viernes, 24 de julio de 2009

Hidrógeno, ¿el combustible del futuro?


La era del petróleo se acabará tarde o temprano, pues las reservas petrolíferas no son infinitas, y aunque lo fueran, deberiamos dejar de contaminar si no queremos extinguirnos como especie. Por lo tando en el futuro pueden ocurrir dos cosas:
1º Que prescindamos del coche y usemos otros medios de trasporte como la bici, el tren, etc (lo dudo seriamente, aunque sería lo óptimo)
2º Que busquemos combustibles, fuentes de energía alternativas y vectores energéticos que contaminen menos.

Dentro de esa segunda opción, está el hidrógeno, los bio-combustibles y la electricidad entre otras. Ahora bien, las compañias petroleras ganan millones cada segundo y obviamente van a luchar contra viento y marea para evitar que estas alternativas ecológicas lleguen a la luz. No van a hundirse sin primero conseguir todo lo que puedan, y usarán cualquier truco o estrategia para seguir ganando pasta.

De los bio-combustibles ya hablé en su momento, y demostré que es inviable producir energía a partir de este medio. Aparte que las petroleras se sienten a gusto con esta alternativa, por eso la apoyan. Seguirían ganando dinero con ella, y como para producir este biocombustible es necesario gasoil para el tractor que cultiva las plantas pues, como que siguen haciendo negocio.

¿Que ocurre entonces con el hidrógeno? pues ocurre algo parecido que con los biocombustibles. Se supone que un coche a hidrógeno consigue moverse a partir de la siguiente reacción:
2H2 + O2 --> 2H2O + energía

Es una combustión en la que el resultado final es agua y energía. Obviamente este agua pura no contamina, y por eso a los coches de hidrógeno se les considera de "cero emisiones". Son muchos los que apoyan esta tecnología, pero la realidad es que el principal impulsor ¡son las empresas petroleras! ¿cual es el motivo? pues muy sencillo: si un ama de casa al barrer mete la suciedad debajo del sofá, a primera vista parecerá que la casa esta limpia, pero en el momento que aparezcan las hormigas y huela mal uno sabrá que esa casa oculta la verdad. Pues algo semejante ocurre con el hidrógeno.

Para empezar, no existe la infraestructura necesaria para trasportar el hidrógeno, y para crearla habria que invertir una cantidad de dinero y recursos tremenda, y no podria hacerse de la noche a la mañana. El hidrógeno es muy dificil de trasportar y almacenar, requiere unas condiciones muy peculiares, como por ejemplo bombonas de muy alta presión hechas de acero de gran espesor, y tuberias especiales que impidan que se escapen los diminutos átomos de hidrógeno, el elemento más pequeño y volátil de la tabla periódica. Aún asi las petroleras lo apoyan... no te parece sospechoso?

En segundo lugar, existen dos formas de aprovechar el hidrógeno para mover los coches, la primera es quemándolo en un motor de combustión (lo cual es muy poco eficiente, por lo que descartado) y la segunda opción es usando una pila de combustible. Este dispositivo utiliza hidrógeno y oxígeno para producir directamente electricidad:

Esta pila de combustible suele tener ua eficiencia en torno al 50%, lo que significa que el 50% de la energía que se obtiene de la reacción química se trasforma en electricidad, mientras que el otro 50% se pierde en forma de calor. Aún asi es una cifra bastante mayor al 20% que se consigue con un motor de combustión. Ahora bien, el mayor problema de esta tecnología es su coste desorbitado, pues para funcionar, ua pila de combustible requiere platino puro, un metal más valioso y escaso que el oro. No existen reservas de platino suficientes en el mundo para hacer ni la cuarta parte de los coches del mundo a hidrógeno, y nadie estaría dispuesto a pagar medio millón de dólares por uno de estos vehículos (es lo que cuestan hoy dia los prototipos a hidrógeno). Estan investigando con el niquel, pero la eficiencia cae al 30%, por lo que practicamente puede descartarse. Las últimas investigaciones van dirijidas a encontrar el material que pueda sustituir al platino, pero hasta que ese material se encuentre (si acaso existe) pueden pasar décadas perfectamente.

