Hidrógeno: ¿la próxima ola para vehículos eléctricos? – Petrofinanzas

Hidrógeno: ¿la próxima ola para vehículos eléctricos?

Los vehículos eléctricos con batería están en los titulares, pero las pilas de combustible están ganando impulso, con buenas razones. El hidrógeno podría desempeñar un papel vital en el sistema de energía renovable y en la movilidad futura.

En la reunión COP21 en París en 2015, 195 países acordaron mantener el calentamiento global por debajo de 2 grados Celsius por encima de los niveles preindustriales. Para alcanzar este objetivo, el mundo deberá reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO2) relacionadas con la energía en un 60 por ciento para 2050, incluso a medida que la población crezca en más de dos mil millones de personas.Esto requiere cambios drásticos en nuestro sistema energético: un fuerte aumento de la eficiencia energética, una transición a fuentes de energía renovable y portadores de energía con bajas emisiones de carbono, y un aumento en la velocidad a la que la industria captura y almacena o reutiliza las emisiones de CO2 creadas por el combustibles fósiles restantes en uso.

El hidrógeno puede jugar siete papeles principales en la transformación de energía

El hidrógeno es un portador de energía versátil y se puede producir con una huella de carbono baja. Puede desempeñar siete funciones principales en la transformación de energía, que abarca desde la columna vertebral del sistema de energía hasta la descarbonización de aplicaciones de uso final:

  • Habilitación del sistema de energía renovable (1-3). Al proporcionar un medio de almacenamiento de energía a largo plazo, el hidrógeno puede permitir una integración a gran escala de electricidad renovable en el sistema energético. Permite la distribución de energía entre regiones y estaciones y puede servir como un amortiguador para aumentar la resiliencia del sistema de energía.
  • Descarbonización de transporte (4). El sector del transporte de hoy depende casi por completo de los combustibles fósiles y genera más del 20 por ciento de todas las emisiones de CO2. Los vehículos propulsados ​​por hidrógeno, con su alto rendimiento y la comodidad que ofrecen los tiempos de reabastecimiento rápidos, pueden complementar los vehículos eléctricos con batería para lograr una amplia descarbonización de los segmentos de transporte.
  • Descarbonizar los usos de la energía industrial (5). En la industria pesada, el hidrógeno puede ayudar a descarbonizar procesos que son difíciles de electrificar, en particular aquellos que requieren un alto grado de calor. El hidrógeno también se puede usar en unidades de cogeneración para generar calor y energía para usos industriales.
  • Descarbonizar el calor y la potencia del edificio (6). En regiones con redes de gas natural existentes, el hidrógeno podría aprovecharse de la infraestructura existente y proporcionar un medio rentable de calefacción de la descarbonización.
  • Suministro de materia prima limpia para la industria (7). Los usos actuales del hidrógeno como materia prima de la industria, que ascienden a más de 55 millones de toneladas por año, podrían descarbonizarse por completo.
  • El hidrógeno también podría emplearse para producir productos químicos y acero más limpios, utilizándolo como materia prima química en combinación con el carbono capturado y utilizándolo como agente reductor del mineral de hierro.

El papel del hidrógeno en el sector del transporte está integrado en la visión de todo el sistema

Como se describió, el hidrógeno tiene una amplia gama de aplicaciones en el sistema de energía (Anexo 2), con su papel para la descarbonización del sector del transporte entre los más destacados. En la visión del Consejo de Hidrógeno, en la cual el hidrógeno se despliega agresivamente para limitar el calentamiento global a 2 grados, un tercio del crecimiento global de la demanda de hidrógeno podría provenir del sector del transporte.

Para el año 2050, los miembros del consejo creen que los vehículos con celdas de combustible impulsados ​​por hidrógeno podrían constituir hasta 20 por ciento de la flota total de vehículos, unos 400 millones de automóviles, 15 millones a 20 millones de camiones y alrededor de 5 millones de autobuses.

En la visión del consejo, las locomotoras de hidrógeno también podrían reemplazar el 20 por ciento de las locomotoras diesel, y el combustible sintético a base de hidrógeno podría impulsar una parte de los aviones y barcos de carga. En total, el sector del transporte podría consumir 20 millones de barriles menos de petróleo por día si se desplegara el hidrógeno en la medida descrita.

Las celdas de combustible podrían complementar las baterías para descarbonizar el transporte

El hidrógeno y las baterías a menudo se representan como tecnologías competitivas, y las baterías han recibido mucha atención en los últimos años (“protón versus electrón”). Las fortalezas y debilidades relativas de estas tecnologías, sin embargo, sugieren que deberían desempeñar funciones complementarias. Los vehículos eléctricos de batería exhiben una mayor eficiencia de combustible en general, siempre que no sean demasiado pesados ​​debido a los grandes tamaños de batería, lo que los hace ideales para vehículos ligeros y de corta distancia.

El hidrógeno puede almacenar más energía en menos peso, lo que hace que las pilas de combustible sean adecuadas para vehículos con cargas pesadas y distancias largas. El reabastecimiento más rápido también beneficia a las flotas comerciales y otros vehículos en uso casi continuo. El modo en que se relacionen las tecnologías dependerá principalmente de cómo evolucione la tecnología de la batería y cuán rápidamente se puedan lograr las reducciones de costos de la producción de células de combustible.

Para 2030, se necesitará el equivalente a unos 80 millones de vehículos con emisiones cero en la carretera, y para 2050, las emisiones promedio de CO2 deberán disminuir en un 70 por ciento por pasajero kilómetro. Alcanzar estos ambiciosos objetivos requerirá una gama de trenes de potencia y combustibles.

No solo los vehículos eléctricos de batería (BEV) y los vehículos eléctricos de celda de combustible (FCEV) no compiten, sino que el creciente éxito de los BEV puede en realidad impulsar la absorción de los FCEV. Ambas tecnologías se benefician a medida que la movilidad eléctrica se vuelve ampliamente aceptada y la escala de crecimiento reduce los costos de las transmisiones eléctricas y otros componentes.

Los expertos de la industria creen que el costo total de propiedad de los BEV y FCEV podría converger en la próxima década y volverse competitivos con los vehículos con motor de combustión interna (ICE) en 12 o 15 años a partir de hoy.

En función de sus ciclos de vida completos, los FCEV consiguen emisiones de CO2 muy bajas, en parte porque no requieren grandes baterías cuya producción consume mucha energía y recursos. Incluso cuando los FCEV usan hidrógeno del gas natural sin captura de carbono, emiten de 20 a 30 por ciento menos de CO2 que los vehículos propulsados ​​por motores de combustión interna.

En realidad, el hidrógeno ya tiene menos CO2 que esto: varias estaciones de abastecimiento de combustible extraen su suministro de hidrógeno de la electrólisis con electricidad renovable, y la producción de fuentes fósiles se puede combinar con una captura y almacenamiento efectivos de carbono.

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