Estimad@s Clientes y/o amantes del LEAN:
Soy un convencido de que, si queremos asegurar un futuro
fiable a nuestros hijos, debemos cambiar nuestra forma de suministrar energía a
los coches, a las casas, a las industrias
Debemos buscar nuevas fuentes o, simplemente, el planeta
sucumbirá
Pero, siempre hay un pero, no podemos hacerlo a costa de los
que cada día se buscan la vida dentro de esta jungla, sin darles alternativas
viables
Hay miles de conductores que dependen del diesel y de la
gasolina
¿Qué les proponemos?
El coche eléctrico en sí siempre tendrá un problema, y eso
será así tenga una autonomía de 500 km o 1.000 km: ¿ Qué pasa con el Km
+1?........¿Le dejamos tirado en la autopista?
Si no tenemos suficientes puntos de recarga, eso es lo que
ocurrirá; y eso depende del Estado, de que haya suficientes puntos de recarga
para que eso no ocurra…..¿Cuánto tiempo tardará el Estado en responder?
Aún en el caso de que lo haga, hay un problema mayor:
¿Estamos preparados para que tardemos más de 30 minutos en recargar nuestro
vehículo?........honradamente, creo que no
Mientras resolvemos eso, creo que la simple electricidad no
será una alternativa real…simplemente, no podemos conseguirla cuando queramos,
como queramos, en los tiempos mínimos que queramos
Por ello, hay que pensar en algo distinto: algún combustible
fiable, barato, disponible por doquier, no contaminante por supuesto, rápido en
su abastecimiento, seguro…. .¿Lo hay?
Mi candidato es el hidrógeno
Y ello por varias razones:
-Primero, porque los coches con esa tecnología pueden
recargarse en el tiempo similar a los de gasolina/diesel: 5 minutos
-Segundo, porque el hidrógeno está en cantidades inagotables
en la atmósfera
-Tercero, porque el hidrógeno puede aprovechar las infraestructuras
de las actuales gasolineras
-Cuarto, pero no menos importante, porque los desechos del
hidrógeno, lo que saldría por los tubos de escape, sería vapor de agua……nada
relacionado con CO2
Tengo que decir que, hasta ahora, un impedimento era el
coste de producir hidrógeno, la típica electrolisis, muy cara
El descubrimiento que describo en el presente post abre una
esperanza
Si eso se confirma, la última barrera, los elevados costes
de producir hidrógeno se derrumbarán estrepitosamente, y una nueva era habrá
comenzado ¡!!!!!!!
Por último, decir que, si eso es así, no me queda más
remedio que admirar, una vez más, la visión de unos cuantos ingenieros de
TOYOTA que apostaron, hace ya algunos años, por esta tecnología: crearon el
MIRAI, vehículo de hidrógeno de TOYOTA, pensando que en algún momento, los
costes la harían factible
Cuando el Comité Ejecutivo de Toyota dio su aprobación a esa
nueva tecnología, no hace falta ser un genio para saber que dijeron………..vamos a
ir aprendiendo la electrónica de esos híbridos de hidrógeno, por eso de ir
delante de nuestros competidores cuando los costes la hagan viable…………….!pura
mente japonesa!!!
La estructura del presente post es la siguiente:
-Descubrimiento crucial para abaratar la producción de
Hidrógeno
-El Hidrógeno como alternativa al petróleo
-Una alternativa tecnológica, el MIRAI de TOYOTA
1. Descubren cómo generar combustible de hidrógeno a
partir de agua y luz solar
Un grupo de científicos de diversas universidades han creado
un nuevo material orgánico que reacciona a la radiación solar generando
hidrógeno a partir de agua.
Un grupo de científicos de las universidades de Liverpool,
el London College y el Instituto de Ciencia y Tecnología de China Oriental han
conseguido sintetizar un nuevo material orgánico que
puede convertir el agua en combustible de hidrógeno utilizando
la luz solar. La producción fotocatalítica de hidrógeno podría convertirse en
una abundante fuente de energía para la que tan solo serían necesarios dos
elementos tan abundantes en la Tierra como son el agua y la radiación solar.
