Vehículos de hidrógeno: ¿el agua como fuente de energía?

27 Mar Vehículos de hidrógeno: ¿el agua como fuente de energía?

Por Maria Sanz

Si utilizan las líneas de autobús 66, 59, 64 o 57, muy probablemente hayan subido a algún autobús de hidrógeno. La principal característica es que no generan ningún tipo de emisión a la atmósfera, sólo vapor de agua, y que la contaminación acústica de su motor es cero. No hace falta decir que una fuente de energía absolutamente limpia e inagotable es la cuadratura del círculo que todos buscan ahora que el límite del agotamiento de los combustibles fósiles se marca cercano al 2005. Claro que, además, la obtención de energía a partir del hidrógeno tendrá que ser rentable para asegurar la implantación de ?hidrogeneras? por parte de las empresas suministradoras de energía, es decir las petroleras. Pero hay que saber que todas ellas investigan el hidrógeno como posible alternativa.

Desde octubre de 2003 tres han sido los autobuses de hidrógeno que han prestado servicio a la ciudad de Barcelona dentro del marco del proyecto CUTE (Transportes Urbanos limpios para Europa) impulsado por la Unión Europea, que aporta el 35% del presupuesto. Este proyecto pretende el desarrollo de autobuses alimentados con pilas de hidrógeno como energía limpia para el transporte público. Además de Barcelona, han participado las ciudades de Madrid, Ámsterdam, Estocolmo, Hamburgo, Sttutgart, Londres, Luxemburgo, Reykiavik, Perth y Oporto; 4 universidades europeas, 6 empresas suministradoras de energía, 5 agencias públicas y Evobus, empresa de autobuses de Daimler Chrysler, que ha sido el fabricante de los autobuses y el principal impulsor del proyecto.

En Barcelona, CUTE  ha estado liderado por TMB con una inversión de cerca de 4 millones de euros. La suministradora de energía ha sido la petrolera BP, encargada de construir una estación de hidrógeno de 1100 m2 en las instalaciones de autobuses de la Zona Franca. En esta planta se genera, se almacena y se proporciona el hidrógeno a los autobuses. Se trata de la primera planta de hidrógeno en Europa que utiliza energía solar fotovoltaica, en lo que ha sido un esfuerzo añadido a la hora de llevar a cabo un proyecto totalmente ecológico y sostenible.
Hay que aclarar que este es un proyecto pionero y experimental y  que su implantación generalizada en nuestras ciudades no será inmediata. La previsión era finalizar una primera fase de pruebas al cabo de dos años, en octubre de 2005, pero sus participantes han solicitado una prórroga de un año para profundizar en la investigación tanto desde el punto de vista técnico como el de explotación del negocio. De la mano de José Manuel Rodríguez-Huertos, responsable de la unidad de planificación de mantenimiento, intentaremos desgranar los desafíos que plantea este proyecto y cómo se han superado las dificultades. 

LA HIDROGENERA

Este es el planeta agua, H2O, de manera que por falta de hidrógeno no será. Asimismo hay diferentes procesos para obtenerlo y Barcelona se decidió por la electrólisis que rompe la molécula de agua y separa el hidrógeno del oxígeno. Y lo más importante, se utiliza energía solar para obtener la electricidad necesaria para el proceso y así llevar a cabo un proyecto totalmente ecológico. De momento, los 186,2 m2 de paneles de la Zona Franca permiten obtener un 10% de la energía utilizada en la electrólisis. ?Otras ciudades del proyecto han optado por métodos que implicaban el uso de combustibles fósiles, pero nosotros consideramos que no era coherente?, afirma José Manuel Rodríguez-Huertos.   
Una vez se ha obtenido el hidrógeno, se comprime a más de 350 bar y se almacena en botellas. Y ha sido precisamente la compresión el proceso que ha generado más problemas a la  hidrogenera porque el aceite de las compresoras pasaba al hidrógeno contaminándolo y, consecuentemente, contaminaba también las pilas de los autobuses. ?Este problema nos hizo ver que teníamos que aumentar los planes de mantenimiento preventivo y hacer cada 6 meses una revisión general de los compresores?, explica José Manuel.

Otro tema importante fue el diseño del protocolo de seguridad y la formación de los operarios que lo manipulan ya que el hidrógeno es un gas que entra en combustión en contacto con la atmósfera y que cuando quema no tiene olor ni emite llamas, lo que obligaría, por ejemplo, a trabajar con gafas de infrarrojos en caso de una fuga. ?Los gases no son peligrosos siempre que no estén confinados y que no tengan una vía de escape. De la misma manera que cuando vamos a repostar en una gasolinera tomamos una serie de medidas de seguridad para evitar los riesgos, nosotros tenemos que hacerlo con el hidrógeno. Siempre hay que diferenciar entre el riesgo y el peligro. El peligro existe, pero el riesgo es muy bajo, no es mayor que el del gas natural que muchos de nosotros tenemos en casa?, afirma José Manuel.

PILAS DE HIDRÓGENO

Cuando decimos pilas, no se trata de las baterías acumuladoras de energía que utilizamos, sino de un dispositivo que transforma la energía química en energía eléctrica a partir de la oxidación del hidrógeno.

