El uso del hidrógeno y su despliegue en la sociedad se ha afianzado y ha tomado gran relevancia en los planes de multitud de economías como vía para la descarbonización y consecución de los niveles de reducción de emisiones, todo ello ha venido a denominarse “H2 momentum”.

Nos encontramos ante un impulso sin precedentes en el sector del hidrógeno, allanando el camino para el despliegue rápido y la llegada de inversiones. Un número cada vez mayor de actores sociales están presionando para que se tomen medidas políticas más firmes para limitar drásticamente las emisiones de carbono. El cambio climático requiere atención urgente; si seguimos emitiendo CO2 a los niveles actuales, pronto se superará el umbral de 1,5 grados centígrados, haciendo hincapié en la necesidad de tomar medidas inmediatas.

Los gobiernos están respondiendo con objetivos de descarbonización cada vez más ambiciosos. En el momento de la Cumbre de las Naciones Unidas sobre el Clima de 2019, 66 países habían anunciado su intención de cumplir los objetivos netos cero de emisiones de carbono para 2050. En la UE, la reglamentación incluye posibles multas por no cumplir los objetivos, y recientemente se anunció el “Green Deal” para apoyar el objetivo de emisiones netas cero. En los Estados Unidos, 25 estados formaron la “United States Climate Alliance” con el compromiso colectivo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en al menos entre un 26 y un 28 por ciento por debajo de los niveles de 2005 para 2025. China ha hecho progresos considerables hacia sus objetivos de política climática de alcanzar las emisiones máximas para 2030 y cumplir su objetivo de alcanzar el 20 por ciento de la demanda de energía primaria procedente de fuentes de combustibles no fósiles con una inversión continua en tecnologías sostenibles.

A diferencia de épocas anteriores en el desarrollo del hidrógeno, la renovada atención al hidrógeno se ve reforzada por el hecho de que el uso del hidrógeno será fundamental si queremos cumplir los objetivos climáticos. Los gobiernos están reconociendo la capacidad del hidrógeno para descarbonizar sectores que de otro modo son imposibles o difíciles de reducir y su papel en la seguridad energética. Mientras tanto, los líderes de la industria en los sectores de la automoción, los productos químicos, el petróleo y el gas consideran que el hidrógeno bajo en carbono y las energías renovables son una alternativa seria para alcanzar sus objetivos de sostenibilidad.

Esta renovada atención también se produce cuando los factores clave que impulsan el hidrógeno limpio han experimentado una fuerte mejora. Por ejemplo, la electrólisis alimentada con electricidad renovable, el método de producción más común para producir "hidrógeno renovable", se ha vuelto más asequible, ya que los precios de las energías renovables han disminuido, así como el CAPEX de electrólisis.

Mientras tanto, a medida que los gobiernos desarrollan estrategias específicas de hidrógeno, las asociaciones industriales en crecimiento proporcionan más evidencia de que algo realmente diferente está sucediendo con el hidrógeno. Más actores de la industria están reconociendo la versatilidad del hidrógeno y la caída de costes, lo que permite inversiones en una creciente gama de sectores.

Durante el mismo período, las partes interesadas han propuesto importantes inversiones a nivel mundial en segmentos como el transporte pesado de camiones, el ferrocarril y la producción de acero a partir de hidrógeno bajo en carbono o renovable.

A nivel nacional recientemente ha sido aprobada la “Hoja de Ruta del Hidrógeno: una apuesta por el hidrógeno renovable”, en donde se establece el hidrógeno verde como pieza clave para alcanzar la neutralidad climática y como facilitador para la consecución de un sistema eléctrico 100% renovable en 2050. En lo referente a movilidad se establece como objetivos a 2030, disponer de una flota de al menos 150 autobuses, 5000 vehículos ligeros y pesados, 2 líneas de trenes comerciales y maquinaria de handling propulsada con hidrógeno en los 5 primeros puertos y aeropuertos acompañado de la implantación de una red de 100 hidrogeneras y la instalación de 4GW de electrólisis renovable.

Por sus propiedades el hidrógeno es un combustible alternativo que puede ser utilizado en el transporte, con grandes ventajas en cuanto a emisiones de gases y partículas contaminantes. Los vehículos de hidrógeno son catalogados como vehículos cero emisiones “ZEV” de manera local, que, unido a rutas de producción de hidrógeno verde, basadas en energías renovables, conducirían a un balance cero en el ciclo completo, del pozo a la rueda “TTW”.

En este tipo de vehículos el almacenamiento principal de energía es hidrógeno, bien en forma de gas comprimido o licuado. Pueden ser clasificados en función de la constitución de su planta de potencia, de esta manera podemos encontrar vehículos de combustión, de pila de combustible o extensores de autonomía.

El vehículo de combustión interna alternativo de hidrógeno “HICEV”, es aquel en el que el combustible suministrado al motor de combustión es hidrógeno o una mezcla de hidrógeno. Los motores son modificados o adaptados para permitir la combustión del hidrógeno. La transmisión de la energía al eje motriz continúa siendo mediante energía mecánica. Al ser motores de combustión, la transformación del hidrógeno no es carente de emisiones contaminantes por la presencia de hidrocarburos en aquellos que funcionan con mezclas y por la potencial producción de NOx de origen térmico.

