La pila de combustible de hidrógeno ha alcanzado un grado de madurez tecnológico histórico. El elemento más abundante del universo podría ser la solución a muchos de los quebraderos de cabeza medioambientales a los que la automoción se enfrenta. La perspectiva resulta aún más halagüeña si consideramos un panorama que engloba a todo el transporte.
Hace no tanto moverse a base de hidrógeno se consideraba una quimera de ciencia ficción. Pues bien, el sueño se ha hecho realidad. Si a principios del milenio la cuestión era un "¿cómo?", las innovaciones en torno a la pila de combustible han propiciado que la pregunta que nos hagamos ahora sea "¿cuándo?".
Las aplicaciones en el transporte se han multiplicado en solo unos años. Una de las más visibles la abanderan los vehículos con pila de combustible de hidrógeno. La segunda generación del Toyota Mirai está demostrando su viabilidad. El fabricante nipón ha reducido sus costes de producción de forma drástica, incrementado la autonomía del vehículo, mejorado sus prestaciones al volante y, como guinda, lo ha ensalzado con un diseño a la altura de las circunstancias del mercado.
Aunque es el frente más visible, la estrategia con el hidrógeno va más allá que la de integrar la pila en el automóvil. El transporte al completo puede abrazar sus beneficios. De hecho, Japón o la Unión Europea contemplan una hoja de ruta que allane el camino a esta tecnología.
¿Por qué hidrógeno?
Antes que nada, abordemos de forma breve otra gran cuestión: "¿por qué?". Porque el cambio en el paradigma del transporte exige retos que se puedan combatir de forma efectiva.
Si nos centramos en el desafío que supone alcanzar la neutralidad de carbono, conviene comenzar recordando que el transporte responde de casi un tercio de las emisiones de dióxido de carbono en Europa. Ese tercio se reparte por sectores de la siguiente manera, según datos de la UE:
- El sector del automóvil va en cabeza con un 60,7 %.
- Le siguen, también por carretera, los vehículos pesados, con un 26,2 %.
- La navegación supone un 13,6 %.
- La aviación un 13,4 %.
- Las furgonetas un 11,9 %.
El resto se reparte entre motocicletas, así como vehículos pesados y de otro tipo.
A favor del hidrógeno está su potencial limpio y energético. Su combustión no implica ninguna emisión nociva para el medioambiente o la salud. Además, su elevada densidad energética proporciona cuatro veces más energía que el carbono, tres más que los combustibles diésel y dos veces y media más que el gas natural.
Por mar y aire...
De ahí que las soluciones que presenta la pila de combustible se estén extendiendo a los diferentes medios de transporte. A fecha de hoy, encontramos proyectos en ámbitos tan complejos como la aviación o la navegación.
Ya no se trata de experimentos concebidos en un ámbito de investigación de una universidad. Las grandes compañías están lanzando una apuesta. Para la conquista de los cielos, gigantes como Airbus preparan varios modelos que montan pila de combustible y que aspiran a la vida comercial.
En los mares también se han dado numerosos ejemplos que demuestran el recorrido del hidrógeno por parte de firmas referentes. De hecho, las embarcaciones que montan una pila de combustible han logrado el reconocimiento del sector.
Entre las pioneras destaca el Energy Observer. La embarcación es capaz de producir hidrógeno partiendo del agua de mar gracias a un electrolizador que nutre la pila de combustible.
...y, por supuesto, por tierra
Si nos centramos en los desplazamientos terrestres, descubrimos muchas áreas en las que el hidrógeno no necesita más pruebas para constatar sus beneficios. Es el caso del transporte de mercancías o pasajeros, con vehículos que se alimentan de gasoil de forma más recurrente.
La base y motor del cambio estriba, una vez más, en la densidad energética del primer elemento de la tabla periódica. Un solo kilogramo de hidrógeno entrega la misma energía que unos 3,8 litros de diésel.
