Productos
  • Productos
  • Contenido

    ¿Es el hidrógeno un combustible asequible del futuro?

    Existe la obligación mundial de descarbonizar nuestras carreteras y todos los sectores para el año 2050 mediante la eliminación gradual de los combustibles fósiles. Pero, ¿cuál es el sustituto probable para el transporte pesado de mercancías? Los motores de combustión interna actuales que funcionan con gasolina o combustible diésel se irán retirando gradualmente hasta 2035, dictada por la normativa europea y tal como se expone en nuestro libro blanco, y se sustituirán por motores accionados por electricidad o hidrógeno. Los coches eléctricos ya se están generalizando. Sin embargo, el hidrógeno puede ser una mejor alternativa para los desplazamientos industriales pesados de larga distancia y, especialmente, para las mercancías.

    Existen dos opciones tecnológicas disponibles: adaptar el diseño de los motores de combustión interna para utilizar hidrógeno o utilizar celdas de combustible de hidrógeno para accionar motores eléctricos.

     

    Las celdas de combustible solo emiten oxígeno y agua. Muchos piensan que las celdas de combustible sin emisiones se convertirán en el motor preferido porque los motores de combustión de hidrógeno liberan óxido nitroso (NOx), un gas de efecto invernadero tan potente como el CO2. Sin embargo, las emisiones de NOx se pueden tratar de forma similar a lo que sucede con los catalizadores de los tubos de escape que se utilizan actualmente en los vehículos de gasolina, o se pueden limitar utilizando la tecnología de captura de carbono durante la producción de hidrógeno a partir de fuentes como el metano.

     

    Ambas tecnologías de combustible de hidrógeno tienen dos ventajas significativas con respecto a la recarga de los vehículos eléctricos, especialmente para los vehículos pesados como los HGV: el tiempo que se tarda en repostar y la presión sobre las redes eléctricas nacionales. Hoy en día, el repostaje de hidrógeno requiere tan poco tiempo como el realizado con gasolina o combustible diésel, lo que evita la pérdida de tiempo e ingresos de las empresas de transporte por carretera cuando recargan la electricidad.  El repostaje con hidrógeno también evita la tensión sobre las redes eléctricas nacionales, un riesgo cada vez mayor a medida que más industrias pasan del diésel a la electricidad.

     

    El motor de combustión interna alimentado por hidrógeno se desarrolló por primera vez hace más de 200 años. A principios del siglo XX, eran más populares que los coches de gasolina porque eran más silenciosos, fáciles de conducir y menos contaminantes. Dejaron de ser atractivos debido a su autonomía limitada y a la abundancia de petróleo crudo barato. Ahora son los combustibles fósiles los que han dejado de ser atractivos y estamos considerando el hidrógeno como una alternativa.

     

    En 2020, el número estimado de vehículos eléctricos con pila de combustible en Europa fue de 2533 (Fuel Cells and Hydrogen Observatory, 2020) .  Power Systems Research (2021) predice que en 2027 alrededor del 0,3 % de los vehículos comerciales pesados nuevos estarán impulsados por hidrógeno. Diez ciudades europeas cuentan actualmente con autobuses accionados por hidrógeno. Pero el progreso hacia los vehículos comerciales e industriales alimentados por hidrógeno ha sido más lento que el cambio de los consumidores a los coches eléctricos.

     

    El problema es el coste de la producción de hidrógeno renovable (verde). La producción en sí es un proceso costoso debido a sus altas necesidades energéticas, y los precios de los combustibles fósiles son mucho más baratos que los de las energías renovables.

     

    Las empresas están explorando formas de reducir el coste de la producción de hidrógeno, incluyendo asociaciones y nuevos materiales. Se están explorando nuevos métodos de hidrólisis, que es el proceso por el que el agua se descompone en hidrógeno y oxígeno mediante electrólisis, junto con un proceso de producción más eficiente.

     

    ¿El hidrógeno limpio es asequible?

    Según el Informe Global de Hidrógeno 2021 del OIE, el uso de fuentes de energía renovables (solar, eólica e hidroeléctrica) cuesta entre 3 y 8 € por kilogramo en comparación con el intervalo de costes de entre 0,4 €

    y 1,7 € por kilogramo mediante el uso de combustibles fósiles.  Pero entonces, en octubre de 2021, se informó de que una combinación de gas natural de alto coste y un precio récord del carbono en la UE de 60 € por tonelada de CO2 supuso que en Europa el hidrógeno renovable se convirtiera en un recurso competitivo. El hidrógeno renovable costaría solo 4,18 € por kilogramo, frente a los 6,57 € o 6,22 € por kilogramo, es decir, hasta un tercio menos que el hidrógeno producido con combustibles fósiles. (RECARGA 2021). 

     

    Actualmente, en el Reino Unido (tomando como base los precios actuales del combustible para un coche), viajar 100 km costaría 14,22 € mediante el uso de hidrógeno, 8,43 € con gasolina y 6,89 € con diésel. Aunque los precios varían en toda Europa, producir un combustible de hidrógeno verde que respalde la descarbonización de nuestras carreteras aún requiere una caída drástica en los precios en la producción de hidrógeno para ser competitivos. 

     

    Más barato

    Los científicos investigadores de la MIT Energy Initiative afirman que el descenso de los costes de la energía eólica y solar resultantes de las economías de escala están reduciendo los costes de la producción de hidrógeno ecológico. El consumo de energía durante la producción es el coste variable más significativo de todos los gastos de explotación y de capital de los electrolizadores de la empresa.