El proceso es el siguiente: el hidrógeno comprimido en botellas se coloca en el techo del autobús. Entonces, de manera controlada, se pone en contacto el hidrógeno con el oxígeno del aire y se produce una reacción química sin proceso de combustión que solo emite vapor de agua. Entonces las pilas utilizan la energía de esta reacción para generar la electricidad que accionará el motor del autobús.

Precisamente, uno de los desafíos del proyecto es el actual elevado precio de la pila. ?Si un autobús de gas natural cuesta 240.000 y uno Diesel 200.000, uno de hidrógeno cuesta 1,25 millones de euros a causa de la pila?, nos comenta José Manuel. Por el momento estas pilas sólo se fabrican en Canadá, lo que también encarece el mantenimiento cuando es necesario el desplazamiento de algún técnico. Otro inconveniente es su peso, una tonelada, lo que obliga al autobús a consumir más energía. Todo esto hace que el coste actual de explotación sea muy elevado, ya que el Km. de hidrógeno sale 10 veces más caro que el Km de gas o diesel. ?Ahora, a nivel internacional se está buscando producir pilas más pequeñas, más eficientes y fabricadas con materiales menos costosos. Incluso, parece que se podría llegar a reducir los costes en una proporción de 1 a 10. Y a nivel nacional, liderado por el Ministerio de Ciencia y Tecnología y en colaboración con más ingenierías y empresas, se está intentando tener una pila española. Esto podría permitir llegar a un precio similar al de un vehículo convencional y abaratar también el mantenimiento porque no tendrían que venir técnicos extranjeros?, afirma José Manuel.   

EL SERVICIO A LOS USUARIOS

La razón de elegir ciudades tan distintas era poder evaluar el rendimiento de los vehículos en condiciones orográficas y climatológicas diferentes. En Barcelona, los responsables de TMB escogieron líneas de servicio que tuvieran recorridos tanto en dirección mar-montaña como Besós-Llobregat y viceversa. Paralelamente, TMB realizó encuestas a los usuarios y los porcentajes de satisfacción fueron apabullantes. El 90% de los usuarios encuestados declaró que les gustaba mucho o bastante el autobús de hidrógeno.

ENERGÍA LIMPIA Y RENOVABLE

Lo que todo el mundo tiene claro son los beneficios que se derivarán cuando la tecnología esté a punto:

– Emisiones CO2=0 (Diesel: 1?44Kg. CO2 /Km.; gas natural: 1?65Kg. CO2/Km.), lo que contribuye a frenar el efecto invernadero siguiendo las directrices de Kyoto.
– Solución a los problemas medioambientales urbanos motivados por la elevada concentración de vehículos.   
– Energía plenamente renovable.
– Alternativa a los combustibles fósiles.
– No produce contaminación acústica.
– Producción limpia de hidrógeno: no traslada el problema de la contaminación de la zona urbana al lugar de producción, ya que también la obtención de la fuente de energía se hace a través de procesos sostenibles.

TMB siempre ha sido pionera en iniciativas de movilidad. Durante los años 80 hicieron pruebas con gas licuado del petróleo, butano, pero consideraron que no era sostenible; después empezaron con los autobuses de gas natural que reducían de manera significativa la emisión de contaminantes; y con respecto al Diesel, siempre han ido por delate de las exigencias europeas de emisiones medioambientales. ?Siempre nos hemos preocupado desde un punto de vista de innovación tecnológica, de lo que podríamos llamar ingeniería medioambiental. Y ahora acabamos de crear un departamento de medioambiente que intenta definir estrategias y políticas medioambientales a seguir, cuantificarlas económicamente, etc.?, asegura José Manuel.

?Hace 20 años ?comenta José Manuel- un profesor mío de termodinámica decía que los automóviles acabarían funcionando con agua. Todos pensábamos que estaba loco, pero está claro que ya es una realidad y que trabajamos en esta dirección?.

Barcelona se decidió por la electrólisis que rompe la molécula de agua y separa el hidrógeno del oxígeno. Y lo más importante, se utiliza energía solar para obtener
la electricidad necesaria para el proceso y así llevar a cabo un proyecto totalmente ecológico.

Otro tema importante fue el diseño del protocolo de seguridad y la formación de los operarios que lo manipulan ya que el hidrógeno es un gas que entra en combustión en contacto con la atmósfera y que cuando quema no tiene olor ni emite llamas.

El hidrógeno comprimido en botellas se coloca en el techo del autobús y de manera controlada, se pone en contacto el hidrógeno con el oxígeno del aire y se produce una reacción química sin proceso de combustión que sólo emite vapor de agua. Entonces las pilas utilizan la energía de esta reacción para generar la electricidad que accionará el motor
del autobús.

Emisiones CO2 = 0  (Diesel: 1?44 Kg. CO2 /Km.; gas natural: 1?65 Kg. CO2 /Km.), lo que contribuye a frenar el efecto invernadero siguiendo las directrices
de Kyoto.

?Hace 20 años ?comenta José Manuel- un profesor mío de termodinámica decía que los automóviles acabarían funcionando con agua. Todos pensábamos que estaba loco, pero está claro que ya es una realidad y que trabajamos en esta dirección?.

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www.fuel-cell-bus-club.com
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