El hidrógeno es una fuente de energía alternativa en el sector transporte. En vehículos, el hidrógeno en forma de gas se utiliza en una “pila de combustible” donde se genera electricidad que alimenta un motor eléctrico y posibilita el movimiento del automóvil.
Qué es una pila de combustible
Una pila de combustible es un reactor electroquímico. Los reactores electroquímicos son reactores en los que se produce una reacción química que genera, además de otros productos, directamente también una corriente eléctrica (reacción electroquímica: reacción de intercambio de electrones). Se transforma la energía química almacenada en un combustible en energía eléctrica a través de esta reacción electroquímica.
Una pila de combustible no puede ser considerada ni pila, ni batería, porque estos son dispositivos que llevan una masa determinada en sistemas cerrados mientras que las pilas de combustible son sistemas abiertos, es decir permiten una alimentación constante de las sustancias combustibles que reaccionan y por lo tanto no están limitadas por la cantidad de sustancias químicas almacenadas.
La pila de combustible que se utiliza en los automóviles denominados de hidrógeno utiliza como combustibles, esto es como elementos reactivos, hidrógeno gaseoso (almacenado en el tanque del vehículo) y oxígeno del aire. El producto que se obtiene de esta reacción química, además de energía eléctrica es agua.
Cómo se obtiene el hidrógeno
El hidrógeno no es un recurso energético como tal, sino que se considera como vector energético, esto es: sustancia manufacturada a partir de ciertas tecnologías o procesos, que almacena energía que puede liberarse de forma controlada.
Los procesos para obtener hidrógeno que se pueda utilizar en transporte, son diversos. Según el Marco de Acción Nacional de Energías Alternativas en el Transporte (MAN, 2016), clasificados según el grado de implantación en nuestro país, son los siguientes:
– Reformado de hidrocarburos o alcoholes: La mayor parte del hidrógeno que se utiliza en España se produce mediante reformado de gas natural en las refinerías de petróleo. Se trata de un proceso con elevado rendimiento energético (70-85%) pero que utiliza un combustible mayoritariamente fósil como es el gas natural y genera CO2.
– Electrólisis de agua: Este proceso consiste en la descomposición de una molécula de agua en dos gases: oxígeno (O2) e hidrógeno (H2,) por medio de una corriente eléctrica.
– Gasificación de carbón o biomasa.
El mayor potencial del hidrógeno es poder obtenerlo de forma competitiva, frente a otros procesos, desde la tecnología de electrolisis utilizando energía eléctrica de origen renovable, que supone la contribución a un doble objetivo: (1) Reducir las emisiones contaminantes locales y los gases de efecto invernadero durante todo el ciclo de producción y (2) Aprovechar la energía renovable excedentaria (eólica y solar) generada en las horas de menor consumo eléctrico ya que permite el almacenamiento de energía (MAN, 2016).
Tipos de vehículos de pila de combustible de hidrógeno
Los automóviles de pila de combustible de hidrógeno funcionan mediante la electricidad producida en la pila de combustible, que alimenta un motor eléctrico.
Es decir son vehículos eléctricos en los que la electricidad necesaria en el motor, en lugar de ser almacenada mediante recarga en una batería, se produce instantáneamente al movimiento, en la pila de combustible.
El nombre en inglés para pila de combustible es Fuel Cell, así estos automóviles son conocidos por FCELL o FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle).
Algunos de los constructores que cuentan entre sus automóviles con modelos FCEV son Honda, Toyota y Hyundai. Estos vehículos disponen de una pequeña batería que funciona como apoyo a la pila de combustible y que puede autorecargarse con la energía que se genera durante la frenada.
Infraestructura de suministro de hidrógeno para el sector transporte
Según la noticia más actualizada sobre este aspecto (marzo de 2017) de la Asociación española del hidrógeno (AeH2), en la actualidad, España cuenta con seis hidrogeneras (estaciones de repostaje de hidrógeno) situadas en: Albacete, Huesca, Zaragoza, Puertollano y dos en Sevilla.
España considera en su Marco de Acción Nacional de Energías Alternativas en el Transporte (MAN, 2016) el hidrógeno como energía alternativa en el transporte, esto implica que en este documento se considere factible alcanzar en 2020 un parque de aproximadamente 500 vehículos FCEV y que España cuente con 20 hidrogeneras.
Hidrógeno para el sector transporte en Castilla y León
Castilla y León ha incluido el hidrógeno como recurso energético, en su Estrategia Regional de Investigación e Innovación para una Especialización Inteligente, RIS3 de Castilla y León 2014-2020, [Research and Innovation Strategies for Smart Specialisation (RIS3)] en el sector Energía en dos áreas tecnológicas: Materiales para la absorción, generación y almacenamiento de energía (solar, eólica, H2, etc.), y Fabricación y procesos avanzados (Pilas combustible / pilas hidrógeno).
Aun así no existe ninguna hidrogenera en Castilla y León [abril 2019].
Emisiones de los vehículos de pila de combustible de hidrógeno
La mayor fortaleza de los vehículos FCEV es la ausencia de gases contaminantes que conlleva su utilización, puesto que la única emisión de la pila de combustible de hidrógeno es vapor de agua, es decir en la parte TTW (del tanque a la rueda) del análisis de emisiones, el valor sería cero. Para la otra parte de este tipo de análisis, la parte WTT (del pozo o fuente de obtención al tanque), hay que tener en cuenta que el proceso de obtención de hidrógeno no está exento de emisiones contaminantes en cuantía variable dependiendo del origen de su producción.