     

    Durante la producción de hidrógeno, los electrodos utilizados para crear esa corriente están recubiertos de metal, que debe mantenerse fundido o en estado líquido. Debido a que los metales tienen puntos de fusión muy altos, este proceso requiere cantidades significativas de energía, lo que hace que sea costoso y poco competitivo para la gasolina y el diésel como combustible para los vehículos. Para superar este problema, los productores de hidrógeno están sustituyendo los electrodos metálicos por electrolizadores de membrana de intercambio de protones, que requieren mucha menos energía.

     

    Las mejoras en el diseño de los electrolizadores están aumentando el uso eficiente de los materiales y los propios electrolizadores. Las economías de escala, la automatización y los procesos de fabricación continua también contribuyen a reducir los costes. 

     

    Nel ASA, un fabricante noruego de electrolizadores, anunció en enero de 2021 su objetivo de alcanzar un coste de 1,50 $ por kilogramo para el año 2025, más de la mitad de las estimaciones de precios actuales del OIE (Organismo Internacional de la Energía) de entre 3 y 8 € por kilogramo.  El productor malayo de petróleo y gas Petronas también anunció que utilizará energía hidroeléctrica y solar para producir hidrógeno con un coste de entre 1 y 2 € por kilogramo.

     

    Las nuevas tecnologías permitirán que el precio del hidrógeno ecológico sea sistemáticamente más barato que la producción de hidrógeno a partir de combustibles fósiles y no dependerá tanto de las fluctuaciones de las condiciones del mercado.

     

    ¿Qué puede hacer la industria para obtener un hidrógeno por un coste menor?

    Sin embargo, una vez resuelto el problema del coste, el siguiente problema es la distribución. Actualmente, no existe una infraestructura adecuada para el repostaje de hidrógeno. En el Reino Unido, uno de los países europeos geográficamente más pequeños, la infraestructura lleva una década en desarrollo. Sin embargo, solo hay 15 estaciones de repostaje de hidrógeno. La más grande es Metroline, ubicada en Perivale, que tiene una capacidad diaria de 1500 kilogramos de hidrógeno. La segunda estación de repostaje más grande es el parque energético de Tyseley, en Birmingham, con 1200 kilogramos de hidrógeno al día. Hay más estaciones en fase de desarrollo.

     

    La construcción de infraestructuras de combustible de hidrógeno debería ser mucho más sencilla que la construcción de infraestructuras para la carga de vehículos eléctricos. No es necesario vincular el hidrógeno a una red existente, ni tampoco es necesario supervisar y controlar el flujo de hidrógeno como el flujo de electricidad a través de las redes eléctricas nacionales. La red actual de 92 000 estaciones de repostaje de combustible y diésel de toda Europa podría reutilizarse para utilizar combustible de hidrógeno, aunque es probable que la conversión cueste 32 millones de euros por estación, un poco más que una nueva estación de carga para vehículos eléctricos, como se indica en nuestra reciente investigación. Eso requeriría una importante financiación gubernamental. Muchas de estas plantas son propiedad de grandes empresas petroquímicas que tienen la esperanza de entrar en el mercado del combustible de hidrógeno. Sin embargo, el riesgo es que estas empresas sean tan propensas a adoptar el uso de la producción tradicional de hidrógeno a partir de combustibles fósiles, combinado con tecnologías de captura de carbono. El hidrógeno es más limpio que el que se produce actualmente, pero no tan limpio como el uso de hidrógeno producido con energías renovables. 

     

    El ICCT (siglas en inglés del Consejo Internacional para el Transporte Limpio) sugiere que el hidrógeno se puede suministrar de forma similar a la gasolina y el diésel.  Puede transportarse desde una gran planta de producción hasta las estaciones de repostaje de hidrógeno o puede producirse in situ mediante electrólisis en la propia estación de repostaje. La electrólisis renovable in situ evita los costes de transporte del hidrógeno y este ahorro puede transmitirse a los clientes.  En abril, First Hydrogen anunció que crearía sistemas de producción de hidrógeno in situ en cuatro nuevas plantas industriales del Reino Unido para el repostaje de vehículos comerciales ligeros, medianos y pesados.

     

    Los centros logísticos de todo el país también pueden utilizar el modelo de hidrólisis en las estaciones de repostaje. Estas estaciones de repostaje de hidrógeno independientes serían muy prácticas para los cientos de camiones comerciales pesados que entran o salen de nuestros puertos y aeropuertos a diario. También pueden garantizar la presencia de hidrógeno ecológico si se alimentan con energía solar o eólica in situ, o si solo utilizan fuentes de energía renovables durante la producción. Esta sería una propuesta atractiva para los primeros usuarios de la tecnología y proporcionaría ingresos a los puertos.

     

    Actualmente, el hidrógeno no es asequible ni conveniente como alternativa al transporte de mercancías impulsado por el combustible diésel. Pero eso está a punto de cambiar. Con las nuevas tecnologías de producción de hidrógeno y la caída del precio de las fuentes de energía renovables, así como la voluntad política mundial, los precios del hidrógeno son cada vez más competitivos en comparación con los combustibles fósiles. La instalación de sistemas de producción de hidrógeno in situ en puertos, almacenes y otras plantas de transporte facilitaría la falta de infraestructura de reabastecimiento de combustible y permitiría a la industria logística ayudar a impulsar la transición hacia un transporte más limpio y la descarbonización de nuestras carreteras para el año 2050.

     

    En nuestro libro blanco sobre el sector de la carretera analizamos todas estas cuestiones y repasamos cómo las transmisiones alternativas darán forma a la industria. Entre en el debate y descargue su copia hoy mismo haciendo clic en el siguiente enlace.

    Artículos sobre el transporte por carretera