Coches de hidrógeno: así funciona esta tecnología de cero emisiones contaminantes
Es curioso que se haya señalado en más de una ocasión al coche de hidrógeno, o de pila de combustible, como el futuro de la movilidad y que se hable tan poco de él. Ese gran desconocido podríamos llamarle si lo comparamos con los vehículos 100% eléctricos y los ríos de tinta que se han escrito en su honor.
¿Cómo funcionan los coches de hidrógeno con pila de combustible? ¿Cómo repostan estos vehículos? ¿Qué coches de pila de combustible se pueden comprar hoy? ¿Existe una infraestructura real que los sustente? ¿Qué inconvenientes presenta?
Son varias las marcas que llevan años apostando fuerte por la pila de combustible. Toyota lleva desde 2002 trabajando en este tipo de mecánicas hasta la materialización del Mirai, mientras que la primera marca en introducir un modelo de hidrógeno en el mercado fue Honda con el FCX Clarity en 2008. La japonesa Mazda también ha coqueteado con el hidrógeno con el RX8, que funcionaba tanto con gasolina como con hidrógeno y que finalmente no llegó a producción.
Otra que también ha apostado por esta tecnología de cero emisiones contaminantes en los últimos años es Hyundai. En 2013 comenzó a comercializar el Hyundai ix35 Fuel Cell y está a punto de lanzar su segunda generación de pila de combustible materializada en el Hyundai Nexo.
¿Es mejor opción la pila de combustible respecto a los modelos 100% eléctricos? El debate lleva servido años: y, en definitiva, cuando hablamos de tecnologías "recién nacidas", la conclusión es que queda mucho por andar.
¿Cómo es un coche de pila de combustible?
A diferencia de un automóvil eléctrico, el de pila de combustible no se recarga mediante un enchufe. En su lugar dispone de unos tanques de hidrógeno que mezclan dicho gas con oxígeno para generar la propulsión del vehículo.
El proceso electroquímico resultante de mezclar oxígeno e hidrógeno se produce en la pila de combustible y genera energía eléctrica, además de agua. Mientras la electricidad resultante se almacena en las baterías para ir nutriendo el motor, el agua restante, en forma de vapor, se expulsa. Efectivamente, los coches de hidrógeno sólo emiten vapor de agua por el tubo de escape.
El procedimiento exacto y más esquematizado sería el que sigue:
- El hidrógeno almacenado en los tanques abastece la pila de combustible.
- Se inyecta aire (oxígeno) a las celdas de combustible que conforman la pila.
- La reacción del oxígeno del aire y el hidrógeno almacenado dentro de las celdas genera tanto electricidad como agua.
- La electricidad producida alimenta la batería, la cuál a su vez abastece al motor.
- El agua sobrante se expulsa mediante el sistema de escape.
Como vemos, los coches de hidrógeno cuentan con una mecánica con un notable elenco de actores: por un lado el propulsor, por otro la pila de combustible, por otro las baterías y, finalmente, el tanque de hidrógeno.
Repostando un coche de hidrógeno
La principal ventaja que señalan los fabricantes en los vehículos de pila de combustible en comparación con los eléctricos es el tiempo para una recarga completa. Las marcas aseguran que está normalmente cercana a los cinco minutos, como detalla Honda con el Honda Clarity Fuel Cell o Hyundai con su recién llegado Nexo.
Recargar el tanque de hidrógeno es una tarea prácticamente idéntica al repostaje con combustibles tradicionales: se hace a través de una manguera, que queda sellada al depósito mientras dura el repostaje del tanque.
La autonomía de este tipo de vehículos es muy similar a la de vehículos de combustión. La primera generación de pila de combustible de Hyundai llegaba casi a los 430 km, mientras que esta segunda generación, con el Nexo, se queda muy cerca de los 600 km.
Gasolineras de hidrógeno, muy pocas
La pregunta del millón, "talón de aquiles" de los combustibles alternativos: ¿hay suficientes puntos de recarga para que sean realmente viables? En Alemania, por ejemplo, se han marcado el ambicioso objetivo de 500 hidrogeneras que abastecerán a 50.000 coches de hidrógeno. Otros países como Suecia, Noruega, Reino Unido, Bélgica o Italia también han incluido en sus planes de movilidad a la pila de combustible y la pertinente inversión en infraestructura.
En España, en la actualidad hay seis hidrogeneras, aunque se han proyectado para un corto plazo cuatro más. Por el momento, éstas se encuentran en Albacete, Huesca, Zaragoza, Ciudad Real y Sevilla, mientras que los nuevos puntos estarán en Cataluña y Aragón.
Asimismo, en la Feria Genera celebrada en IFEMA (Madrid) el año pasado, durante la jornada "El hidrógeno en el transporte: infraestructuras y vehículos", España se marcó el objetivo de llegar a las 20 estaciones para 2020. Todo depende de la demanda, pero sin duda esta red se antoja algo escasa para que la pila de combustible sea viable en la actualidad.
¿Me puedo comprar un coche de hidrógeno?
No son muchos los fabricantes que están produciendo modelos alimentados por hidrógeno, estando la tendencia reinante en el vehículo eléctrico. Como ocurre con todas las "mecánicas alternativas", su comercialización está sujeta a la existencia de una infraestructura que permita su viabilidad.
