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Las pilas de combustible y el hidrógeno son fundamentales para la movilidad del mañana

Las pilas de combustible y el hidrógeno son fundamentales para la movilidad del mañana
La seguridad de los vehículos propulsados con hidrógeno

La movilidad eléctrica está ganando cada vez más velocidad. Es un elemento importante en la reducción de CO 2 Emisiones del tráfico.

Pero, ¿qué tan económico es operar camiones pesados con cargas útiles de 40 toneladas en largas distancias utilizando solo energía eléctrica de batería?

Dado el peso de la batería, los largos tiempos de carga y el rango limitado de la tecnología actual, los trenes de potencia eléctricos no son la primera opción para los camiones pesados.

Sin embargo, incluso los camiones de 40 toneladas podrán viajar más de mil kilómetros en modo totalmente eléctrico en un futuro próximo.

La clave de esto es el tren motriz de pila de combustible de Bosch.

Cuando se alimenta con hidrógeno producido mediante energía renovable, este sistema de propulsión permite el transporte de bienes y productos básicos de forma climáticamente neutra.

Bosch está dando el primer paso en esta dirección al desarrollar el tren motriz de celda de combustible principalmente con un enfoque en camiones, y la compañía planea comenzar la producción en 2022-2023.

Sin dudas, será una de las principales formas dpara movilizarnos en el futuro.

7 razones por las que las pilas de combustible y el hidrógeno son componentes fundamentales de la movilidad del mañana:

1) Neutralidad climática

Neutralidad climática del hidrógeno
Neutralidad climática del hidrógeno

En una pila de combustible, el hidrógeno (H 2 ) reacciona con el oxígeno (O 2 ) del aire ambiente. La energía que libera esta reacción se convierte en electricidad, que se utiliza para conducir.

El calor y el agua pura (H 2 O) son otros productos de la reacción. H 2 se obtiene utilizando la electrólisis, en el que el agua se separa en hidrógeno y oxígeno con la ayuda de la electricidad.

La generación de esta electricidad a partir de energías renovables hace que el sistema de propulsión de pila de combustible sea completamente neutro para el clima.

Especialmente para vehículos grandes y pesados, las pilas de combustible tienen una mejor huella de carbono que los sistemas de propulsión exclusivamente eléctricos de batería si el CO 2las emisiones de producción, operación y eliminación se suman.

Todo lo que necesitan los vehículos de pila de combustible además de su tanque de hidrógeno es una batería mucho más pequeña para el almacenamiento intermedio.

Esto reduce en gran medida su huella de carbono en la producción.

“Las ventajas de la pila de combustible realmente entran en juego en aquellas áreas donde los sistemas de propulsión eléctricos de batería no brillan”, explica el Dr. Uwe Gackstatter, presidente de la división de Soluciones de sistemas de propulsión de Bosch.

“Esto significa que no hay competencia entre pilas de combustible y baterías; en cambio, se complementan a la perfección ".

2) Aplicaciones potenciales

Aplicaciones potenciales del hidrógeno
Aplicaciones potenciales del hidrógeno

El hidrógeno tiene una alta densidad energética. Un kilogramo de hidrógeno contiene tanta energía como 3,3 litros de diesel.

Para viajar 100 kilómetros, un automóvil de pasajeros solo necesita alrededor de un kilogramo; un camión de 40 toneladas necesita unos buenos siete kilogramos.

Al igual que con diésel o con nafta, se tarda sólo unos minutos para llenar un tanque de H2 y continuar el viaje.

“Las pilas de combustible son la primera opción para transportar cargas más grandes durante muchos kilómetros todos los días”, dice Gackstatter, resumiendo las ventajas.

Bosch está desarrollando pilas de pilas de combustible para aplicaciones estacionarias con tecnología de pilas de combustible de óxido sólido (SOFC).

Un uso previsto para ellos es como pequeñas centrales eléctricas distribuidas en ciudades, centros de datos y puntos de carga para vehículos eléctricos.

Si se van a cumplir los objetivos de acción climática de París, en el futuro el hidrógeno necesitará impulsar no solo automóviles y vehículos comerciales, sino también trenes, aviones y barcos.

Las industrias de la energía y el acero también planean utilizar hidrógeno.