El hidrógeno también resulta ideal en contraste con otros medios alternativos y sostenibles, como la electrificación plena. Y es que, si hablamos de vehículos con un gran tonelaje, no resulta tan sencillo integrar packs de baterías que aporten autonomía suficiente y puedan recargarse en un tiempo razonable. La pila de combustible salva estos obstáculos de partida.
Ocho autobuses a hidrógeno en Barcelona
Si hay una esfera en la que los proyectos del hidrógeno se han multiplicado en los últimos años, esa es la de los autobuses con pila de combustible.
De ello se benefician las grandes ciudades. Un ejemplo de referencia es la apuesta por la pila de combustible de Toyota del ente de transporte de Barcelona (TMB). La empresa local ha adquirido ocho autobuses que montan la tecnología de hidrógeno del fabricante nipón.
Producidos por la portuguesa CaetanoBus, el primero de los modelos en llegar a la Ciudad Condal recibe el nombre de H2 City Gold y está previsto que empiece a circular en breve.
Repasemos sus cifras para entender el potencial verde del hidrógeno a través de este autobús:
- 12 metros de largo para transportar hasta 87 pasajeros.
- Potencia de 60 kW.
- El hidrógeno se almacena en cinco tanques a 350 bares de presión, con una capacidad máxima de 37,5 kilogramos.
- Esta capacidad le brinda una autonomía superior a 400 kilómetros.
- En sus primeras rutas se estima que empleará unos 20 kilogramos de hidrógeno. Pese a esto, llevar al límite sus depósitos no sería un problema, pues el repostaje no dura más de 10 minutos.
Precisamente, el plan de Barcelona y su TMB incluye una planta de hidrógeno verde (cuya producción está desprovista de emisiones contaminantes) que dispense el hidrógeno a su flota de autobuses y esté abierta también para otras industrias en los aledaños de la Zona Franca del municipio. Estas intenciones confirman el enorme potencial del hidrogeno que reseñamos para el transporte pesado.
¡Pasajeros al tren... a hidrógeno!
Toyota ha suministrado las pilas de combustibles de hidrógeno a CaetanoBus. Sin embargo, no es el único caso en el que la tecnología del fabricante japonés muestra su madurez. Sus virtudes alcanzan hasta el transporte ferroviario.
¿Qué sentido tiene montar pilas de combustible a hidrógeno en un tipo de movilidad gobernada ya por la propulsión eléctrica más convencional?
La pregunta viene muy a cuento. Y es que no toda la red ferroviaria europea está cubierta por catenarias. Siguen existiendo rutas que surcan convoyes con motorizaciones diésel. De hecho, estas son las que más incrementan el ya de por sí mínimo porcentaje de emisiones del sector.
Para deshacerse de ellas, el consorcio europeo FCH2Rail lleva un tiempo sumergido en un proyecto que consiste en "desarrollar, construir, probar, demostrar y homologar un PowerPack híbrido de pilas de combustible escalable, modular y polivalente aplicable a diferentes aplicaciones ferroviarias".
El proyecto incluye a compañías ferroviarias de diferentes países europeos, entre ellas Renfe, ADIF y CAF. Aquí en España, y gracias a la colaboración del Centro Nacional de Hidrógeno, veremos un tren de cercanías CIVIA retrofitado a hidrógeno.
Toyota tiene mucho que ver en este proyecto, pues las seis pilas de combustible que se utilizarán llevan su sello. Estas pertenecen a la segunda generación del sistema modular del fabricante, en la que se ha implementado la densidad energética.
Es decir, se ha logrado un menor volumen y, al mismo tiempo, se ha incrementado la potencia. Toyota ya había acometido esta solución en Japón, en trenes de la East Japan Railway Company.
La sucesión de proyectos pone de relieve la vocación de solución universal del hidrógeno. El desafío se sitúa más en el suministro y distribución. En ese sentido, en Europa existen ya planes para poner a funcionar una red de transporte de hidrógeno reutilizando conducciones de gas natural. De cualquier manera, pocas innovaciones proponen tanta adaptabilidad e inmediatez en la aplicación como la pila de combustible de hidrógeno.