Contenido del artículo
Introducción
Ya desde los primeros artículos que publiqué en la web, dibujé una clara y decidida línea de apoyo al hidrógeno como vector energético, siempre en convivencia con otras tecnologías. La imperiosa necesidad de descarbonizar sectores esenciales como la industria o el transporte lo requieren. Y es precisamente en este último sector donde el hidrógeno se presenta como una de las opciones más alentadoras para reducir los GEI que se arrojan a la atmósfera. En la web hemos podido ir conociendo distintos medios, y las nuevas tecnologías aplicadas en cada uno para su puesta en marcha: los últimos avances en autobuses de hidrógeno, las posibilidades que ofrece como combustible del sector aeronáutico o el funcionamiento de motores y turbinas de hidrógeno. Además, artículos como la tabla de diferencias entre vehículos contribuyen a la divulgación y democratización de todas las tecnologías disponibles en el mercado para paliar el cambio climático a través de la conversión del sector del transporte.
Transporte cero emisiones
Antes de analizar y destacar cómo el hidrógeno puede ser un combustible para todo el transporte de cero emisiones, no sólo de vehículos automóviles, sino también en trenes, barcos y aviones, debemos aclarar qué es un vector energético. Se considera vector energético a las sustancias o dispositivos capaces de almacenar energía de tal manera que esta pueda ser liberada en otro lugar o momento de forma controlada, como por ejemplo en el caso de vehículos (terrestres, aéreos o marítimos). El hidrógeno se considera un vector energético en lugar de fuente de energía porque no se puede encontrar aislado en estado natural en nuestro planeta, sino que hay que producirlo, es decir: su principal diferencia con respecto a las fuentes de energía primarias es que se trata de una sustancia en la que previamente se ha invertido para su elaboración una cantidad de energía mayor.
En el caso que nos atañe, el uso del hidrógeno como combustible presenta numerosas virtudes: no produce emisiones nocivas (recordemos que tras su conversión en un motor o en una pila de combustible solo emite vapor de agua), es más eficiente que otros vectores y ofrece la posibilidad de ser medioambientalmente sostenible desde su generación, debiendo plantear indiscutiblemente el incremento de la potencia de generación eléctrica instalada basada en fuentes renovables como la solar o la eólica para lograr la descarbonización del sector.
¿Pero en qué se traduce, a día de hoy, esta tecnología en los diferentes medios de transporte?
― Coches
Los beneficios del coche eléctrico alimentado por hidrógeno son muchos, entre ellos, la facilidad en tiempo y forma de carga, el precio del combustible (en comparación con la gasolina o el diésel) y la distinción de ser ecológico (muy útil para la vida en la ciudad). Hoy en día, y a pesar de que la referencia absoluta es Japón, marcas como BMW y Mercedes-Benz trabajan ya en esta tecnología. Al famoso Mirai de Toyota, o al Nexo de Hyundai no cesan de surgirles competidores, como el recientemente presentado Rasa, de Riversimple (compañía Galesa que prevé que esté en el mercado en 2023, tras una recaudación de 166 millones de euros), un coche biplaza del que aún no ha trascendido el precio, pero para el que se pretenden construir dos plantas de producción, cada una con capacidad para fabricar alrededor de 5.000 vehículos al año.
Otras marcas potentes del mercado no han dudado en presentar al público los proyectos de hidrógeno en los que están trabajando: Audi se encuentra inmerso en la alianza coreana Hyundai-Kia para desarrollar la tecnología de pila de combustible de hidrógeno o la apuesta de PSA en esta tecnología para la gama de furgonetas de sus marcas Citroën, Peugeot y Opel.
― Trenes
Hace ya más de dos años que cuatro localidades del norte de Alemania se conectaron vía terrestre a más de 140 kilómetros por hora en un tren propulsado por una locomotora que utiliza hidrógeno como combustible. El Coradia iLint, desarrollado y fabricado por Alstom, fue el primer tren de estas características: el hidrógeno se almacenaba en depósitos del techo de los trenes que, al alcanzar su llenado, permitían que el convoy funcionase en la red ferroviaria durante todo el día, proporcionándole una autonomía de 1.000 kilómetros. Un año más tarde, el Coradia iLint salía de Alemania dirección Países Bajos como promesa de sustitución de las locomotoras diésel en las líneas europeas sin electrificar, para a mediados de 2020 superar con éxito las pruebas llevadas a cabo en el norte de Holanda.
Debemos tener en cuenta que, a día de hoy en Europa, alrededor del 40% de las principales líneas ferroviarias no están electrificadas (es decir, unos 80.000 km), y que los dispositivos que operan en estas líneas están constituidos por cerca de 5.900 trenes diésel y 5.800 locomotoras diésel. Es por ello que nuevas y recientes propuestas como las de Talgo, basadas en hidrógeno con un sistema complementario de baterías que incrementan la aceleración disponible en los arranques, alimentan un horizonte de pruebas para el próximo 2021 que apuntan a la posibilidad real de descarbonizar este medio de transporte de usuarios, hasta poder llegar al de mercancías.
― Autobuses
En el año 2003, el primer prototipo de autobús de hidrógeno con pilas de combustible fue probado en Madrid como parte del proyecto europeo CUTE (Transportes Urbanos Limpios para Europa). Después le seguirían las ciudades de Londres, Luxemburgo, Hamburgo, Barcelona o Stuttgart entre otras. Pero no solo Europa estaba, para aquel entonces, comprometida con estos desarrollos: 6 años más tarde, América Latina se sumó a un proyecto similar gracias a una asociación del Fondo para el Medio Ambiente Mundial con el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo, el Ministerio de Minas y Energía de Brasil y la Compañía de Transporte Urbano de la ciudad de Sao Paulo.
