Un nuevo estudio publicado en la revista Nature Electronics y firmado por el físico e investigador alemán Dr. Patrick Plötz, afirma que “es poco probable que la tecnología del hidrógeno desempeñe un papel importante en el transporte sostenible por carretera”.
Entre las principales razones detrás de esta afirmación del autor del estudio, está que los avances técnicos y económicos en las tecnologías para las baterías y en el campo de la carga rápida “podrían hacer que los vehículos eléctricos de pila de combustible que funcionan con hidrógeno acaben siendo anecdóticos en el transporte por carretera” frente a los eléctricos de batería. Pero este asunto tiene mucha más miga.
La infraestructura es el principal obstáculo, pero no solo para el hidrógeno
Según los datos que maneja el estudio del Dr. Patrick Plötz en 2020 había alrededor de 1,3 millones de cargadores públicos en funcionamiento en todo el mundo y, de ellos, aproximadamente una cuarta parte eran cargadores rápidos (con una potencia mínima de 22 kW).
Más recientemente, los operadores de puntos de carga han comenzado a construir cargadores rápidos de alta potencia con más de 150 kW, incluso hasta 300 kW (con más de 1.000 puntos de carga de 300 kW en funcionamiento ya en Europa).
Cuando los vehículos eléctricos de batería tenían una autonomía limitada inferior a 150 km y la carga se eternizaba durante horas y horas, existía un importante y amplio segmento de mercado para los vehículos de pila de combustible: los viajes de larga distancia.
La mayor densidad energética del hidrógeno comprimido, en comparación con los vehículos eléctricos de batería, unido a la posibilidad de repostar en pocos minutos, hacían que los vehículos de pila de combustible “fueran potencialmente ideales para los viajes frecuentes de larga distancia”.
Pero los vehículos eléctricos de batería ofrecen ahora unos 400 km de autonomía real de media y las últimas generaciones empiezan a usar baterías de 800 V, capaces de conseguir una autonomía de 200 km en unos 15 minutos.
1. Cars: Almost all car manufacturers gave up on fuel cell passenger cars as fast charging and cheap batteries make long-distance driving feasible with battery electric vehicles. pic.twitter.com/SPKABBmigN
— Patrick Plötz (@PatrickPlotz) January 31, 2022
Aunque los eléctricos de batería no gocen de la mejor de las infraestructuras posibles en la actualidad, siguen con amplia ventaja frente a los de pila de combustible, entre otras cosas, porque estos últimos no pueden abastecerse en casa y necesitan estaciones de repostaje de hidrógeno.
Y en todo el mundo hay unas 540 estaciones de hidrógeno en funcionamiento según la Agencia Internacional de la Energía (IEA).
Hemos de tener en cuenta que además, el hidrógeno es difícil de transportar y almacenar. Por tanto, la infraestructura necesaria para el uso diario de este tipo de vehículos parece ser su principal problema frente a los eléctricos de batería.
Por tanto, la gran baza para crecer con la que juega la infraestructura de recarga para vehículos eléctricos y poder satisfacer la demanda futura, es que construir sobre una red eléctrica ya extensa es mucho más fácil y menos costoso que crear toda una industria de producción, transporte, almacenamiento y distribución de hidrógeno.
Dejando a un lado opciones como los vehículos que utilizan biocombustibles y combustibles renovables sintéticos, las principales tecnologías que ofrecen un transporte por carretera con bajas emisiones de carbono son: los vehículos eléctricos de batería, los vehículos híbridos enchufables, los no enchufables, y los vehículos eléctricos de pila de combustible.
La mayoría de los fabricantes han apostado directamente por los vehículos eléctricos de batería (BEV o EV) como principal destino en sus “estrategias de descarbonización”, pero algunos han invertido grandes sumas de dinero -y muchos años de trabajo- en intentar hacer funcionar los trenes motrices de hidrógeno de pila de combustible en sus coches.
