Manual de combustibles alternativos y tecnología automotriz. Juan Carlos Goñi Delión

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       3.7 Hidrógeno

       a) Definición y propiedades:

      El hidrógeno es un gas incoloro, inodoro, no tóxico y el más ligero de todos los elementos. Tiene un elevado poder calorífico en masa (120,1 MJ/Kg) y es bajo en volumen (10,7 MJ/nm³).

      El proceso de producción requiere un alto consumo de energía. Sin embargo, el 90 % se obtiene reformado con vapor de gas natural (GN), ya que es más barato, pero puede utilizarse prácticamente cualquier otra fuente energética (naftas, metanol, carbón, biomasa), u obtenerse por electrolisis del agua.

      El hidrógeno es un combustible potencialmente libre de emisiones, que se puede producir a partir de materia prima local. Aunque todavía no es usado ampliamente como combustible para transporte, se investiga para lograr una producción de hidrógeno limpia, económica y segura. Es el elemento más simple y abundante del universo, pero es escaso en la naturaleza y se presenta como un gas incoloro e inodoro en la atmósfera terrestre. Pero sí se encuentra combinado con otros elementos; ejemplos: agua, hidrocarburos y materia orgánica; de estas materias se planea obtenerlo para aplicarlo industrialmente y como combustible alternativo.

      El hidrógeno puede mezclarse con gas natural para dar lugar al carburante denominado “hitano” (hythane). El interés por el hidrógeno es aprovechar su quemado limpio, posibilidad de fabricación local y su potencial para alta eficiencia en vehículos accionados con celdas de combustible, que permiten una eficiencia de 2 a 3 veces la eficiencia de un motor operado con gasolina.

       b) Beneficios:

      – Se puede producir hidrógeno a partir de múltiples fuentes, incluidas fuentes energéticas sostenibles y locales.

      – El uso de hidrógeno no produce emisiones de gases de efecto invernadero ni contaminantes del aire (salvo al ser usado en motores de combustión, en que se producen ligeras emisiones de NOx).

      – Hay reducción de la dependencia energética.

      – Se logra el desarrollo de un sistema optimizado de producción y distribución de hidrógeno.

      – No es una fuente de energía sino un vector energético, y como tal hay que fabricarlo consumiendo alta energía.

      – En la actualidad se produce mundialmente una veinteava parte del hidrógeno que sería suficiente para sustituir a los combustibles alternativos.

      El H₂ es un vector energético tan limpio como la fuente de la que se produzca:

      – Electrolisis del agua: sin emisión de CO₂.

      – Central nuclear: sin emisión de CO₂.

      – Productos biológicos: emisión neutra de CO₂.

      – Fuentes fósiles: con emisiones de CO₂ (reducidas con técnicas de captura y confinamiento).

      Las alternativas para el aprovechamiento energético del H₂ son en motores de combustión y en pilas de combustible. Las emisiones en cada uno son:

      – Motores de combustión: vapor de agua, bajos NOx, bajos HC.

      – Pilas de combustible: vapor de agua.

      c) Inconveniencias:

      – Su transporte es costoso por tener una densidad energética en volumen bajo y ser un gas muy volátil.

      – No existe en la actualidad una infraestructura de suministro de hidrógeno para su uso como vector energético.

      – Las pilas de combustible están en fase de desarrollo.

      – No se logra alcanzar un precio del hidrógeno que sea competitivo con los combustibles alternativos.

      – El precio del hidrógeno puede ser muy dependiente del precio del gas natural o de la electricidad renovable.