente inflamable, por lo cual el manejo es muy delicado.

El hidrógeno es altamente inflamable, por lo cual el manejo es muy delicado. Foto:iStock

Varios países venden autos con motores para H2, ¿eso en qué va?

El principal escenario ha sido el estado de California en Estados Unidos y allí algunas marcas han concentrado sus prototipos. Pero el avance de la infraestructura ha sido más que lento y recientemente Shell desmontó su cadena de estaciones dada la complejidad de atenderlas y la baja ocupación. Pero es algo que, aunque en una mínima cuantía de lo que sucede con las redes de carga eléctrica, se tendrá que desarrollar. Basta con citar que hace diez años no había cargadores eléctricos en el mundo.

Esas conversiones que venden en el mercado, ¿qué hacen?

Es una pequeña celda de combustible que genera mínimas cantidades de hidrógeno que se agrega al aire en el múltiple de isión del motor de gasolina. Con eso se mejora la calidad de la combustión, ya que se agrega al poder de la gasolina.

Pero los estudios de muchos sitios que pueden consultar en internet reportan que no hay mejoras de consumo que sean relevantes y aunque puede subir en algo la potencia del motor, regresamos al primer párrafo: la cantidad de electricidad que debe producir el alternador para el sistema se come la diferencia que puede haber en el rendimiento. Si eso fuera tan eficaz como lo dicen las propagandas, todos los vehículos de gasolina en el mundo lo tendrían.

Es decir, ¿el asunto está más en laboratorios que en las calles?

Crudamente, sí. No porque el proceso de lograr el H2 y aplicarlo a la movilidad está en pañales sea una idea. Al contrario, está inventado. Pero va en un estado de perfeccionamiento en su funcionalidad y porque instalar una nueva cadena conectada de energía en el mundo no es algo evidente en un corto plazo. Seguramente el siguiente paso es instalar redes en ciudades piloto o entre puntos de trabajo para flotas de transporte liviano y de ahí comenzar a montar una cadena que lo ponga al alcance de todas las personas que se animen a rodar con esta nueva fuente de energía limpia.

En resumen…

La respuesta de BMW: “Es la apertura tecnológica a múltiples conceptos de propulsión, y el hidrógeno desempeñará un papel clave en la transición energética como fuente de energía versátil. Deberíamos aprovechar el potencial del hidrógeno para acelerar también la transformación del sector de la movilidad. El hidrógeno es la pieza del rompecabezas que falta para una movilidad libre de emisiones; después de todo, ninguna tecnología será suficiente por sí misma para lograr la movilidad carbononeutral a nivel mundial”, dice Oliver Zipse, su presidente.

JOSÉ CLOPATOFSKY
EDITOR REVISTA MOTOR

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