El coche de hidrógeno

Recientemente Toyota ha sacado al mercado el primer coche de hidrógeno comercial. El Toyota Mirai va equipado con una pila de combustible (nombre técnico del motor de hidrógeno). El coche de motor  de hidrógeno, de pila de combustible, pero no de motor de agua (el agua son las cenizas, decimos coches de gasolina no coches de H₂O, CO₂ y NO_x) tiene muchas ventajas, es un coche normal y corriente con 550 Km de autonomía como cualquiera de gasolina, apenas hace ruido y sólo emite vapor de agua por el tubo de escape. 

Mirai de Toyota.

La ultramoderna pila de combustible que por cierto es un invento del siglo XIX y ya la usaba la NASA en los años 60 en las cápsulas Gemini y Apollo. No es más que un dispositivo alimentado por hidrógeno molecular y oxígeno atmosférico que gracias a la química se transforman en agua pura y una gran cantidad de electricidad que aprovechan unos silenciosos y eficientes  motores eléctricos (otro invento del siglo XIX) para mover el coche.

Que la pila de combustible sea un invento del siglo XIX y no se haya utilizado hasta ahora ha dado pie a muchas teorías conspiranóicas sobre los poderosos “señores malos” del petróleo que no dejaban desarrollarla,  pero si consideramos la sociedad en su conjunto y no por grupos de interés, siempre ha sido más fácil, más barato y mucho menos peligroso utilizar motores de gasolina que los de hidrógeno.  Si ahora salen a la luz estos motores es porque los costes comienzan a equipararse y porque había muchas dificultades técnicas para implantarlo. Ahora con muchas de esas dificultades solucionadas pronto el hidrógeno será más barato que la gasolina y el gasoil.

Los motivos de esta equiparación de costes con los derivados del petróleo son varios: por un lado la tecnología del hidrógeno ha tenido que superar muchos obstáculos técnicos no disponibles durante el siglo XX. Por ejemplo, para almacenar gasolina o diésel basta con verterlos en un depósito de acero convenientemente reforzado e impermeabilizado, pero el hidrógeno es el átomo más pequeño y ligero de la tabla periódica así que si vertemos hidrógeno líquido en un depósito de acero, el hidrógeno sencillamente se evaporará a través de los intersticios moleculares del acero o de cualquier material con el que se pretenda impermeabilizarlo. La única solución es asociar mediante algún tipo de enlace débil cada molécula de hidrógeno. No sé qué solución habrá adoptado Toyota pero si lo ha comercializado no dudaré de su ideonidad. Otro problema y este no tiene solución, es la ligereza del hidrogeno, un kilo de hidrógeno ocupa mucho, muchísimo más que uno de agua, de gasolina o de cualquier líquido conocido. En vez de 50 litros de gasolina el Miari almacena 5 litros de hidrógeno a 700 bares de presión para recorrer esos 550 Km de autonomía.

Otra mala costumbre del hidrógeno es la de arder con una llama muy vigorosa pero absolutamente invisible. Supongo que al echar hidrógeno en la hidrogenera (gasolinera de hidrógeno) no nos quemaremos las cejas, otro problema grave que han tenido que solucionar.

Y finalmente el hidrógeno es un gas, así que para hacerlo líquido a temperatura ambiente hay que gastar mucha energía en enfriarlo aunque este problema posiblemente se haya solucionado solo al asociar el hidrógeno con otra molécula como he dicho antes y matando de este modo dos pájaros de un tiro. O simplemente comprimiéndolo a 700 bares aunque si es este caso, desconozco cómo han solucionado el problema de las pérdidas por porosidad.

Por otra parte, la escasez de petróleo convertirá la gasolina y el gasóleo cada vez más en artículos de lujo, así que poco a poco los coches de hidrógeno serán más competitivos económicamente respecto a los de gasolina.

De todas formas hoy por hoy el coche de hidrógeno es mucho más caro que el de gasolina. 66.000 € del Mirai con un coste del combustible  de unos 9,5 € por 100 km  frente a los 5-6 € de la gasolina o diésel. Pero cuando se fabriquen masivamente su coste bajará. Al principio los coches de gasolina eran mucho más caros que los caballos pero hoy es justo lo contrario.

El coche de hidrógeno es en definitiva un coche eléctrico pero al que se le quita su mayor inconveniente (la batería) y se sustituye por un depósito de hidrógeno que almacena mucha más energía que cualquier batería actual. En realidad también lleva una batería similar a la del Toyota Camry Hybrid pero su objetivo no es proporcionar la electricidad sino servir de acumulador, es decir tomar la sobrante de las frenadas y proporcionarla en los arranques porque luego en vez de alimentarse de la propia batería o de un motor convencional de gasolina se alimenta de la pila de hidrógeno.

Otro factor muy importante a tener en cuenta es  que el hidrógeno no es una fuente de energía como el petróleo o el carbón. Es un vector, es decir el petróleo, el gas natural y el carbón salen de la tierra y los podemos quemar directamente, pero el hidrógeno hay que obtenerlo del metano, del petróleo o del agua. Ahora mismo la fuente más barata de hidrógeno es el metano (gas natural) pero a medida que se agote el metano habrá que obtenerlo del agua.  ¿Dónde está el problema? Pues que  para obtener 100 W de energía quemando hidrógeno previamente hemos tenido que gastar más de 100 W para obtenerlo, es decir el hidrógeno no es una fuente de energía, por eso decimos que es un vector.

Aun así no está todo perdido, por ejemplo por la noche los aerogeneradores generan mucha energía eólica que no se usa y hay que desconectarlos de la red. Bastaría con utilizar toda esa energía sobrante para obtener hidrógeno del agua de forma renovable para  alimentar estos coches o simplemente para generar electricidad y volcarla a la red en momentos de calma del viento o/y de mayor demanda.

En definitiva, agotado el petróleo, el carbón y el gas natural sólo dispondremos de agua para generar hidrógeno y este deberá obtenerse a partir de grandes cantidades de electricidad de origen renovable que como hemos visto, una pequeña parte puede salir del excedente que tiramos por falta de demanda pero la gran mayoría deberá salir de potencia aún no instalada.

Y aquí es donde está el problema más serio. Actualmente sólo el 10-15 % de la energía primaria es electricidad por tanto acabados los combustibles fósiles tendremos que convertir en electricidad ese 85-90% restante por lo que si tenemos que prescindir completamente de la energía fósil tendremos que  multiplicar casi por 6 toda la red global eléctrica y no sólo eso, sino hacerla toda 100 % renovable. A mí se me antoja sino imposible si muy difícil. Así que me temo que si veremos coches de hidrógeno pero no veremos coches de hidrógeno baratos.

Hay una pequeña reseña en el diario Expansión:

/directivos/2015/10/21/5627eb8422601d15508b45da.html

(no enlazo por problemas legales)