Coches eléctricos, problemas y soluciones

Según un estudio de la petrolera Shell, que por cierto colabora con Toyota en un proyecto  para desarrollar la primera estación de repostaje de camiones de hidrógeno que desarrollará en el puerto de Long Beach, en Los Ángeles, California (EE.UU)en el año 2050 el 80 por ciento de los vehículos a la venta serán eléctricos, hablamos de eléctricos puros pero también de FCEV o de pila de combustible, (es decir, hidrógeno); el 16% serán híbridos y el 4%  propulsados por motores de combustión, diésel o gasolina.
En total habrá unos dos mil millones de vehículos circulando por el mundo, y en el centro del problema están las emisiones. De entrada hay que aclarar que si bien el automóvil parece la bestia negra de las emisiones de CO2, el 70%  se debe a la combustión de combustibles fósiles y de ese porcentaje menos de la cuarta parta se debe al transporte. Es decir, menos del 25% de un 70%. Pero en cualquier caso el problema está ahí y al automóvil se le exige ser más limpio.
Vemos que no hay un solo camino, una solución  única para lograr una movilidad sostenible, ni en las fuentes de energía, ni en los trenes motrices. Para el  Grupo Schaeffler ( proveedor global líder integrado de los sectores de automoción e industrial) hay que considerar toda la cadena de energía, desde la producción y almacenamiento hasta su conversión en energía cinética. El reto es conseguir una completa protección del clima, manteniendo la movilidad como base del desarrollo social y económico. El 85% de esas emisiones se producirán en las ciudades, que aglutinarán el 50% de la población mundial en solo un 2% del espacio disponible en el planeta. De ahí que el problema se centre y mucho en soluciones de movilidad urbana.
Oímos hablar el motor eléctrico como solución, algo que ya por cierto se hablaba a finales del siglo XIX antes de que el petróleo ganara la partida. Por este motivo es tan importante el diseño de soluciones y tecnologías para hacer más eficiente la movilidad urbana.
¿Realmente emisiones cero?
Y se habla de que estos vehículos son de emisión “cero”. ¿Hasta qué punto esto es cierto? Según diferentes cálculos, un vehículo eléctrico todavía emite hasta el 65 por ciento de la cantidad de CO2 de un vehículo comparable con un motor de gasolina, según la combinación de generación de electricidad actual dentro de la Unión Europea.
Veamos las razones de esta cifra. De entrada hay que ver de dónde proviene la electricidad con la que se recarga. Si las baterías de ese vehículo eléctrico se cargaran con electricidad generada en su totalidad por fuentes renovables, sus emisiones de CO2 caerían a solo tres por ciento de las de un vehículo convencional. Pero el objetivo de generar el 100 por 100 de la energía libre de CO2 no se va a conseguir en las tres próximas décadas. Según datos de IEA, en 2017 se produjeron en todo el mundo 25.000 TWh de electricidad, más del 75% de fuentes convencionales. Las previsiones para el año 2050 es que se doblará esa cifra hasta las 50.000 TWh, cerca de un tercio de las cuales procederán de energías renovables.
El segundo problema es el almacenamiento de la energía. La construcción de las baterías con la tecnología actual depende del suministro de litio y cobalto. Según las estimaciones de producción de automóviles eléctricos e híbridos, y de otros dispositivos que emplean baterías, las reservas actuales cobalto se agotarán en el año 2039; y las de litio, en el año 2047.
Y luego está el tema del precio.  En la actualidad, aproximadamente un 45 por ciento del coste de  un vehículo eléctrico corresponde al sistema de baterías; valor que ha de bajar hasta el 20 por ciento.  El coste medio de un automóvil convencional es de unos 23.000 euros. Para que un coche eléctrico pueda competir con ese precio el coste de las baterías tiene que caer un 67% en la próxima década.
Y Verne nos habló del  hidrógeno
Visionario, en su novela La isla Misteriosa (1875) , Julio Verne, escribiría “Sí, amigos míos, creo que el agua será algún día empleada como combustible, porque el hidrógeno y el oxígeno  que lo constituyen, usados juntos o por separado, proporcionan una fuente inagotable de calor y luz, con una intensidad que el carbón no sería capaz de alcanzar”. Claro que Verne aún no pensaba en los coches,  pero hoy las pilas de combustible pueden transformar agua en electricidad para alimentar los motores eléctricos.
