05 marzo 2008
Crece uso de hidrógeno como combustible para vehículos y electricidad
Cientos de automóviles alimentados con hidrógeno circulan en las calles del mundo
Washington – Como fuente de combustible y conductor de energía, el hidrógeno – el elemento más abundante en el universo – comienza a pasar de la ciencia ficción e investigación básica, a los almacenes, aeropuertos, torres de teléfono celularesy carreteras del mundo.
El hidrógeno es la fuente de energía renovable más versátil – un combustible universal que se puede quemar en una máquina o integrar en una celda de combustible para alimentar vehículos, edificios y hogares, plantas de energía de servicio público y cualquier otra cosa que utilice la energía eléctrica.
Cuando se quema en una máquina, el hidrógeno es aproximadamente 30 por ciento más eficiente que la gasolina. Cuando una celda de combustible de hidrógeno se usa para alimentar un vehículo, la celda de combustible es de 100 a 200 por ciento más eficiente que la gasolina. Los motores alimentados con combustible de hidrógeno no emiten dióxido de carbono, y el único producto derivado de las celdas de combustible es agua limpia.
En una celda de combustible, el hidrógeno es conductor de energía más que combustible. Un conductor de energía es una sustancia o sistema que conduce la energía en su forma usable, de un lugar a otro. La electricidad, el conductor de energía mejor conocido, conduce la energía almacenada en carbón, uranio y otros recursos hacia plantas de energía que distribuyen la energía transformada a zonas residenciales y empresas.
“El hidrógeno es un excelente habilitador para las tecnologías de energía renovable”, dijo Patrick Serfass, presidente de la Asociación Nacional del Hidrógeno, al Servicio Noticioso desde Washington. “Funciona con tecnologías de combustible fósil, nuclear, etanol, biomasa – básicamente, todas las alternativas de combustible. Funciona bien con las tecnologías de vehículos híbridos, así como con baterías y accesorios”.
Las celdas de combustible se pueden usar para compensar la naturaleza intermitente de la energía eólica y solar, por ejemplo, al igual que para expandir el rango limitado de las baterías en los vehículos eléctricos.
RETO Y PROGRESO
El gas hidrógeno es abundante en la Tierra, pero sólo se encuentra en forma compuesta con otros elementos – dos átomos de hidrógeno combinados con un átomo de oxígeno forman el agua (H2O), así como el hidrógeno que combinado con carbón forma compuestos (hidrocarburos) como el metano, carbón y petróleo. Los científicos en todo el mundo enfrentan ésta y otras barreras tecnológicas.
“Los tres retos principales para producir hidrógeno”, dijo George Sverdrup, un investigador y funcionario del gobierno con el Departamento de Seguridad Energética de Estados Unidos (DOE), al Servicio Noticioso, “son cómo producir hidrógeno a un costo de dos a tres dólares por equivalente del galón de gasolina (aproximadamente 4 litros); para almacenamiento, es cómo almacenar suficiente hidrógeno a bordo de un vehículo para permitir una distancia de manejo económica de 300 millas (483 kilómetros); y para las celdas de combustible, es cómo llevarlas al punto donde tengan un costo competitivo y sean igual de duraderas que los motores de gasolina”. Sverdrup es el gerente de del Programa de Tecnologías de Hidrógeno, Celdas de Combustible e Infraestructura del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del DOE.
El hidrógeno se puede producir a través de un proceso químico de los combustibles fósiles de hidrocarburo, o de una variedad de fuentes de energía renovable. Pero la electricidad producida con hidrógeno proveniente de combustibles fósiles, no es renovable y genera emisiones de gases de efecto invernadero.
En NREL, el trabajo con hidrógeno se centra en producir el elemento de fuentes de energía renovable para la producción, entrega y almacenamiento de hidrógeno, celdas de combustible, tecnología de validación (sistemas de prueba en un ambiente comercial), seguridad, códigos y normas y análisis.
Por ejemplo, en un proceso llamado electrolisis (una corriente eléctrica pasa a través de agua para separar los átomos de hidrógeno y oxígeno), los científicos de NREL buscan producir hidrógeno del agua al usar la luz del sol, biomasa, viento y recursos biológicos como alga y bacteria.
