Los vehículos movidos por pila de combustible de hidrógeno son una de las alternativas tecnológicas para abandonar los motores de combustión hacia opciones más ecológicas y eficientes. Mats W Lundberg, director de sostenibilidad de Sandvik Group, reflexiona sobre ella explorando las claves para lograr las condiciones que permitan que sea considerada una opción real al nivel de las posibilidades que abren los vehículos eléctricos alimentados por baterías electroquímicas.

La eliminación paulatina de los vehículos dotados de un motor de combustión, ya sean de gasolina, diésel o híbridos, es un hecho que acabará produciéndose en un futuro más o menos cercano en función de las normativas locales. Según las recomendaciones realizadas a la Comisión Europea por el Grupo Asesor sobre Normas de Emisión de Vehículos (AGVES), la normativa Euro 7 supone, de facto, la prohibición de la venta de vehículos de combustión en 2025. Noruega pretende fijar para 2025 el fin de las ventas de coches de gasolina y diésel con el fin de objetivo de convertirse en un país libre de emisiones para el año 2050. En Reino Unido, la legislación prohibirá la venta de coches térmicos en 2030. Canadá y Singapur están planeando esa misma medida para 2040, mientras que Suecia espera dejar de producir vehículos con motor diésel a partir de 2030.

A pesar de que los plazos pueden parecer muy dispares, se está produciendo un cambio global que se hará realidad más pronto que tarde. Tanto los fabricantes de automóviles como los conductores deberán adaptarse a un futuro más sostenible, pero ¿cómo puede decidir qué tecnología y que combustible impulsará su vehículo? Sandvik es un grupo industrial sueco, fundado en 1862 por Göran Fredrik Göransson para el desarrollo de la ingeniería de alta tecnología y es líder mundial en mecanizado, tecnologías de materiales, minería y construcción. Mats W. Lundberg, su director de sostenibilidad, explora las condiciones que se deben desarrollar para hacer viables en los próximos años tanto la tecnología pila de combustible implementada en los vehículos como la fabricación del hidrógeno verde.

BEV versus FCEV

En la industria automotriz ha existido una tendencia a considerar los vehículos eléctricos de batería (BEV) y los vehículos eléctricos de celda de combustible (FCEV) como tecnologías en competencia. Mientras que un vehículo BEV obtiene su energía de la electricidad almacenada en un paquete de baterías que alimenta su motor eléctrico, los FCEV funcionan con celdas de combustible que obtienen esa electricidad a partir del hidrógeno.

Una pila de combustible es un dispositivo que convierte la energía almacenada en las moléculas de hidrógeno en energía eléctrica. Su residuo, que sale por el tubo de escape, es únicamente vapor de agua y su producto es electricidad y calor. Solo se requieren oxígeno e hidrógeno para alimentar estas celdas de combustible; el primero está disponible en la atmósfera y el segundo se puede generar mediante electrólisis y almacenarlo en un tanque que transporta el vehículo.

Camión de hidrógeno Hyundai H2 Xcient.

Ambas tecnologías tienen beneficios. Las ventajas de los FCEV son, en primer lugar el menor peso que requieren sus componentes, al eliminar el más pesado de los BEV, la batería. Esta cualidad los hace una solución muy competitiva para impulsar vehículos de gran tamaño, como camiones de transporte y mensajería, que necesitan limitar el peso para no penalizar la carga. La segunda ventaja es la autonomía y la velocidad de repostaje, similar a la de los vehículos de combustión, que, una vez más, en el caso de los vehículos pesados es muy importante para limitar los tiempos de inactividad. El hidrógeno también es una buena opción para el almacenamiento a largo plazo, ya que es un gas que se puede depositar fácilmente en tanques y contenedores, mientras que la vida útil de la batería puede verse afectada con el tiempo y las recargas rápidas, que afectan a su degradación.

Sin embargo, el futuro de esta tecnología depende en gran medida de la producción de hidrógeno verde a través de la electrólisis, que precisa una gran cantidad de energía que debe provenir de fuentes de energía renovable. Actualmente, alrededor del 96% del hidrógeno se genera a partir de combustibles fósiles, por lo que la viabilidad de la tecnología FCEV todavía tiene mucho camino por recorrer para igualar a la tecnología BEV.

El futuro del hidrógeno

Mientras se necesita seguir avanzando en la obtención del hidrógeno verde, la industria del automóvil ha desarrollado y probado a pequeña escala y de manera controlada la tecnología. En toda Europa, ya se están llevando a cabo muchos proyectos que podrían considerarse pilotos, para ensayar y desplegar autobuses de hidrógeno, camiones y otros vehículos de gran tamaño, estimulando la inversión en estaciones de servicio y otras infraestructuras fundamentales para su despliegue a gran escala.

Por ejemplo, el proyecto JIVE (Joint Initiative for Hydrogen Vehicles across Europe – Iniciativa Conjunta para Vehículos de Hidrógeno en Europa) está desplegando 139 nuevos autobuses eléctricos de pila de combustible y la infraestructura de repostaje asociada en cinco países europeos. JIVE ha recibido una subvención de 32 millones de euros del programa marco de investigación e innovación de la Unión Europea Horizonte 2020. Los cinco países en los que se han planificado estos proyectos son Reino Unido, Bélgica, Alemania, Italia y Dinamarca.

Proyecto JIVE, Joint Initiative for Hydrogen Vehicles across Europe.

Jaguar Land Rover está trabajando en el Proyecto Zeus, una iniciativa patrocinada por el gobierno británico para desarrollar esta tecnología para sus vehículos más grandes. Si bien el proyecto sigue en desarrollo inicial y la atención se centra en el desarrollo de tecnología de propulsión de hidrógeno, es probable que el primer concepto desarrollado como resultado de este proyecto sea un SUV del tamaño de un Evoque.

Preparados para el hidrógeno: la infraestructura y los materiales

A medida que se desarrollan soluciones viables para obtener hidrógeno de manera eficiente y sostenible, la infraestructura de suministro es clave para que llegue a la industria del automóvil. Esta red no solo implica producir el combustible en sí, sino también desplegar las tuberías para transportarlo y el desarrollo de las pilas de combustible. Un componente clave de esta infraestructura son los tubos de acero de alta calidad, que serán un requisito importante para las empresas de gas, ya que requerirán soluciones flexibles que les ayuden a instalar estaciones de servicio donde sean necesarias.

Además de la infraestructura de transporte de hidrógeno, la tecnología de materiales también es fundamental para el desarrollo de las pilas de combustible puesto que las presiones de transporte y los tanques que deben almacenar el hidrógeno en las estaciones y los vehículos deben cumplir los máximos requisitos de seguridad.

Conclusiones

Mientras la industria del automóvil se aleja de los vehículos de gasolina y diésel, los fabricantes exploran nuevos territorios. Si bien el desarrollo de los vehículos eléctricos alimentados por baterías está ya en marcha, es importante reconocer que existen otras opciones sostenibles que se adaptan mejor a ciertos requisitos específicos. “Las pilas de combustible de hidrógeno siguen siendo un trabajo en progreso: la inversión en curso y su claro potencial hacen del hidrógeno un fuerte competidor para el futuro más verde de la industria”, concluye Lundberg.