Hidrógeno contra eléctrico, ¿quién es más eficiente?

Honda FCX Clarity

Hace años los fabricantes abandonaron el uso del hidrógeno como combustible alternativo para los motores de combustión interna convencional -principalmente diseñados para usar gasolina- y los prototipos que están saliendo no apuestan por esa solución. BMW y Mazda, por ejemplo, tuvieron prototipos que funcionaban así.

Pero no, el futuro del hidrógeno no pasa por utilizarlo en motores combustión interna, ya que la eficiencia del proceso está limitada por el Ciclo de Carnot, y es un derroche energético. Sale más a cuenta que los motores de combustión interna utilicen combustibles sintéticos o gas.

El mejor uso que se le puede dar al hidrógeno es meterlo en pilas de combustible. Estos aparatos mezclan el hidrógeno almacenado en depósitos a presión con el oxígeno presente en el aire, dando lugar a dos productos: electricidad y vapor de agua. Por lo tanto, son coches de emisión cero, como los eléctricos.

Volkswagen Golf HyMotion Concept

De hecho, los coches eléctricos y los de pila de combustible de hidrógeno son tremendamente parecidos, porque en los dos casos se usan motores eléctricos para el movimiento del coche. La diferencia más importante entre uno y otro es de dónde sale la electricidad para alimentar los motores.

• En un coche de pila de combustible de hidrógeno, la energía se genera a bordo, mezclando hidrógeno y oxígeno
• En un coche eléctrico, la energía ha sido obtenida de forma externa, y la reacción química de los elementos de las baterías dan lugar a electricidad

La pila de combustible se tiene que repostar, y las baterías se tienen que recargar.

La principal ventaja del hidrógeno es que permite un tiempo de parada muy corto para recuperar energía, mientras que el eléctrico precisa de más tiempo. Ahora bien, el eléctrico sigue ganando en un aspecto muy importante: la cantidad total de energía que emplea es menor, por lo que tiene más sentido desde el punto de vista económico.

Diferencia de rendimiento entre pila de combustible y baterías electroquímicas - Créditos: Phys org // Ulf Bossel

En el gráfico podemos comprobar la diferencia. Partimos de 100 kWh de energía obtenida de forma renovable, es decir, sin generar emisiones contaminantes ni dióxido de carbono (CO2). De esos 100 kWh vamos a ver cuánta energía podemos poner al servicio de los motores eléctricos, y convertirla en movimiento útil.

El coche eléctrico tiene una elevada eficiencia una vez que la energía está ya a bordo, pero no llega hasta ahí por ciencia infusa. Se pierde un 10% de la energía a través de la red eléctrica, y el proceso de carga tiene una pérdida aproximada del 15%. Ambas pérdidas dan como resultado 69 kWh útiles para los motores.

En cambio, la pila de combustible tiene también unas cuantas pérdidas, sobre todo al convertir agua dulce en hidrógeno mediante hidrólisis. En segundo lugar, la gran pérdida ocurre al convertir el hidrógeno resultante en un producto transportable fácilmente y de forma segura, bien por compresión o licuefacción. En el mejor caso, quedarán 23 kWh útiles para mover el coche. Según este gráfico, el proceso es el triple de eficiente para los eléctricos.

Mercedes-Benz B-Cell, prototipo de pila de combustible de Daimler

Por eso de contrastar, otro autor cifra en un 30% la ganancia de rendimiento para los eléctricos, no un 300%. En cualquier caso, usar pila de combustible es un proceso menos eficiente y que gasta más energía. Por lo tanto, si estamos pensando en el mejor rendimiento, y menor gasto de energía global, hay que apostar más por los eléctricos que por las pilas de combustible.

Tanto las baterías como las pilas de combustible sufren una degradación de sus componentes y tienen una vida útil limitada

En dos artículos anteriores vimos las ventajas y las desventajas de usar hidrógeno. Y da que pensar que tres fabricantes que estaban apostando fuertemente por las pilas de combustible -Toyota, Hyundai y Honda- han anunciado en las últimas semanas una intensificación de sus programas de movilidad eléctrica.

Parte del trabajo ya está hecho, pasar de pila de combustible a baterías supone cambiar unos cuantos componentes, pero el resto siguen siendo comunes. A día de hoy, la pila de combustible es muy cara, el combustible también lo es, mientras que los eléctricos son una tecnología ya en la calle, y al alcance de muchísimos bolsillos. Del hidrógeno no podemos decir lo mismo, empezando por la oferta comercial.

En mi opinión, no se va a imponer un modelo frente a otro. Los eléctricos son los más convenientes para corta y media distancia, pero el hidrógeno seguirá siendo la mejor idea para el largo recorrido. Seguramente el peso de los eléctricos será superior al de los de pila de combustible, al menos mientras estos últimos no sean competitivos en costes.

Toyota seguirá apostando por la pila de combustible con el Mirai y el futuro Lexus de hidrógeno, pero intensifica sus esfuerzos en híbridos enchufables. Por su parte, Hyundai trae este año al mercado los IONIQ (híbrido, híbrido enchufable y eléctrico puro) y tendrá un SUV completamente eléctrico en pocos años. Honda no dejará de concentrar esfuerzos en el FCX Clarity, pero el mismo coche también tendrá versión 100% eléctrica.

Otros fabricantes que trabajan en pilas de combustible son General Motors o Daimler, que también están desarrollando programas de motores eléctricos, y pondrán en el mercado más modelos en poco tiempo. Ninguno de los fabricantes mencionados renuncia a la pila de combustible, pero los que apuestan solamente por esta tecnología tienden a ser cero. Los que apuesten a varios caballos ganadores tendrán más oportunidades en el futuro.

Fuente: electrek