Los autos de hidrógeno fracasaron, pero las celdas de combustible encuentran nueva vida en camiones y barcos

Hace veinte años, parecía que los vehículos de celdas de combustible de hidrógeno tendrían un futuro brillante.

Los autos eran innovadores: sedanes de lujo con interiores elegantes y pantallas futuristas. Eran ecológicos, con vapor de agua como único subproducto. Los reguladores estaban a favor, prometiendo grandes inversiones para la infraestructura de recarga. Apostar por el elemento más abundante del universo en la lucha contra la contaminación del aire y, eventualmente, el cambio climático, parecía una apuesta segura.

Pero a pesar de las decenas de miles de vehículos vendidos y los miles de millones de dólares gastados en combustible, esa apuesta aún no ha dado frutos. California sigue siendo el único estado en el país con algún tipo de infraestructura de recarga de hidrógeno, con menos de 50 estaciones en funcionamiento. Las ventas de vehículos han colapsado prácticamente: solo se vendieron 322 vehículos de celdas de combustible en el primer semestre de 2024, un 82% menos que el año pasado.

La infraestructura de recarga también parece estar al borde del colapso. Las estaciones están cerrando, y las que aún están en funcionamiento suelen estar fuera de servicio debido a problemas técnicos y escasez de combustible. El precio del hidrógeno sigue aumentando, ya que los problemas de producción y las escasez de suministro sacuden el mercado.

El CEO de Tesla, Elon Musk, calificó los vehículos de celdas de combustible de hidrógeno como “absurdamente estúpidos”. Los críticos han desestimado el hidrógeno como una forma ineficiente e ilógica de descarbonizar el transporte. Después de todo, ya existen vehículos eléctricos con batería. Sin embargo, el hidrógeno aún tiene el potencial de cambiar las reglas del juego en la lucha contra el cambio climático, si podemos encontrar una mejor solución. A pesar de sus fracasos iniciales, grandes empresas aún están invirtiendo miles de millones de dólares en la tecnología. Los gobiernos están elaborando planes de infraestructura y aprobando créditos fiscales con la esperanza de brindar un apoyo.

Si las celdas de combustible de hidrógeno van a mantenerse, es hora de pensar en grande.

En el mar

El barco que se balancea en las aguas cerca de Wall Street no parece con los otros barcos que suelen poblar las congestionadas vías fluviales de Nueva York. Por un lado, no está expulsando humo de diésel como todos los contenedores de envío, petroleros y barcazas de basura. De hecho, no está emitiendo ninguna contaminación en absoluto.

El barco, llamado Energy Observer, es un elegante catamarán francés de 100 pies convertido con paneles solares, que absorben la luz solar para enviarla a las cuatro baterías de iones de litio que están debajo de la cubierta. Los paneles cubren casi toda la superficie del barco, por lo que debes usar botas especiales para subir a bordo, o simplemente ir descalzo.

En un día nublado del pasado abril, acababa de completar un viaje de siete años alrededor del mundo, visitando numerosos países para predicar el evangelio de la energía renovable. El Energy Observer es básicamente un laboratorio flotante, donde su tripulación de seis personas puede realizar experimentos sobre energía sostenible para demostrar cómo puede usarse para alimentar todo tipo de embarcaciones.

El barco produce toda la energía que necesita para navegar mediante tres métodos diferentes. El primero es la energía solar, a través de los paneles mencionados. El segundo es la energía eólica, generada a través de enormes mástiles que parecen dos perfiles aerodinámicos verticales. La tripulación los llama “alas oceánicas”, y proporcionan alrededor del 30% de la potencia de propulsión del barco y pueden moverlo hasta 12 nudos sin afectar el consumo de electricidad.

El tercero es el hidrógeno, que funciona así: El agua de mar se filtra a través del casco para ser desalada y purificada antes de que un electrolizador divida el H2O en hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno se convierte en electricidad gracias a una celda de combustible de Toyota, una versión similar de la tecnología utilizada en los sedanes de hidrógeno de la automotriz, que emiten vapor de agua en lugar de contaminación por carbono.

“El verdadero propósito del barco es producir hidrógeno a partir de una mezcla de energías renovables”, dijo George Conty, el simpático contramaestre suizo del barco.

El Energy Observer no es muy rápido, alcanzando solo 11 nudos, mucho más lento que un catamarán típico. Sus días de competencia han pasado, lo que tiene sentido ya que la velocidad no es la misión final del barco. Es un proyecto demostrativo para probar que el hidrógeno de fuentes renovables puede ser una alternativa viable al diésel y otros combustibles contaminantes usados en el mar.

El transporte marítimo representa alrededor del 3% de los gases de efecto invernadero, similar a la aviación. El transporte en general representa más de una cuarta parte de todas las emisiones que calientan el planeta. Descarbonizar el sector será un desafío monumental, y las baterías de iones de litio no pueden hacerlo solas.