El almacenamiento de hidrógeno es uno de los principales obstáculos para su comercialización y, NREL es uno de los tres centros nacionales de excelencia en Estados Unidos que trabajan en el problema, al usar estrategias diferentes.
“El hidrógeno representa una gran promesa para un futuro con energía sostenible, como el elemento clave de una mezcla de combustibles”, afirmó Sverdrup. “Existen todavía obstáculos técnicos que superar, pero contamos con excelentes científicos e ingenieros en Estados Unidos y estamos trabajando en solucionar el problema”.
EN LA CARRETERA
Cientos de automóviles alimentados con hidrógeno circulan por las calles de todo el mundo y, por lo menos tres fabricantes – BMW, Honda y General Motors – presentan sus primeros vehículos. Los fabricantes de vehículos ponen los vehículos alimentados con hidrógeno en las manos de los consumidores, para que realicen pruebas de manejo prolongadas. Los automóviles cuentan con motores de hidrógeno u operan con celdas de combustible de hidrógeno.
De acuerdo con DOE, el costo del sistema para celdas automotrices de combustible bajó de 275 dólares por kilovatio hora en 2002 a 95 dólares por kilovatio hora en 2008, y se estima que será de 60 dólares por kilovatio hora en 2009. El objetivo es 30 dólares para el año 2015. El costo estimado de un motor de gasolina es aproximadamente de 50 dólares por kilovatio hora, explicó Serfass.
El modelo Hydrogen 7 del fabricante BMW es el primer vehículo de producción con alta calidad en el mundo, y Honda presentó en arrenda su sedán FCX Clarity alimentado con celdas de combustible de hidrógeno a un número limitado de conductores en el sureste californiano este verano – un plan de arrendamiento de 600 dólares al mes por tres años, en una zona que cuenta con estaciones de abastecimiento de hidrógeno en operación, así como talleres con instalaciones para el mantenimiento de estos automóviles que participan en el programa.
En Estados Unidos, el proyecto de Demostración Nacional para Aprendizaje del Hidrógeno del DOE, que tiene aproximadamente 70 automóviles alimentados con hidrógeno en las calles, es una asociación creada entre el gobierno y la industria privada para probar, demostrar y validar los vehículos alimentados por celdas de combustible de hidrógeno, al igual que las estaciones de combustible.
Muchos países cuentan con sólidos programas de vehículos alimentados con hidrógeno, indicó Serfass, entre los que se incluye a Estados Unidos, Canadá y otros países en Asia y Europa.
El DOE, los fabricantes de automóviles y la Asociación Nacional del Hidrógeno, afirman que los consumidores pueden esperar encontrar vehículos alimentados con hidrógeno en las salas de exposición automovilística para el año 2020, “pero por lo menos unos cuantos fabricantes de automóviles, han afirmado que tendrán un vehículo alimentado con hidrógeno, listo para producción, para el año 2012”, agregó.
Entre las primeras y cada vez más numerosas aplicaciones para celdas de combustibles que ya proporcionan ahorros en algunos mercados, se incluyen la batería de respaldo para energía de emergencia en torres de servicio de cteléfonos celulares e instalaciones de emergencia, montacargas o camiones para el manejo de materiales, vehículos aeroportuarios de todo tipo, así como los sistemas de inyección de hidrógeno para camiones que pueden ahorrar 10 por ciento del costo de combustible.
Para más información, en inglés, sobre el combustible de hidrógeno, vea el sitio de Internet de la Fundación para la Educación sobre el Hidrógeno de la Asociación Nacional del Hidrógeno.
Información adicional, en inglés, sobre la tecnología de hidrógeno, está disponible en el sitio de Internet de NREL ysobre el programa de Tecnología de Hidrógeno, Celdas de Combustible e Infraestructura de la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable está disponible en el sitio de Internet de DOE.
El Servicio Noticioso desde Washington es un producto de la Oficina de Programas de Información Internacional del Departamento de Estado de Estados Unidos. Sitio en la Web: http//usinfo.state.gov/esp)
