No hemos aún afianzado la movilidad basada en baterías eléctricas de iones de litio (se habla ya de las de estado sólido), cuando reaparece la pila de hidrógeno como alternativa para generar electricidad limpia en el transporte, aunque en la industria se conoce y utiliza desde hace mucho para fabricar combustibles y fertilizantes.
Históricamente, el hidrógeno se ha usado en zepelines con no muy buen recuerdo. En 1937 el dirigible alemán Hindenburg se incendió por una chispa que prendió una de las catorce bolsas en las que almacenaba 200.000 m3 de hidrógeno. La catástrofe hizo abandonar este silencioso medio de transporte.
Más recientemente, el hidrógeno y el oxígeno son el binomio que nos ha permitido llegar a la Luna y desarrollar las misiones de los transbordadores espaciales, donde cada uno cargaba dos millones de litros de oxígeno y nitrógeno líquidos.
Para cada necesidad de movilidad llegaremos a un uso combinado de las distintas opciones
Yendo hacia atrás en la historia del automóvil, en 1839 aparece el primer eléctrico cuya autoría se atribuye a Robert Anderson. El primer coche de hidrógeno es el Hippomobile de 1863 del que se vendieron 400 unidades. Y de 1885 es el primero de combustión interna, atribuido a Carl Benz. Aunque la gran ventaja del hidrógeno es su poder calorífico, muy superior a la gasolina o el gas natural, intereses políticos y económicos aparcaron dos de estas tres opciones.
Tipo de hidrógeno: por colores
El hidrógeno como combustible lo podemos clasificar “por colores” según el proceso de producción. A partir del reformado, proceso químico mediante el que —usando gas metano (CH4) y agua (H2O) a altas temperaturas— se obtiene H2 y residuos de CO2. Si este dióxido de carbono lo expulsamos a la atmósfera hablamos de Hidrógeno Gris; y si usamos carbón o petróleo para producirlo, será Hidrógeno Negro.
Si en el proceso anterior capturamos y almacenamos los gases que contienen carbono, sin expulsarlos a la atmósfera, lo denominamos Hidrógeno Azul. Finalmente, si en vez de gas metano, empleamos agua y separamos su molécula en hidrógeno y oxígeno (mediante electrolisis, descomposición por electricidad) obtenemos Hidrógeno Verde. Eso sí, siempre que la electricidad empleada para su producción provenga de eólica, solar y nuclear. Sí, según la CE esta última es energía verde, al no emitir CO2.
Hidrógeno y movilidad
En lo que se refiere a la movilidad terrestre, las ventajas de usar hidrógeno son los breves tiempos de recarga, similares a repostar gasolina o GLP (Gas Licuado del Petróleo) y estar etiquetados como cero emisiones, al emitir vapor de agua por el escape.
Como inconvenientes están la necesidad de desarrollar motores fiables, depósitos seguros y, sobre todo, puntos de recarga. Al igual que con el coche eléctrico, se necesita invertir en una red de hidrolineras o hidrogeneras, así como un sistema de transporte desde los centros de producción para abastecerlas.
Según Iberdrola, el objetivo es que España cuente con una red superior a 100 hidrogeneras en 2030
Según Iberdrola, el objetivo es que España cuente con una red superior a 100 hidrogeneras en 2030. Por comparar, a diciembre de 2024 la red de estaciones de servicio en España para los combustibles fósiles es de 12.631. Las primeras de ellas instaladas hace justo cien años, el mismo tiempo que lleva mejorándose los motores de combustión interna.
Hay que señalar también que, a finales de 2024, había en todo el mundo unas 1160 hidrogeneras operativas, cifra similar al número de gasolineras existentes solo en Madrid. No es realista pedir a la industria cambios tan radicales en tan poco tiempo.
El coste del hidrógeno verde
Otro gran inconveniente es el precio del hidrógeno verde, que supera en tres veces el del gas natural. Si bien a la baja, este precio viene de la combinación de tres parámetros: el coste y rendimiento de los electrolizadores, sus horas de funcionamiento y el precio de la electricidad para llevar a cabo el proceso.
A lo anterior hay que añadir otro factor clave que no podemos pasar por alto: el agua. Para producir una tonelada de hidrógeno necesitamos unos 18 m3 de agua, cuyo precio y escasez pueden complicar la rentabilidad de la operación, sobre todo en países con restricciones hídricas. Recordemos también que, para producir una tonelada de gasolina, el consumo de agua se eleva hasta los 97 m3.