Y el último inconveniente, mucho más importante (desde mi punto de vista) que los anteriores: el hidrógeno NO ES UN COMBUSTIBLE, sino un vector energético. Esto significa que su misión no es producir energía, sino trasportarla. El hidrógeno no se encuentra en la naturaleza en estado libre, no existen "pozos de hidrógeno" ni se puede obtener de forma inmediata de ningún compuesto. Es aquí donde entran en juego las petroleras: actualmente, el 96% de todo el hidrógeno producido en el mundo procede del petróleo, y en el proceso de obtención se contamina lo mismo que si se hubiera quemado directamente ese petróleo. Por eso las petroleras se frotan las manos pensando en comercializar hidrógeno, son los principales impulsores de esta tecnologia. No es más que petróleo enmascarado.
Ahora bien, más de uno estará diciendo que tambien se puede obtener hidrógeno del agua... efectivamente, el 4% del hidrógeno restante se produce mediante electrolisis... es decir, separar las moléculas de hidrógeno y oxígeno del agua usando electricidad

La razón de que se produzca tan poco hidrógeno mediante la electrólisis es porque es un proceso muy ineficinente. En torno al 50% de la electricidad usada para separar la molécula de agua se pierde en forma de calor. Esto significa que para mover un coche a hidrógeno se necesitan 4 veces más energía de la que se necesitaria si esa electricidad alimenta directamente los motores eléctricos del coche.

Voy a explicarlo más detenidamente: imagina que en el futuro no hay petróleo, y la única fuente energética es el carbón, el gas natural, las centrales nucleares y las energias renovables, todo lo cual se utiliza para producir electricidad. La electricidad es un vector energético, lo que significa que no genera energía, sino que la trasporta. Ahora bien, para mover los coches se pueden utilizar dos métodos, el primero es utilizar esa electricidad para recargar las baterias de un coche eléctrico, con lo cual las pérdidas son muy pequeñas, o utilizar esa electricidad para producir hidrógeno a traves de la electrólisis. Si optamos por el hidrógeno, has de saber que la mitad de la energia que has invertido en producir el hidrógeno se pierde, es como si utilizaras un cable que tiene muchas pérdidas y al final del cable solo llega la mitad de la electricidad. Pero eso no es todo, recuerda que luego las pilas de combustible solo aprovechan la mitad de la energia contenida en el hidrógeno, algo asi como si al final del primer cable conectaras otro cable más que tambien tiene pérdidas. Al final del ciclo del hidrógeno, sólo el 25% de la electricidad utilizada en la electrólisis vuelve a convertirse en electricidad dentro del coche a hidrógeno para mover los motores eléctricos. Por si no lo sabias, todos los coches a pila de hidrógeno utilizan motores eléctricos para moverse, la diferencia que tienen con los coches eléctricos es que envez de usar baterias de iones de litio, usan una ineficiente y extremadamente cara pila de combustible, la cual se alimenta de un hidrógeno que actualmente se produce a partir del petróleo...

Comparativa de eficiencia coche eléctrico Vs coche a hidrógeno

Lo que me sorprende es lo fácil de engañar que es la gente, le presentas un coche que solo emite agua por el tubo de escape y ya cree que es la solución definitiva, cuando hasta el coche a baterias (mi tecnologia preferida) tiene sus graves inconvenientes. Uno de los mayores inconvenientes del coche eléctrico es su autonomia (en torno a los 150-200Km actualmente), lo cual pretendo solucionar con un motor que estoy patentando, cuya finalidad es alargar la autonomia hasta los 600Km aprox utilizando un generador de pistones libres inventado por mí. Este generador seriá tan eficiente o más que las actuales pilas de combustible, y a un precio muy inferior. Pero esa es ya otra historia ;)



EDITO: Me parece que no he explicado lo suficiente el tema de producir hidrógeno mediante electrolisis vs recargar las baterias. Para explicarlo mejor pongo el siguiente gráfico:El hidrógeno no se puede obtener gratis, es el gran error de los partidarios del hidrógeno. Por mucha agua que tengas, ese agua no puede darte energía. Hay que separar los átomos de hidrógeno de los de oxígeno, y eso cuesta electricidad
En esta gráfica puede verse que alimentar las baterias de un coche eléctrico tiene una eficiencia del 70%, es decir, de toda la energía eléctrica producida por los molinos de viento, placas solares etc el 30% se tira a la basura. Se puede mejorar este porcentaje, aunque no mucho. Sin embargo en los coches a hidrógeno, como mínimo se tira el 77% de la electricidad, la cual no es gratis ni sale de la nada…
Y en el peor de los casos (motor rotativo Mazda y tanques de hidrógeno liquido) se puede llegar a tirar hasta el 90% de la energía

Eso no tiene sentido alguno, se mire por donde se mire. No debemos derrochar la poca energía que tenemos, o de lo contrario van a tener que poner centrales de carbón por un tubo para poder suplir de energía a los coches de hidrógeno.