Honda tras introducir el FCX Clarity en 2008, inició en 2016 la comercialización de la segunda generación de este modelo, el Clarity Fuel Cell, primero en Japón para llegar meses más tarde a EE.UU y Europa, aunque de forma muy pormenorizada en el caso europeo.
Este modelo que da cabida a cinco pasajeros, fue el primero en comprimir pila de combustible y motorización bajo el capó, consiguiendo una automonomía homologada EPA de 598 km frente a los 750 km que prometía Honda.
Si bien Toyota fue la primera en empezar a desarrollar mecánicas de hidrógeno, estrenando varios prototipos con esta tecnología, no fue hasta 2016 cuando empezó a comercializar un modelo de producción de pila de combustible: el Mirai. El Toyota Mirai se comercializa en Japón y en el estado de California, mientras que en Europa hace lo propio en Alemania, Dinamarca, Bélgica o Reino Unido, en definitiva mercados donde existe una infraestructura de hidrogeneras que puede sustentar este tipo de vehículos.
Por su parte, Hyundai está a punto de lanzar su segundo modelo de producción de hidrógeno, el Nexo. El nuevo SUV coreano está equipado con un propulsor de 120 kW (163 CV), una batería de 40 kW y una pila de combustible de 95 kW. En cuanto a prestaciones, conocemos sólo su aceleración: llega desde parado hasta los 100 km/h en 9,5 segundos.
BMW, Mercedes, Volkswagen o General Motors también están desarrollando esta tecnología y han presentado prototipos, aunque aún no han incoporado en su gama ningún modelo de pila de combustible.
Inconvenientes de la pila de combustible: precio, eficiencia y emisiones
El llamado a ser el coche del futuro según algunos fabricantes, presenta varias desventajas. La primera, el precio: los coches de hidrógeno son más costosos de producir y por tanto su precio es más elevado en el mercado. La causa principal de este elevado coste son los metales raros y preciosos que precisa la pila de combustible para su fabricación.
Además, el hidrógeno no es precisamente barato a la hora de repostar, según el caso, incluso supera a los combustibles tradicionales. Esto se debe a que la producción de hidrógeno es cara. Además, para que el sistema basado en electrolisis del agua se renovable, la inversión requierada es mayor, doblando la de otras alternativas como la de gas natural. Es por ello que se están investigando métodos de producción que sean tanto más económicos como más respetuosos con el medio ambiente.
Asimismo, los modelos de pila de combustible no ganan en eficiencia respecto a los eléctricos y esto se debe a que el consumo de energía homologado para recorrer 100 km es mayor en un coche de hidrógeno que en uno eléctrico. Es por ello que los fabricantes suelen obviar este dato. En el caso del Hyundai ix35, el consumo medio se cifraba en 21,3 kWh/100 km, pero desde un punto de vista global (producción y distribución) la energía total consumida se elevaría, de forma optimista, hasta los 55 o 60 kWh/100 km.
En lo que toca a las emisiones, bien es cierto que un vehículo de hidrógeno emite cero emisiones contaminantes, es decir, vapor de agua. Sin embargo, la producción de hidrógeno, al igual que ocurre con la energía eléctrica, sí genera emisiones. Y atendiendo al consumo, al ser mayor en los modelos de pila de combustible, esto se traduce en mayores emisiones a la atmósfera.
Más inconvenientes: potencia limitada, seguridad e infraestructura
En potencia tampoco le ganan la partida los coches de hidrógeno a los eléctricos, ya que es más sencillo construir mecánicas eléctricas de más entrega. Mientras que el Tesla Model S rinde 539 CV, en el caso de la pila de combustible, los fabricantes se mueven en potencias más comedidas. Por poner ejemplos, el Toyota Mirai rinde 154 CV, mientras que el Hyundai ix35 FCEV la cifraba en 136 CV. La marca surcoreana saca pecho con los 163 CV que anuncia el recién llegado Nexo, pero son valores alejados de lo que pueden ofrecer los eléctricos.
La infraestructura que precisan los coches de hidrógeno requieren una inversión mucho mayor respecto a los modelos eléctricos. Si bien todo depende de la rentabilidad, el coste de una hidrogenera se cifra entre los 500.000 y el millón de euros, mientras que las estaciones de recarga rápida multiformato de los eléctricos cifra su coste en unos 50.000 euros.
En lo que toca a seguridad, por mucho que las marcas se esfuercen en desarrollar tanques hidrógeno que eviten cualquier tipo de fuga, este gas es altamente inflamable, lo que puede pesar a la hora de escoger este tipo de coches frente a otras opciones cero emisiones. Además, la vida útil del tanque está limitada por normativa a 15 años, lo que condiciona también la del vehículo. Asimismo, su potencia se reduce con el uso: como señala Hyundai, después de realizar 225.000 km, la entrega se reduce un 15%.
Por último, la propia idiosincrasia de la pila de combustible, con su elevado número de componentes, así como el tamaño de los tanques, hace muy complicado que esta tecnología pueda incorporarse a coches pequeños y habitualmente urbanos. Algo que choca directamente con su naturaleza eco concebida para disminuir los niveles de CO2 en las ciudades.
