BMW detalla de forma sencilla lo que es un coche de pila de combustible de hidrógeno (FCEV) y su tecnología. Son muchos los expertos que confían en la propulsión eléctrica por hidrógeno. Los FCEV comparten ventajas con la propulsión eléctrica pura, como menor contaminación y ruido, conducción dinámica, frenada regenerativa… BMW ya está produciendo el BMW iX5 Hydrogen. Por ello, ha querido responder a 7 cuestiones clave sobre esta tecnología.
Tecnología de propulsión de hidrógeno
Los vehículos de hidrógeno (FCEV por sus siglas en inglés) funcionan con un motor eléctrico. Por este motivo también pertenecen a la familia de los vehículos eléctricos.
Una diferencia decisiva con respecto a los demás vehículos eléctricos es que los vehículos de hidrógeno generan la electricidad por sí mismos. No toman la energía de la batería integrada, como los VE o los PHEV que almacenan la energía cuando recargan. Los vehículos de hidrógeno llevan a bordo, por así decirlo, su propia central eléctrica eficiente, que convierte el hidrógeno repostado en electricidad. Dice BMW: “Y esta central eléctrica es la pila de combustible”.
En la pila de combustible se produce el proceso denominado «electrólisis inversa». Durante este proceso, el hidrógeno reacciona con el oxígeno. El hidrógeno proviene de uno o varios depósitos del vehículo, y el oxígeno se toma del aire ambiente. Lo único que se obtiene de esta reacción es energía eléctrica, calor y agua. Y el agua se libera por el tubo de escape en forma de vapor y con cero emisiones.
La electricidad que genera la pila de combustible tiene dos posibilidades: se dirige al motor eléctrico y propulsa directamente el vehículo; o carga una batería que hace las veces de depósito intermedio hasta que la energía se necesita para la propulsión. Esta batería se denomina «batería de tracción». Es mucho más pequeña y ligera que las de los vehículos totalmente eléctricos, ya que se recarga constantemente desde la pila de combustible.
FCEV: ventajas y potencial
Los vehículos de hidrógeno tienen una propulsión puramente eléctrica y circulan sin emisiones locales. Por lo tanto, la sensación al volante se asemeja a la de los vehículos eléctricos. Por tanto, la aceleración es dinámica y prácticamente silenciosa ya que los motores eléctricos entregan todo el par, incluso a un régimen de revoluciones bajo.
El principal punto a su favor (y la mayor ventaja competitiva) es el corto tiempo de repostaje. Por ejemplo, el BMW iX5 Hydrogen, se llena por completo en apenas tres o cuatro minutos. Así pues, estos vehículos ofrecen la misma disponibilidad y flexibilidad que los vehículos convencionales.
La autonomía de los vehículos de hidrógeno es similar a la de los vehículos eléctricos con baterías enormes. Con el depósito de hidrógeno lleno, el BMW iX5 Hydrogen puede recorrer 504 kilómetros (WLTP). Y la autonomía de los FCEV es independiente de la temperatura exterior, es decir, no empeora si hace frío.
Los FCEV utilizan el mismo grupo motopropulsor eléctrico que los BEV, aunque se diferencian de ellos por la forma de almacenar la energía. Por lo tanto, la comercialización de vehículos de hidrógeno beneficia por igual a los FCEV y BEV, reduciendo los costes a largo plazo.
En cuanto a las hidrogeneras, está constantemente en ampliación. Y son globalmente más baratas que las electrolineras. Para fomentar el desarrollo de la infraestructura, BMW y otros fabricantes de automóviles se han aliado con productores de hidrógeno y operadoras de estaciones de servicio en la iniciativa Clean Energy Partnership.
Los costes de un FCEV
Los pocos modelos con propulsión por pila de combustible que hay en el mercado cuestan más (por ahora) que cualquier vehículo de combustión o eléctrico de batería equiparable.
- Las causas del sobreprecio:
- Queda mucho por hacer respecto a la industrialización de la producción;
- Necesitan platino. Este metal precioso se utiliza como catalizador durante la generación de energía. Eso sí, ya se ha reducido mucho la cantidad necesaria y, además, una parte procede del propio reciclaje:
- Hay pocas unidades. El uso de la tecnología de hidrógeno es muy similar en numerosas aplicaciones (por ejemplo, en vehículos comerciales, trenes, aviones o incluso soluciones estáticas). Por tanto, cabe suponer que el volumen de unidades aumentará. También porque la dependencia de materias primas es menor que en el caso de los BEV.
En cuanto al coste operativo, el precio del combustible también tiene que bajar. Actualmente, un kilogramo de hidrógeno cuesta unos 14 euros. Con un kilogramo de hidrógeno, un vehículo de pila de combustible puede recorrer alrededor de 100 kilómetros. Por lo tanto, ahora mismo, el coste por kilómetro de un vehículo de hidrógeno es similar al de un vehículo de combustión. Si la producción de hidrógeno aumenta a escala internacional como se prevé, el precio del kilogramo podría bajar de forma importante.