Los vehículos eléctricos de pila de combustible “FCEV”, son aquellos cuya fuente de energía eléctrica proviene de la transformación electroquímica del hidrógeno en una pila de combustible. Se trata, por tanto, de un vehículo de tracción eléctrica con las ventajas y prestaciones que ello conlleva. Este tipo de vehículo es cero emisiones locales, lo que se denomina ciclo tanque a la rueda “TTW”. El único producto de la reacción obtenido es agua y vapor de agua eliminados a través del tubo de escape. Para ayudar a conocer en detalle el funcionamiento de este tipo de vehículos puede utilizarse la App Hy2Travel, desarrollada por el CNH2 y disponible de manera gratuita en Google Play para dispositivos Android.

Por último, los extensores de autonomía “Range extender”, son vehículos eléctricos de baterías en los que es provisto un sistema de almacenamiento de hidrógeno y pila de combustible. Su funcionamiento, con ciertas diferencias, se podría asimilar a un cargador de baterías a bordo. De esta forma se incrementa la autonomía total.

De entre las diferentes configuraciones, el vehículo eléctrico de pila de combustible “FCEV”, es considerado como el vehículo de hidrógeno que se implantará mayoritariamente, si bien el resto de soluciones pueden convivir y facilitar la implantación de la infraestructura de suministro y repostaje de hidrógeno tan necesaria para el despliegue de la tecnología.

La modularidad de los sistemas de hidrógeno lo hacen adecuado para multitud de aplicaciones y escalas, desde los sistemas mas pequeños, hasta las aplicaciones mas grandes como son camiones, trenes, maquinaria pesada y aviación.

Entre las ventajas del uso del hidrógeno en vehículos encontramos:

• Rapidez y limpieza de repostaje, en el caso de turismos el tiempo de repostaje es aproximadamente de 5 minutos de manera limpia y segura.

• Gran autonomía, del orden de 600km en turismos.

• Cero emisiones.

• Combustible local, ya que puede ser producido a partir de fuentes renovables eliminando la dependencia del exterior.

• Prestaciones no afectadas por las temperaturas climáticas. 

Adicionalmente por aplicaciones podemos citar las siguientes ventajas:

• Su uso en carretillas en grandes centros logísticos con una elevada operativa permite la reducción de flota, ya que no es necesario considerar tiempos inhábiles para la recarga, como ocurre con las carretillas de baterías. Adicionalmente, se incurre en una reducción en el espacio necesario para su operativa, puesto que la recarga es rápida y puede ser realizada al paso.

• En turismos, camiones y autobuses destacan la rapidez de repostaje y la autonomía, que se hace más notable conforme aumentamos el tamaño y carga del vehículo, en donde todo el transporte pesado “Heavy Duty” es una aplicación muy favorable para el hidrógeno.

• En trenes compite frente a la electrificación de líneas, proceso muy costoso en los que el uso de trenes de hidrógeno presenta una clara alternativa para la reducción de emisiones en este modo de transporte.

Desde el CNH2 se apuesta e impulsa el desarrollo de la cadena del hidrógeno en todas sus vertientes y aplicaciones. En el campo de la movilidad dispone de un laboratorio de vehículos y una hidrogenera experimental que actualmente se encuentra en fase de ampliación y actualización conforme a los estándares actuales. Dispone de equipos, herramientas y técnicas que no solo están a disposición de los investigadores del CNH2 si no también al servicio de la industria y la academia. La implantación y desarrollo de las tecnologías del hidrógeno presenta una gran oportunidad para la economía española y su industria del automóvil, y prueba de ello son los diferentes proyectos que desde el CNH2 en colaboración con empresas y organismos de investigación se están desarrollando, de entre todos ellos podemos mencionar: 

Proyecto Electromovilidad Minera (Financiado por Corfo), cuyo objetivo es el desarrollo de soluciones que logren viabilizar, de manera técnica y operativa, la adaptación de vehículos de transporte utilizados en minería, desde su actual condición de operación mediante el uso de combustible diésel, hacia una operación mediante pilas de combustibles. Contempla el desarrollo de un vehículo prototipo. 

Proyecto H2port (Acuerdo de Subvención 826339, financiado por FCHJU y la Comisión Europea), es una acción alineada con las necesidades y objetivos de la Comisión Europea y de la industria portuaria. El objetivo es proporcionar soluciones eficientes para facilitar una rápida evolución desde una industria basada en combustibles fósiles, hacia un sector de bajas emisiones de carbono y cero emisiones. El hidrógeno ha sido probado en otros sectores de la logística y el transporte como una solución para maquinaria y vehículos, por lo que la acción propone diferentes pilotos para salvar la brecha entre los prototipos y los productos pre-comerciales. Están siendo desarrollados dos vehículos, un reach stacker y un yard tractor así como una hidrogenera móvil.