Por qué Toyota y GM están impulsando los autos con celda de combustible al mercado

Los vehículos propulsados ​​por hidrógeno han estado fuera del foco de atención durante años, pero están a punto de hacer un regreso sorprendente. Toyota dice que dará a conocer un sedán propulsado por pilas de combustible de hidrógeno a finales de este año que saldrá a la venta en 2015; Mientras tanto, varios otros fabricantes de automóviles han anunciado asociaciones para comercializar la tecnología (consulte el compromiso de Ford, Daimler y Nissan con las celdas de combustible), incluidos GM y Honda, que anunciaron dicha colaboración esta semana.

Prototipo caro: Toyota dice que está a punto de lanzar un vehículo de pila de combustible que cuesta una vigésima parte de lo que cuesta este vehículo de prueba.

Si bien siguen existiendo muchos desafíos para los vehículos de hidrógeno, en los últimos años los investigadores han realizado grandes mejoras en la tecnología a menudo difamada, incluida la reducción en gran medida de su costo. Como resultado, los vehículos de pila de combustible parecen estar preparados para desempeñar un papel importante en el cumplimiento de las ambiciosas normativas sobre emisiones de vehículos, especialmente en lugares como California.

GM, Toyota y un par de otros fabricantes de automóviles han hecho un gran trabajo. Las pilas de combustible se están acercando a ser viables, más cerca de lo que la mayoría de la gente podría pensar, dice Brett Smith , codirector de fabricación, ingeniería y tecnología en el Center for Automotive Research, una organización sin fines de lucro en Ann Arbor, Michigan.

Los vehículos de pila de combustible fueron una vez los favoritos de la administración Bush; el presidente Bush pidió $ 1.2 mil millones en fondos para la tecnología en su discurso sobre el estado de la Unión de 2003. Emiten solo vapor de agua y podrían ser tan convenientes como los autos convencionales, ya que se pueden repostar en el tiempo que se tarda en llenar un tanque de gasolina y tienen un rango de conducción similar. Pero los vehículos de pila de combustible demostraron ser extremadamente caros y requerirían una inversión masiva en estaciones de servicio de hidrógeno para ser prácticos. También ha habido preguntas sobre cuán respetuosos con el medio ambiente son en realidad los vehículos de pila de combustible de hidrógeno: si bien los coches en sí no emiten dióxido de carbono, el hidrógeno se produce a partir del gas natural, un combustible fósil, en un proceso que libera grandes cantidades de dióxido de carbono. . El hidrógeno también se puede producir utilizando energía solar y eólica, pero ese proceso es ineficiente y costoso.

A medida que los desafíos con la tecnología se hicieron más evidentes, el interés disminuyó (ver Hype about Hydrogen), y Bush comenzó a enfatizar en cambio los biocombustibles. En 2009, la administración Obama recortó los fondos para I + D de vehículos de pila de combustible. El secretario de energía en ese momento, Steven Chu, dijo que se necesitaría un milagro para que los vehículos de celda de combustible tuvieran éxito. (En realidad, dijo que se necesitarían cuatro. Consulte Preguntas y respuestas: Steven Chu).

Pero ocurren milagros. Desde 2009, los costos relacionados con los vehículos de pila de combustible se han reducido. Los prototipos que GM y Toyota construyeron hace unos años cuestan más de $ 1 millón cada uno. Ahora Toyota dice que su objetivo es vender su sedán de celda de combustible por menos de $ 100,000. Los costos cayeron a medida que Toyota encontró formas de reducir la cantidad de piezas en su sistema de celda de combustible y disminuir la cantidad de platino costoso necesario. La compañía dice que está presionando mucho en I + D para la tecnología de fabricación, entre otras cosas, para reducir los costos aún más antes del lanzamiento de 2015.

Chris Hostetter , vicepresidente de planificación estratégica de Toyota Motor Sales, EE. UU., dice que el sedán podría costar tan solo $ 50,000, lo que lo haría más barato que el vehículo eléctrico Modelo S de Tesla, que tiene una autonomía similar (otros vehículos eléctricos son más baratos, pero requieren recarga frecuente). Podemos sorprender a la gente con los avances que hemos logrado, dice Hostetter.

Los costos han bajado a un ritmo bastante constante, dice Daniel Sperling , director del Instituto de Estudios de Transporte de la Universidad de California en Davis y miembro de la Junta de Recursos del Aire de California, que supervisa las regulaciones sobre emisiones de vehículos. La mayoría de la gente en la industria automotriz piensa que, una vez en la producción a gran escala, el costo no será una barrera.

Una mirada atenta a las emisiones de tecnologías competidoras, como los vehículos eléctricos y los coches convencionales, muestra que los coches de pila de combustible tienen importantes beneficios medioambientales, incluso cuando el hidrógeno se produce a partir de gas natural. En mayo, el Departamento de Energía de EE. UU. Publicó su análisis más reciente de las emisiones totales esperadas de dióxido de carbono de los vehículos de celda de combustible en 2035, incluidas las emisiones asociadas con la producción de hidrógeno a partir del gas natural, su compresión y su transporte. El análisis muestra que los automóviles emitirán menos de la mitad de dióxido de carbono que los vehículos convencionales que funcionan con gasolina en la actualidad. También liberarían menos dióxido de carbono que los vehículos eléctricos cuando los vehículos eléctricos se cargan en partes de los EE. UU. Que dependen en gran medida de la energía del carbón. Sin embargo, los vehículos eléctricos se ven mejor en lugares como California, que usa poco carbón, y en un futuro hipotético cuando se carguen exclusivamente con fuentes como la energía eólica y solar.

Los vehículos de pila de combustible también podrían ser de gran ayuda para las energías renovables al ayudar a abordar su intermitencia. Una opción que se está considerando en Alemania es utilizar el exceso de energía eólica generada por la noche, cuando la demanda es baja, para electrolizar el agua y producir hidrógeno (ver el hidrógeno podría ser clave para los planes energéticos de Alemania). Sperling dice que usar hidrógeno como una forma de almacenar el exceso de energía renovable tiene sentido. También señala que hay otras rutas prometedoras para la producción de hidrógeno bajo en carbono en desarrollo, como plantas de ingeniería para producir hidrógeno a partir de la luz solar directamente, aunque se encuentran en las primeras etapas de desarrollo.

Pero el mayor desafío para los vehículos de pila de combustible sigue siendo la falta de estaciones de servicio de hidrógeno. A diferencia de los vehículos eléctricos, que se pueden recargar en casa, los vehículos de hidrógeno requerirán una red de estaciones de servicio. Algunos sugieren que incluso unas pocas estaciones de servicio en una ciudad serían suficientes para alentar a la gente a comprar los vehículos, pero Smith es escéptico. Si solo hubiera cuatro estaciones de servicio en la ciudad, dice, es posible que los conductores deban hacer un esfuerzo de 10 a 15 minutos para reabastecerse. No voy a hacer eso cuando sé que hay una gasolinera en cada esquina, dice.

Los fabricantes de automóviles son muy conscientes de este posible obstáculo. Toyota está trabajando actualmente con gobiernos y empresas en un esfuerzo por instalar más estaciones de abastecimiento de hidrógeno antes de comenzar a vender sus vehículos de celda de combustible. La infraestructura es algo que nos preocupa, dice Hostetter.

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