Por último, hay que reciclar las pilas de hidrógeno, tarea aún pendiente, al igual que sucede con las baterías de coches eléctricos.
Movilidad terrestre
En movilidad terrestre, un vehículo de hidrógeno tiene un motor eléctrico alimentado por una batería que se recarga gracias a la reacción química que se produce en la pila de combustible FCV (Fuel Cell Vehicle). Para que esta se produzca es necesario que el hidrógeno a alta presión, almacenado en el depósito del vehículo, se mezcle con el oxígeno del exterior.
La gran diferencia con el motor eléctrico es la forma en que ambos almacenan y usan la energía. En el eléctrico, su combustible ya está en las baterías y se activa con la electricidad exterior, que es la que se carga por la toma de corriente.
Un kilogramo de hidrógeno nos da una autonomía para 100 km (8€/100 Km); un litro de gasolina nos brinda entre 12 y 15 Km (10€/100 km); un consumo de 18 kW/hora da para 100 km en un eléctrico (2,5€/100 Km). Obvio es decir que los precios se ven enormemente afectados por los impuestos del momento.
En cuanto a eficiencia máxima, un motor térmico está en el 40%, la pila de hidrógeno en el 60% y una batería eléctrica en el 90%.
Movilidad naval y aérea
En lo que se refiere a la movilidad naval, sustituir combustibles pesados y contaminantes —como el bunker marino o el diésel— por GNL, metanol o biocombustibles, son algunas de las opciones más barajadas hasta el momento por los armadores. En el caso del hidrógeno, los costes asociados a su producción, infraestructuras de manipulación y almacenamiento a bordo han retrasado hasta ahora su implantación.
Sí es cierto que se abre una nueva alternativa en buques que ya usan GNL (Gas Natural Licuado) que, combinado con vapor de agua, producen hidrógeno y CO2. Esta mezcla de hidrógeno y GNL se inyectaría en motores de combustión interna o en las propias pilas de combustible del buque, eliminando así la necesidad de almacenar hidrógeno a bordo. El CO2 se licuaría, lo que permitiría su almacenamiento y posterior eliminación al llegar a tierra.
En el caso concreto de los petroleros, el CO2 almacenado podría emplearse como gas para inertizar, o sea, rellenar el espacio entre el techo del tanque y el producto, para facilitar las descargas y no contaminarlo. Todo esto sin grandes inversiones añadidas.
En movilidad aérea, las compañías aeronáuticas están desarrollando sus pilas de hidrógeno, pero la entrada prevista al mercado (en 2035 en el caso de Airbus) se está retrasando por problemas tecnológicos, como que el hidrógeno líquido (a -205ºC) ha de gasificarse antes de entrar en la turbina, la robustez de los depósitos de almacenaje y su seguridad.
Uso combinado
Así que, para cada necesidad de movilidad llegaremos a un uso combinado de las distintas opciones, que entrarán con tiempos, precios y desarrollos técnicos distintos. Esto sin tener en cuenta a los gobiernos que, por diferentes intereses, apoyen o graven con impuestos cada alternativa.
Mi estimación es que, en ciudades, la movilidad pública y privada será gas y eléctrica; para camiones o flotas de autobuses, hidrógeno; la movilidad entre ciudades y grandes distancias con biodiésel y gasolinas 100% renovables y, más tarde, eléctrica e hidrógeno. En buques, GNL e hidrógeno y en aviones, bio jet fuel y finalmente hidrógeno.
Queda abordar con rigor la transformación energética, donde las tecnologías modificarán costumbres de uso y movilidad
Harán falta al menos un par de décadas para que el hidrógeno sea competitivo en precio, sin olvidar el coste de los vehículos y la enorme inversión para transformar las estaciones de servicio en suministradoras multiproducto de biocombustibles, gases, electricidad e hidrógeno.
Queda abordar con rigor la transformación energética, donde las tecnologías (sin olvidar precios e impuestos) modificarán costumbres de uso y movilidad. Deseable es que intereses particulares no descarten opciones válidas, como sucedió en el pasado con el coche eléctrico y de hidrógeno frente al de gasolina. Los fabricantes de vehículos y los usuarios también tendrán mucho que decir.
El camino no pasa por eliminar opciones tecnológicas, sino evolucionar e integrar soluciones innovadoras, reutilizando además los residuos generados en nuestros procesos industriales como nueva materia prima para obtener más energía.