Con los coches eléctricos sin embargo, las necesidades energéticas son mucho menores, y pueden ser cubiertas poco a poco con energias renovables.

15 comentarios:

  1. Buena explicación pero tiene un fallo
    Cuando hablas del coche eléctrico parece que la electricidad sale de la nada
    Y cuando hablas del de hidrogeno es creada por la pila de combustible

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  2. Bien, no se cómo lo habrás entendido, pero voy a aclararlo con un gráfico muy sencillo de entender que voy a poner al final del artículo. Si puedes revísalo :)

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  3. Tio investiga un poquito más. Te lo digo en tono reconductivo. Existen departamentos exclusivos en universidades, por ejemplo en Aalborg una pequeña ciudad danesa(imagina en USA),dedicados en exclusiva al tratamiento de los motores de hidrogeno, con profesionales q creo q te harían sonrojar si les traduces este artículo al inglés

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  4. Es cierto que hay muchas universidades y empresas que estan investigando en el hidrógeno. Mi opinión es la siguiente: estan perdiendo el tiempo y tirando el dinero de los contribuyentes...
    El tiempo dirá quien se equivoca

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  5. Abner...yo te felicito por tu iniiativa y si enalgo te puedo ayudar, trabajo en energias alternativas. como solar, magnetica y ciclica. gente como tu necesita el planeta.

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  6. Tienes un muy grave error. Y es que para explicar una cosa si no la explicas con 4 frases y sencillos pasos, es que está llena de incorrecciones, errores, o mentiras manifiestas. En tu caso confluyen todo lo anterior, una pena de tiempo perdido en leer lo aquí expuesto.

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  7. Puedo cometer errores, pues soy humano, pero odio las mentiras, por lo que dudo seriamente que hayas encontrado una mentira en alguna de mis frases. Si lo que has encontrado es un error, lo rectificaré encantado, pero para mí la acusación de mentiroso es muy grave y más aún cuando no tiene base ni argumentos.

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  8. Yo creo que las afirmaciones escritas por el autor son correctas, o al menos, no están contaminadas por intereses políticos o económicos. Las universidades y empresas que investigan el uso del hidrógeno como vector energético están financiadas por los mismos señores que extraen el crudo. No todos trabajan en algo que nos beneficie a todos, sino que muchos trabajan en algo que les beneficie a ellos mismos, ese es el gran problema de la sociedad, el egoísmo.

    R. García, creo que nos debes a todos los lectores, y en especial al autor, una explicación. Los temas tan complejos como éste, son muy difíciles de sintetizar en 4 frases de tipo publicitario, aunque a menudo eso es lo que intenta la industria energética tradicional, encubriendo sus crímenes ecológicos con bonitos eslóganes que tratan de manipular nuestros hábitos, hacia su propio beneficio, que no es otro que seguir quemando petróleo y enriquecerse a costa de destruir el planeta. Una actitud totalmente lamentable.

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  9. 1.- Un país del entorno europeo va a dejar de depender de los combustibles fósiles en 2012, para cualquiera de sus actividades. Dependerá del hidrógeno y su creación será totalmente derivada de electrólisis proveniente de energía renovable y abundante. De hecho piensa hasta exportarlo. Otro país al que le sobra electricidad abundante de origen ecológico tiene planes para hacer lo mismo.

    2.- El hidrógeno no está amparado por ningún poder económico. Y menos por las petroleras. Muy al contrario son a las que menos les interesa ya que temen que cualquier particular pueda generar hidrógeno en el garaje de su propia casa. Y poder, se puede de forma muy económica y eficiente, al menos para el consumo propio.

    3.- La movilidad no puede estar asociada a una batería ya sea intercambiable o recargable. Aparte de ser ecológicamente un disparate. Como podrá moverse entonces un barco o un avión, si precisamente son muy sensibles (las baterías) al entorno de funcionamiento (humedad y temperatura). Me gustaría ver un Jumbo cruzando un océano y funcionando a -50º. ¿Les va a pasar como a los coches eléctricos que cuando hay tan sólo -4º la batería pierde un 60% de capacidad?

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  10. 1º Lo que haga islandia dependerá más que nada de los políticos de turno y de su peculiaridad geográfica: Son pocos abitantes (unos 300.000) y disponen de mucha energía renovable de origen geotermal, por lo que no les importa perder energía produciendo hidrógeno ya que les sobra. Esto no puede ser aplicable al resto de paises del mundo en los que actualmente existen 7.000.000 de personas y una escasez energética cada vez más grave, sobretodo en paises pobres.