3) Eficiencia

Eficiencia del hidrógeno
Eficiencia del hidrógeno

Uno de los factores decisivos para la rentabilidad y el respeto al medio ambiente de un tren motriz es su eficiencia.

Esto es aproximadamente una cuarta parte más alto para los vehículos de pila de combustible que para los vehículos con motores de combustión.

El uso del frenado recuperativo aumenta aún más la eficiencia.

Los vehículos eléctricos a batería, que pueden almacenar electricidad directamente en el vehículo y usarla para propulsión, son aún más efectivos.

Sin embargo, dado que la producción de energía y la demanda de energía no siempre coinciden en tiempo y ubicación, la electricidad de las plantas eólicas y solares a menudo no se utiliza porque no puede encontrar un consumidor y no se puede almacenar.

Aquí es donde el hidrógeno entra en juego. El excedente de electricidad se puede utilizar para producirlo de manera descentralizada, listo para un almacenamiento y transporte flexible.

4) Costos

Los costos del hidrógeno
Los costos del hidrógeno

El costo del hidrógeno verde se reducirá considerablemente cuando se amplíen las capacidades de producción y disminuya el precio de la electricidad generada a partir de energías renovables.

El Hydrogen Council, una asociación de más de 90 empresas internacionales, espera que los costos de muchas aplicaciones de hidrógeno se reduzcan a la mitad en los próximos diez años, haciéndolas competitivas con otras tecnologías.

Bosch está trabajando actualmente con la startup Powercell para desarrollar la pila, el núcleo de la celda de combustible, y prepararla para el mercado, con la fabricación a continuación.

El objetivo es una solución de alto rendimiento que se pueda fabricar a bajo costo. “A mediano plazo, usar un vehículo con celda de combustible no será más costoso que usar uno con un sistema de propulsión convencional”, dice Gackstatter.

5) Infraestructura

La red de carga para los Camiones propulsados con hidrógeno
La red de carga para los Camiones propulsados con hidrógeno

La red actual de estaciones de servicio de hidrógeno no ofrece una cobertura completa, pero las aproximadamente 180 estaciones de servicio de hidrógeno en Europa ya son suficientes para algunas rutas de transporte importantes.

Las empresas de muchos países están cooperando para seguir adelante con la expansión, a menudo con el apoyo de subsidios estatales.

También en Alemania, los políticos han reconocido el importante papel del hidrógeno en la descarbonización de la economía y lo han anclado en la Estrategia Nacional del Hidrógeno.

Por ejemplo, la empresa conjunta H 2 Mobility habrá construido alrededor de 100 estaciones de servicio de acceso público en Alemania a finales de 2020, mientras que el proyecto H2Haul, financiada con fondos europeos está trabajando no solo en camiones sino también en las estaciones de servicio requeridas en sus rutas planificadas.

Japón, China y Corea del Sur también tienen programas de apoyo integrales.

6) Seguridad

La seguridad de los vehículos propulsados con hidrógeno
La seguridad de los vehículos propulsados con hidrógeno

El uso de hidrógeno gaseoso en vehículos es seguro y no más peligroso que otros combustibles o baterías automotrices.

Los tanques de hidrógeno no presentan un mayor riesgo de explosión.

Es cierto que el H 2 se quema en combinación con el oxígeno y que una mezcla de los dos más allá de una cierta proporción es explosiva.

Pero el hidrógeno es aproximadamente 14 veces más ligero que el aire y, por tanto, extremadamente volátil.

Por ejemplo, cualquier H 2 que escape del tanque de un vehículo se elevará más rápido de lo que puede reaccionar con el oxígeno ambiental.

En una prueba de fuego realizada en un automóvil de pila de combustible por investigadores estadounidenses en 2003, hubo un incendio repentino, pero se apagó rápidamente de nuevo. El vehículo permaneció prácticamente intacto.

7) Tiempo

El tiempo en la producción de hidrógeno
El tiempo en la producción de hidrógeno

La producción de hidrógeno es un proceso probado y tecnológicamente sencillo. Esto significa que se puede aumentar rápidamente para satisfacer una mayor demanda.

Además, las pilas de combustible han alcanzado la madurez tecnológica necesaria para su comercialización y uso generalizado.

Según el Consejo del Hidrógeno, la economía del hidrógeno puede volverse competitiva en los próximos diez años, siempre que haya suficiente inversión y voluntad política.

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