Toyota, Hyundai y General Motors han sido los que más esfuerzos han dedicado al desarrollo de esta tecnología, que además de tener muchas aplicaciones en el transporte pesado de mercancías, también puede conseguir un transporte limpio de emisiones por carretera.
Sin embargo, en el caso de los turismos, las pilas de combustible (FCEV) ya están en el punto de mira, pues algunos de los mayores proyectos en torno a esta tecnología en el mundo, como el Toyota Mirai o el Hyundai Nexo, no han logrado un gran impacto en el mercado.
A principios de 2021, había unos 25.000 coches de pila de combustible de hidrógeno en stock en todo el mundo, y más del 90 % de estos vehículos se encuentran en sólo cuatro países: Corea, Estados Unidos, China y Japón.
En contraste, a principios de 2022, ya hay unos 15 millones de vehículos eléctricos de batería e híbridos enchufables en las carreteras de todo el mundo.
Con la vista puesta en el transporte de mercancías
Patrick Plötz afirma que “muchas de las inversiones actuales en coches de hidrógeno parecen seguir la falacia del coste hundido: ya hemos gastado mucho en esta tecnología, no la abandonemos ahora”.
Añade que “con las economías de escala en pleno crecimiento para las baterías, y con las nuevas reducciones de costes y la mejora del rendimiento de los vehículos eléctricos y la infraestructura de recarga que se avecinan, es muy poco probable que los coches de pila de combustible puedan competir”.
En su estudio incluso apunta que ni siquiera los camiones comerciales de pila de combustible tienen claras sus posibilidades de supervivencia.
El reto actual para los vehículos eléctricos de batería es la operación logística de larga distancia (con una media de 100.000 km al año) y el transporte de mercancías muy pesadas (lo que implica un elevado consumo de energía por kilómetro). Según Plötz, “este es el caso de uso que se puede discutir para los camiones de hidrógeno”.
2. Road freight is more tricky: Depending on load and daily or annual driving distance, current battery electric trucks cannot cover all road freight transport needs. pic.twitter.com/UKlh2WwBGm
— Patrick Plötz (@PatrickPlotz) January 31, 2022
Varios fabricantes de camiones, así como proveedores de pilas de combustible e infraestructuras, han unido sus fuerzas y han anunciado un objetivo de 100.000 camiones con pilas de combustible en las carreteras europeas para 2030.
Aunque es un objetivo que contrasta con los inicios de producción marcados por la mayoría de fabricantes, que ronda el año 2027. “Para entonces, los vehículos eléctricos de batería de segunda generación ya estarán disponibles comercialmente y en funcionamiento”, dice Plötz.
A pesar del potencial de reducción de los costes de las baterías en el futuro y del aumento de la densidad energética, el funcionamiento en trayectos largos, que podría suponer más de 500 km al día, supone un reto para los camiones eléctricos pesados con batería.
Entre otras cosas, porque la normativa de conducción en Europa sólo permite 4,5 horas de conducción seguidas, con un tiempo de descanso obligatorio de al menos 45 minutos. En 4,5 horas, un camión pesado podría recorrer hasta unos 400 km y, por tanto, bastaría con una autonomía práctica de unos 450 km (si la carga rápida de alta potencia para los camiones eléctricos de batería estuviera ampliamente disponible).
Cargar 400 km en 45 minutos para un camión pesado supone una potencia de carga media de unos 800 kW y el actual estándar de carga rápida (el sistema de carga combinada) en este sentido, permite hasta 350 kW.
Para solventar este problema, ya se está desarrollando un nuevo estándar de sistema de carga que debería permitir más de 2 MW de carga: las especificaciones se esperan para finales de 2022, y el estándar definitivo, para 2023.
Por último, el estudio señala que, con la nueva norma de carga de megavatios para los camiones eléctricos de batería "es probable que la próxima generación de camiones eléctricos deje atrás en desarrollo a los vehículos de hidrógeno de pila de combustible". Habrá que ver si el tiempo le da la razón a Patrick Plötz.
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