No fue hasta 2018 que Toyota recibió con Sora, su primer autobús con pila combustible a hidrógeno, la certificación de viabilidad de este tipo de vehículo producido en serie. Las olimpiadas previstas para 2020 en Tokio motivaron el impulso de esta tecnología en el transporte de pasajeros: se planificó disponer de 100 autobuses de estas características, principalmente en el área metropolitana de la ciudad. La firma japonesa ya contaba con la tecnología TFCs (Toyota Fuel Cell system), que es la que hoy en día compone el vehículo Mirai, el buque insignia de movilidad con hidrógeno en automoción. Desde entonces, diversos autobuses de hidrógeno se han puesto en marcha, entre ellos, el primer sistema BRT impulsado por hidrógeno del mundo, llamado Fébus y que ya está en funcionamiento en el sur de Francia; el recientemente lanzado en Aberdeen, de dos pisos; o el Urbino 12, uno de los más innovadores vehículos de Solaris, perteneciente al Grupo CAF, que se está probando actualmente en las calles de París.
― Barcos
El Energy Observer, el primer barco de propulsión eléctrica que combina el uso de energías renovables y un sistema de producción de hidrógeno a partir del agua de mar, fue construido en Canadá en 1983. Desde entonces, ha pasado por diferentes manos (y conquistado diferentes trofeos) hasta que en 2013 fue comprado por dos regatistas franceses que presentaron el proyecto al Comisariado de la Energía Atómica y Energías Alternativas y al Laboratorio de Innovación para Nuevas Tecnologías Energéticas y Nanomateriales (CEA-Liten). Con el patrocinio de Toyota, Frédéric Dahirel y Victorien Erussard transformaron este barco hasta convertirlo en un laboratorio experimental completamente autosuficiente para explorar el hidrógeno marino como fuente de energía. Actualmente está dando la vuelta al mundo en 6 años sin emitir una gota de GEI gracias a la energía eólica, solar e hidráulica, además de un sistema que produce hidrógeno a partir de agua de mar sin generar carbono, mediante electrólisis.
Con más de 130 m2 de paneles fotovoltaicos, dos turbinas eólicas, un ala de tracción que obtiene energía del viento a 100 metros de altura, 30’5 metros de eslora y 20 toneladas de peso, pocos barcos pueden hacer sombra al Energy Observer. Sin embargo, proyectos como el Suiso Frontier de Kawasaki (en colaboración con Shell Japan y J-Power), que es ya el primer barco de transporte de hidrógeno líquido del mundo, y el primer barco fluvial del mundo de la mano de ABB y que funcionará exclusivamente con pilas de combustible de hidrógeno, que navegará por el Ródano en 2021, demuestran que las pilas de combustible son una solución práctica y viable para propulsar embarcaciones de, por el momento, mediano tamaño que transportan más de 100 pasajeros o el volumen de carga equivalente.
― Aviones
En 2019, Airbus presentó el Bird of Prey, el primer avión inspirado en la biomimética que aseguraba reducir en el consumo de combustible entre 30% y 50%. Si bien no fue diseñado para volar, el proyecto sirvió como primera inspiración para buscar fórmulas para viajar de forma más ecológica y eficiente. Y parece que estos dos últimos años han sido protagonistas del despegue de esta tecnología aplicada a aviones: Skai, el primer vehículo volador para cinco personas del que ya hablamos en 2019, o la propuesta que ZeroAvia presentó a finales de ese año (el avión más grande que jamás ha volado sin la ayuda de combustibles fósiles, con intención de comercializarlo a partir de 2022). VoltAero probaba a principios de 2020 el avión de 6 asientos con motor híbrido Cassio (dos motores eléctricos en sus alas y dos motores de combustión en el fuselaje, aunque estos últimos están incorporados por motivos de seguridad), y ZeroAvia conseguía con el Piper clase M completar el primer vuelo con un avión eléctrico de hidrógeno, también de seis pasajeros, y que marcaba el primer paso hacia el siguiente objetivo: aviones de hidrógeno para cubrir vuelos regionales de hasta 800 km.
Como podemos ver, el mayor límite de los aviones eléctricos o impulsados por otros motores que no sean de combustión ha sido siempre su tamaño, por eso la reciente asociación de Airbus con ElringKlinger, un proveedor alemán que ayudará en el desarrollo de un sistema de propulsión usando la pila de combustible de hidrógeno como fuente de energía en los aviones Airbus, materializa el desarrollo, trabajo y posterior comercialización de esta tecnología aplicada a la aviación. Las empresas han marcado el año 2035 como objetivo para que el proyecto salga adelante, pudiendo suponer un antes y un después en el transporte aéreo.
Conclusiones
A día de hoy, el hidrógeno ya se emplea de forma importante en la industria, sintetizando más de 70t que son empleadas en la fabricación de otros compuestos y procesos petroquímicos.
El transporte, sobre todo el de mercancías, es un sector que juega un papel crucial en la descarbonización. Pero después de hacer esta breve revisión de los distintos métodos de transporte disponibles a día de hoy, debemos empezar primero por los que atañen a las personas. Dado el desarrollo de las tecnologías eléctricas aplicadas al transporte, creo que tanto ahora como en el futuro debe existir una convivencia entre los de pila de combustible de hidrógeno y eléctricos de batería.
Lo más probable es que en un futuro convivan varias tecnologías para satisfacer las demandas de la población. Pero lo que parece claro es que el hidrógeno será una de ellas.