Según el estudio realizado por Shell y el Instituto del Clima, Medio Ambiente  y Energía  de Wuppertal, “¿Energía del futuro? Movilidad sostenible  gracias a las pilas de combustible y H2, el uso del hidrógeno”, en  el año 2050  podría haber 113 millones de coches  movidos por hidrógeno. Esto supondría un ahorro de 68 millones de toneladas de combustible  estándar y 200 millones de toneladas de emisiones de CO2, siempre que se utilizaran energías renovables para el proceso de electrolisis.
Una pila de combustible está fabricada como un sándwich. En el centro hay una hoja de plástico, la membrana de intercambio protónico. Las dos caras de la membrana van recubiertas con una fina capa catalizadora y un electrodo permeable al gas. Dos planchas bipolares rodean la membrana; en estas planchas hay unos canales minúsculos  por los que fluyen, por un lado, el hidrógeno, y por otro el oxígeno. El catalizador divide los átomos de hidrógeno en protones y electrones. Los protones penetran en la membrana mientras los electrones no lo hacen. Así se genera una corriente eléctrica  entre los dos electrodos que alimenta el motor eléctrico y por el tubo de escape solo se expulsa vapor. La ventaja frente a un eléctrico en el que hay que recargar la batería es clara. Mientras que un vehículo eléctrico enchufable necesita varias horas para recargar las baterías, con un coche de hidrógeno es tan sencillo como localizar la hidrogenera más cercana y conectar la manguera al depósito, exactamente igual que lo que hace un coche de combustión interna en la gasolinera. Y todo ello para conseguir una autonomía cercana a los 600 kilómetros, por encima de la que ofrecen los eléctricos que actualmente están en el mercado.
Mercedes Benz ya lanzó su primer vehículo de pruebas movido por hidrógeno en el año 1975 y ahora trabaja con la cuarta generación de prototipos. El Hyundai Tucson FCEV, conocido como ix35 Fuel Cell en su nomenclatura original, se convirtió en el año 2013 en el primer vehículo de hidrógeno en pasar a producción a gran escala. Los Hyundai ix35 Fuel Cell ya han demostrado su valía en el banco de pruebas más duro: la vida real. Las unidades comercializadas han recorrido más de 250.000 kilómetros en todo tipo condiciones y usos. A lo largo de ese kilometraje se han realizado más de 1.000 repostajes y todos los vehículos han cumplido sus ciclos de mantenimiento sin problemas. Ahora la firma coreana lanza un automóvil diseñado desde su nacimiento con la tecnología de la pila de combustible de hidrógeno, el Nexo. Y los  Toyota Mirai y Honda Clarity , modelos de pila de combustible alimentados con hidrógeno, son comercializados en pequeñas series y en determinados países, como Japón (el más avanzado en este campo) Reino Unido, Dinamarca o Alemania, con el objetivo de extender esta tecnología: si hay coches, hay demanda de hidrógeno y entonces construirán hidrogeneras y bajará el precio del combustible…..
Y es que uno de los problemas a que se enfrenta esta tecnología es  la falta actual de infraestructura para el repostaje del hidrógeno, un requisito previo para la implantación de esta tecnología. Y es que no resulta fácil almacenar hidrógeno para mover vehículos. El país con más estaciones de repostaje públicas de hidrógeno es Japón, con 91; seguido de Alemania (45, aunque se espera que llegue a 100 antes de finales de año) y Estados Unidos (40). En España hoy por hoy no hay una red de infraestructura de recarga de hidrógeno  Tan solo hay cinco hidrogeneras: una en Zaragoza, Huesca y Albacete, y dos en Sevilla).
También los críticos argumentan que por ahora la pila de combustible capaz de transformar el hidrógeno en electricidad  es muy cara, sobre todo por que utiliza platino. Esto es cierto pero se está progresando y mucho. Hoy las pilas de combustible son un tercio más pequeñas que al principio, y un 40% más potentes y emplean mucho menos platino, lo que reduce su coste de producción. Así en el año 2008 la del prototipo Toyota Higlander costaba 800.000 euros producirla y hoy la del Toyota Mirai  cuesta 40.000 euros. El objetivo de los técnicos es que en el año 2028  salga al mismo precio del sistema híbrido gasolina eléctrico, es decir, unos 10.000 euros.
La electricidad no serán la única solución del futuro en cuanto a movilidad, a los coches del futuro, pero si una parte importante de la solución. Pero aún quedan muchas incognitas por resolver, incluso asuntos espinosos sobre si son realmente limpios, ecológicos.

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