El equipo del Energy Observer no está apostando solo por un catamarán de 100 pies para probar su punto. Un sucesor, un enorme barco de carga llamado Energy Observer 2, aún está en fase de planificación. Y si las empresas que respaldan el proyecto logran recaudar suficiente dinero para financiar su creación, tiene el potencial de demostrar que el hidrógeno líquido merece ser discutido junto a otras alternativas menos intensivas en carbono, como los biocombustibles, el amoníaco y el gas natural.

Una vez construido, el Energy Observer 2 podrá transportar 1,100 contenedores de 20 pies a lo largo de 1,800 millas náuticas — no es suficiente para una travesía transatlántica, pero sí para viajes intercontinentales. Al igual que su predecesor, el barco de carga también funcionará con celdas de combustible de hidrógeno proporcionadas por compañías automotrices como Toyota — solo que muchas más. Más de 100 celdas de combustible, utilizando más de 40 toneladas de hidrógeno líquido, generando aproximadamente 4.8 megavatios de potencia.

“Ningún proyecto en el mundo tiene este poder”, me dijo Victorien Erussard, el capitán del barco. Pero su empresa ya está encontrando problemas familiares con el costo y la infraestructura de recarga. No será una transición fácil. Se necesitarán más inversores, más seguidores y más verdaderos creyentes en el hidrógeno para que esto funcione.

“Muchos, muchos, muchos más barcos”, dijo Erussard.

Camiones

Pero también camiones — de los cuales General Motors sabe un par de cosas. Especialmente los de tamaño leviatán, lo suficientemente grandes como para manejar las cargas más pesadas.

GM fue uno de los primeros fabricantes de automóviles en incorporar una celda de combustible de hidrógeno en un vehículo. El Electrovan de 1966 de la compañía, un GMC Handi-Bus convertido con energía hidrógeno-oxígeno, podría alcanzar 70 mph y viajar 150 millas.

Hoy en día, los vehículos impulsados por celdas de combustible de la compañía se ven un poco diferentes. La división Hydrotec de GM está invirtiendo en camiones pesados — como equipos de minería, mezcladoras de cemento y tractores de terminal — así como en algunos de tamaño mediano. La idea es usar el hidrógeno para descarbonizar las industrias pesadas, que no son adecuadas para vehículos eléctricos con batería que tienen una carga lenta.

Incluso las profundas deficiencias en la recarga del hidrógeno podrían solucionarse fácilmente. Los camiones pesados suelen operar en espacios confinados, como sitios de construcción, almacenes, puertos y canteras. En esas circunstancias, las estaciones de recarga pueden ubicarse centralmente para atender una flota completa de vehículos de celdas de combustible de hidrógeno. No es necesario tener una estación de recarga de hidrógeno en cada esquina de la calle residencial.

La división Hydrotec de GM está invirtiendo en camiones pesados y medianos, y en celdas de combustible en paquetes de forma cúbica, llamados Power Cubes. Estos cubos, desarrollados junto a Honda, se pueden utilizar para alimentar varios vehículos diferentes e incluso para generadores de energía estacionarios para eventos al aire libre, reemplazando a los generadores diésel sucios utilizados en la actualidad.

Otros fabricantes de automóviles, como Toyota, se apresuraron demasiado en el mercado de vehículos de pasajeros antes de que la infraestructura de recarga estuviera en su lugar, dijo Freese. El Toyota Mirai, el primer vehículo de celda de combustible de serie presentado en 2014, puede haber sido un vehículo innovador en su momento, pero ahora es una carga para muchos de los propietarios.

“Quedó claro que esa no sería una experiencia muy gratificante”, dijo Freese. “La tecnología realmente se adapta mejor a los vehículos más pesados, aquellos que llevan cargas pesadas, recorren las distancias más largas y necesitan recargas muy rápidas.”

GM no ha lanzado un vehículo de celda de combustible para el mercado de consumidores, pero su empresa conjunta con Honda comenzó a producir celdas de combustible en masa en su planta de Michigan a principios de este año. La primera aplicación de esas celdas será un camión de entrega con celda de combustible que tendrá un alcance de alrededor de 400 millas y un tiempo de recarga de 10 minutos. Los primeros camiones están programados para ser entregados a finales de este año o principios del próximo.

General Motors también se ha asociado con Navistar, un fabricante de camiones pesados, y el proveedor de tecnología de celdas de combustible, AVL. La compañía también está trabajando en un camión con un sistema de celdas de combustible que podría reemplazar el uso de diésel para algunas aplicaciones comerciales de transporte de carga.

Aunque la promesa de los vehículos de celdas de combustible de hidrógeno para el mercado de consumo sigue siendo incierta, el hidrógeno está encontrando aplicaciones en otros lugares. Los camiones pesados, los barcos y otras industrias pesadas se benefician de las ventajas del hidrógeno, como la recarga rápida y el alto rango. A medida que las tecnologías continúen evolucionando y la infraestructura de recarga mejore, el hidrógeno podría desempeñar un papel más importante en la descarbonización de la industria y el transporte.