    2º ¿Como puedes afirmar que las petroleras no tienen control sobre el hidrógeno y quedarte tan pancho? ¿controlar el 96% de la producción mundial de hidrógeno te parece poco? ¿y que me dices de lo eficiente y económico que es tirar el 80% de la energía a la basura produciendo hidrógeno? ¿en que mundo vives? ¿en el mundo al reves?
    Personalmente te aconsejo que investigues, te informes y aprendas lo necesario para poder hablar con coherencia y lógica. Puedes empezar leyendo el periódico:
    http://www.burbuja.info/inmobiliaria/otras-burbujas/85117-elpais-la-economia-del-hidrogeno-resulta-un-fiasco.html

    3º Existen infinidad de baterias, no sólo de litio. Algunas funcionan con agua o aire (baterias de metal-agua y metal-aire), otras funcionan a muy altas temperaturas (las ZEBRA de sal fundida trabajan entre 400ºC y 700ºC), otras funcionan perfectamente en climas extremadamente frios etc. Lo cierto es que las baterias actuales que se estan utilizando para los coches eléctricos son las LiFePO y las LiFeYPO, las cuales resisten mejor las bajas temperaturas que las antiguas de plomo. Aunque es cierto que su rendimiento a -35ºC es menor que a 25ºC, tambien es cierto que su durabilidad en climas frios es mayor (duran más años), y además existen baterias específicamente diseñadas para climas muy frios. Es cuestión de elegir la tecnología de baterias que mejor se amolde a las necesidades del diseñador. Eso por no contar que cada año sale un nuevo tip ode baterias, con lo que el abanico de tecnologias se abre poco a poco, sin prisa pero sin pausa. Obviamente la tecnología actual no esta lo suficientemente desarrollada como para hacer un Jumbo electrico 100% (en un futuro se podrá), pero sí se puede hacer un Jumbo híbrido, con consumos inferiores al de un Jumbo normal. Es sólo cuestión de acoplar una turbina o un generador de pistones libres que genere electricidad en el trayecto de forma eficiente.

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  11. Habitantes con H, perdón.

    Puedes ver el rendimiento de las baterias de LiFeYPO a 25ºC y a -35ºC en este enlace:
    http://gwl-power.tumblr.com/post/326593181/the-performance-range-for-lfp-cells-3-2v-and-lp

    Como observas, las baterias modernas cada vez estan mejor preparadas para las bajas temperaturas. Es tan sólo un problema técnico que tiene solución, Sin embargo la pérdida de energía al producir hidrógeno NO TIENE SOLUCIÓN, tal y como dice el subdirector del Instituto de Investigación del Automóvil de la Universidad Politécnica de Madrid (Insia), José María López:
    "El hidrógeno hay que producirlo, y hasta la fecha es muy costoso. No resultará viable en un plazo previsible, y energéticamente es un desastre, porque producir el hidrógeno cuesta más energía de la que luego da". "Sólo del 20% al 25% de la energía utilizada como fuente para sintetizar hidrógeno a partir de compuestos naturales puede recuperarse después para su uso final en células de combustible", calcula Ulf Bossel, del European Fuel Cell Forum, en Lucerna. "Como las leyes de la física NO PUEDEN CAMBIARSE con políticas o inversiones, la economía del hidrógeno nunca tendrá sentido".

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  12. Abner tronco, pirate a tu casa y juega a la play, y deja de criticar al pobre hidrógeno que no te ha hecho nada

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  13. Pero no consideras otras formas de generación de hidrógeno, como el producido a partir de desechos biológicos. Éstos últimos se han investigado mucho últimamente, y podrían suponer reemplazar al petróleo como fuente de generación de hidrógeno.

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  14. Tiene mucho más sentido obtener biogas de los desechos orgánicos, el cual tiene una composición parecida a la del gas natural. Convertir biogás en hidrógeno es un proceso en el que se pierde energía y dinero (más pasos intermedios inútiles) y en el que tambien se emite CO2 (aunque éste no cuente para el cambio climático por haber sido previamente absorvido por la planta).

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  15. Abner... Si este artículo fuera erroneo o falso, la gente no se preocuparía en criticarlo... pero cuando aparece tanta gente criticando, es que tienes mucha más razón de la que me parecía al empezar a leer...
    "La verdad ofende" y "El que se pica, ajos come" ;)

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