Hidrógeno y medioambiente
Producción de hidrógeno
Un vehículo que funcione únicamente con energías renovables y no genere emisiones nocivas sería lo ideal desde una perspectiva medioambiental. ¿Cuánto se acercan a este objetivo los vehículos de pila de combustible en comparación con otros tipos de propulsión?
Por ley, los sistemas de propulsión alternativos deben reducir las emisiones de contaminantes. Los gases de escape de un vehículo de hidrógeno son vapor de agua puro. Por lo tanto, la propulsión por pila de combustible no genera emisiones locales y mantiene limpio el aire en las ciudades.
En cuanto al propio hidrógeno, si se produce con fuentes renovables, su producción no deja huella de carbono. Si el hidrógeno se produce con energía de fuentes fósiles, entonces sí tiene un impacto negativo. Ese impacto será mayor o menor en función del «mix energético» empleado. En este sentido, el vehículo de hidrógeno no es distinto a los demás vehículos eléctricos.
Añade BMW:
“El inconveniente de la producción de hidrógeno son las pérdidas durante la electrólisis. A fecha de hoy, la eficiencia de toda la cadena energética (desde la producción de la electricidad hasta el funcionamiento del vehículo) es solo la mitad de la de un BEV. No obstante, si tenemos en cuenta el ciclo de vida completo de los FCEV y los BEV, las diferencias se reducen mucho”.
Aun así, el hidrógeno se puede producir en momentos en los que hay un exceso de oferta de electricidad procedente de fuentes renovable. Es decir, aprovechando la energía eólica o solar que no se esté utilizando y almacenándola. Entonces, su potencial es inmenso.
El hidrógeno también es un subproducto en muchos procesos industriales (y frecuentemente se trata como un residuo y se descarta sin más). Aquí es donde la propulsión por pila de combustible brinda una oportunidad para suprarreciclar ese hidrógeno.
Transporte
El transporte y el almacenamiento del hidrógeno también afectan al balance energético de los vehículos de pila de combustible. En función de la tecnología de transporte utilizada (en estado líquido o gaseoso) hay que hacer frente a distintos requisitos de compresión, refrigeración, transporte y almacenamiento.
Conclusión: la propulsión por hidrógeno tiene el potencial de propiciar una movilidad ecológicamente sostenible. Sin embargo, para ello sería imprescindible, sobre todo, utilizar energías renovables para producir el hidrógeno y ampliar la infraestructura técnica para acortar las rutas de transporte.
Seguridad de la propulsión de hidrógeno
¿Qué pasa si el hidrógeno reacciona con el oxígeno de forma incontrolada? Muchos lo saben por las clases de química: se produce una reacción de oxihidrógeno. Por lo tanto, el hidrógeno es inflamable. Para evitar una reacción incontrolada del hidrógeno y el oxígeno durante el funcionamiento de un vehículo de pila de combustible, el hidrógeno del vehículo se almacena en estado gaseoso en depósitos de paredes gruesas que son especialmente seguros. Numerosas pruebas de colisión han confirmado la seguridad de este diseño: ni los depósitos sufrieron daños, ni hubo fugas de hidrógeno.
Además, tampoco hay que olvidar que la tecnología de hidrógeno no es nueva y que ya ha demostrado su eficacia en muchos ámbitos. Recordemos que el BMW iX5, como los demás FCEV, cumplen las mismas normas de seguridad (unas normas muy exigentes) que los demás vehículos del grupo.
El futuro de los FCEV
Según BMW, el hidrógeno puede realizar una contribución cada vez más importante a la movilidad sostenible como complemento a los vehículos de batería. Requiere una infraestructura adecuada, un precio del hidrógeno asequible y una bajada del precio de los vehículos baje.
BMW ve los FCEV como un complemento a los vehículos eléctricos de batería, no como un rival. Y, para los conductores que viajan mucho y desean un alto grado de flexibilidad, un FCEV será una buena opción. Además, BMW está estudiando el uso de la tecnología de hidrógeno para la producción y la logística.
Lo mismo piensa el Consejo del Hidrógeno, una iniciativa global en la que participan importantes empresas energéticas, industriales y de transporte. Y también la Agencia Internacional de la Energía, que lo considera clave para la transición energética.
FCEV y BMW
BMW cree en la apertura tecnológica frente a los distintos sistemas de propulsión. Y considera que el hidrógeno será decisivo en la transición energética como fuente de energía versátil. Según Oliver Zipse, presidente del consejo de administración de BMW AG:
“Deberíamos aprovechar el potencial del hidrógeno para acelerar también la transformación del sector de la movilidad. El hidrógeno es la pieza que falta para la movilidad sin emisiones, porque ninguna tecnología bastará por sí sola para permitir una movilidad climáticamente neutra en todo el mundo”.
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