El hidrógeno, combustible del futuro: moverá camiones y trenes durante la próxima década

Así como en la década que termina los autos eléctricos a batería se popularizaron de la mano de Tesla; la próxima marcaría el inicio del hidrógeno como combustible comercialmente viable para el transporte pesado, como trenes y semirremolques, que necesitan alternativas a los packs de baterías de varias toneladas.

El primer proyecto de “hydrail” (tren a hidrógeno) sin emisiones de EE.UU. se pondrá en marcha en el sur de California, donde la Autoridad de Transporte del Condado de San Bernardino planea comenzar a operar un tren FLIRT H2 del fabricante suizo Stadler en 2024, según indica Forbes.

Este primer tren, con dos vagones y una fuente de alimentación con celdas de combustible y tanques de hidrógeno en el techo, recorrerá una línea de 14,5 km entre San Bernardino y Redlands, bajo un contrato por u$s23,5 millones, según las autoridades, con la opción de adquirir cuatro unidades más.

El holding francés Alstom ya opera trenes Coradia iLint a hidrógeno en una línea suburbana de Alemania y mandará más a Francia y Reino Unido.

Como Stadler, Alstom desea reemplazar a los modelos diésel en América del Norte, en particular los de las líneas regionales de pasajeros. El primer tranvía con celdas de combustible de China comenzó a funcionar en 2015 y los funcionarios del Gobierno están promocionando cada vez más el hidrógeno.

Mientras tanto, la startup fabricante de camiones Nikola Motor está recaudando fondos y armando sociedades para comenzar a vender semirremolques y celdas de combustible en 2021, Hyundai avanza con un plan de miles de millones de dólares para comercializar autos, camiones y barcos a hidrógeno y Toyota está armando una flota de camiones con celdas de combustible que operan en el extenso puerto de Los Ángeles.

Los autos eléctricos ahora son viables porque “se desplomaron los costos de las baterías cuando aumentó la producción, y probablemente pase lo mismo con las celdas de combustible y el hidrógeno renovable”, afirma el investigador en transporte Dan Sperling, profesor de la Universidad de California y miembro del Comité de Recursos Aéreos de ese estado, que tiene las normas de emisiones más estrictas de EE.UU.

“La presión –y la demanda– cada vez mayor para que haya vehículos sin emisiones probablemente le dé envión a la revolución de las celdas de combustible de hidrógeno. ¿Estados Unidos se pondrá al frente o imitará al que lo haga?”, añade.

La proliferación de vehículos con conjuntos propulsores eléctricos –a batería o hidrógeno– y el crecimiento del mercado de energía limpia contrastan con las políticas actuales del Gobierno federal de EE.UU.

Trump ablandó las normas de ahorro de combustible y las directrices ambientales sobre contaminación aérea e hídrica y su Gobierno fomenta las perforaciones, la minería y el fracking.

De todas formas, ante la preocupación global por el costo y los peligros del cambio climático que alimentan las emisiones de carbono, se siguen destinando miles y miles de millones de dólares a crear mercados de consumo y comercio para alternativas más limpias y sostenibles.

Los trenes eléctricos son comunes, pero la mayoría necesita catenarias o terceros rieles costosos para operar. En cambio, un sistema de celdas de combustible que genera electricidad sobre el vehículo permite que los trenes funcionen sobre rieles ya tendidos sin más inversiones en infraestructuras.

Alstom estima que el 90% de la red de ferrocarriles de EE.UU. no está electrificada, o sea, sus vehículos de vanguardia tienen un potencial enorme. Debido a esto, California, un estado concentrado en reducir las emisiones de diésel y carbono, surge naturalmente como primer mercado, según indica Forbes.

El hidrógeno como combustible es una tecnología que existe hace décadas y se usó en naves espaciales de la NASA. Sin embargo, los costosos materiales requeridos –como los metales preciosos de las membranas de las celdas que ayudan a generar electricidad y la fibra de carbono para los tanques de combustible–  y problemas con la durabilidad a largo plazo volvieron menos atractiva la tecnología para el transporte.

Además, la producción industrial de hidrógeno a partir del gas natural, que genera emisiones de carbono, también volvió la idea menos atractiva como “combustible ecológico”.

Pero una fuerte inversión en investigación y desarrollo en los últimos diez años redujo los costos; alternativas sintéticas reemplazaron a los metales como el platino en las celdas y la durabilidad y el rendimiento bajo un calor extremo son cada vez más altos.

Por otro lado, la disponibilidad cada vez mayor de energía eólica y solar renovable y barata y el mejor aprovechamiento de la electrólisis para extraer hidrógeno del agua en vez del gas natural, técnica desarrollada por empresas como la noruega Nel Hydrogen, podrían transformar por completo el perfil ambiental de este combustible.

Entre el 2000 y 2019 se instalaron en todo el mundo solo 252 megawatts de generación de hidrógeno limpio, según una estimativa de la empresa de investigación de la industria Wood MacKenzie.

Esto cambiará por completo. “Para 2025, se instalarán 3.205 MW más de electrolizadores dedicados a la producción de hidrógeno verde, un aumento del 1.272%”, afirmó Wood MacKenzie en un informe publicado recientemente.

El acceso a la energía solar barata en el sur de California es fundamental para los planes de fabricar camiones a hidrógeno de Nikola. Esta startup con sede en Phoenix está trabajando con Nel para crear y operar una red de estaciones de servicio de hidrógeno en las rutas que estén cerca de sus primeros clientes, comenzando por Anheuser Busch.

Nikola, dirigida por el emprendedor Trevor Milton, apunta a fabricar 25 camiones el año que viene y 400 en 2021. Si todo sale bien, para 2022 la empresa producirá ocho toneladas de hidrógeno limpio por día con electricidad renovable en cada estación de servicio, suficiente para 250 camiones.

Aunque proyectos de corto plazo como la línea de tren en San Bernardino y los trenes de Alstom en Europa son viables, el hidrógeno todavía no está listo para pasar a los trenes de carga, un mercado mucho más grande, según investigadores del Departamento de Energía de EE.UU.

“Las locomotoras de carga de larga distancia plantean el desafío más grande, pero tienen el mayor valor para la sociedad, ya que el volumen de diésel que se reemplazaría con hidrógeno aportaría mucho a las economías de escala y bajaría mucho el costo de combustible”, según un informe preparado recientemente por Sandia National Laboratories para el Departamento de Energía y la Administración Federal de Ferrocarriles de EE.UU.

“Para impulsar la tecnología se necesitarán, entre otras cosas fundamentales, sistemas de celdas de combustible más eficientes, aprovechar la reducción de los costos proyectados y la modularidad, ensamblajes de electrodos de membranas más durables hechos de materiales avanzados, sistemas de control más precisos, condiciones operativas optimizadas y la posibilidad de enviar hidrógeno a las locomotoras a costos competitivos”.

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