El catalizador orgánico necesario para llevar a cabo el
proceso de división de átomos por el que se separa el hidrógeno del oxígeno se
puede construir a partir de elementos baratos y abundantes, como el
carbono, el nitrógeno y el azufre. El equipo liderado por los científicos de la
Universidad de Liverpool usó una combinación de experimentos empíricos y
cálculos computacionales de estructuras moleculares para descubrir la
composición de este fotocatalizador orgánico que podría resultar revolucionario
y acelerar el uso del hidrógeno como vector energético.
El nuevo material utiliza energía solar para generar
hidrógeno a partir de agua.
“Para lograr altas tasas de evolución del hidrógeno,
se necesita una buena afinidad con el agua, una amplia absorción de luz, un
área de superficie alta y una alta cristalinidad. Al introducir todas estas
características en un material, obtuvimos un fotocatalizador muy activo",
detalló Xiaoyan Wang, estudiante de doctorado en química por la
Universidad de Liverpool.
El proyecto, una colaboración multinacional en la que
participaron investigadores de China, Alemania, Holanda y Reino Unido, estuvo
liderado por el profesor Andrew Cooper, quien considera que estamos ante “un
buen ejemplo de la necesidad vital de contratar a los mejores investigadores de
todo el mundo y colaborar con equipos en otros países”. “La ciencia de máximo
nivel es una labor internacional”, aseguró.
El programa ha sido financiado por el Consejo de
Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (EPSRC), el Centro de
Investigación para el Diseño de Materiales Funcionales de Leverhulme y el
Consejo Europeo de Investigación. Con un presupuesto de 81 millones de
libras (91,6 millones de euros), la Fábrica de Materiales Innovadores
cuenta con unas instalaciones de 11.600 metros cuadrados para la investigación
y desarrollo de materiales avanzados.
2. El hidrógeno, el combustible del futuro, planta
cara al petróleo
El hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, y
se postula como clave fundamental en el proceso de descarbonización
La Unión Europea ha fijado unos ambiciosos objetivos para
reducir las emisiones contaminantes y de efecto invernadero, además de cumplir
con el acuerdo climático de París. Para el año 2030, dichos objetivos
fundamentales pasan por reducir al menos en un 40% las emisiones de gases de
efecto invernadero (en relación con los niveles de 1990), conseguir una cuota
de al menos 27% de energías renovables y al menos 27% de mejora de la
eficiencia energética.
Y para lograrlos es fundamental disminuir la dependencia de
los combustibles fósiles a favor de energías obtenidas de fuentes renovables. Y
aquí es donde el hidrógeno está llamado a jugar un papel muy importante. Pese a
ello, el hidrógeno, el elemento más abundante del universo, sigue
siendo el gran desconocido y genera numerosos recelos debido a dos de sus
principales características: que es muy inflamable y volátil. Por tanto, la
seguridad en la utilización de vehículos de hidrógeno comienza por la propia
seguridad de este compuesto. Como todos los combustibles, requiere de una
manipulación adecuada. Pero no más allá del apropiado uso que se debe hacer de
la gasolina, el diésel o el gas natural. Los tanques de almacenamiento están
especialmente diseñados para garantizar la seguridad de este tipo de vehículos.
Y a ello hay que sumar la creencia general, según la cual
resulta muy caro producir hidrógeno. «Esto no es cierto», asegura
Miguel Peña, Secretario de la Asociación Española del Hidrógeno (AeH2), ya que
«se puede obtener mediante los excedentes de electricidad que actualmente
producen las renovables. Y tampoco producir gasolina o gasóil sale gratis, ya
que hay que invertir numerosos recursos energéticos y económicos para extraer
el petróleo, tratarlo en la refinería, y llevarlo hasta las gasolineras».
[Pincha AQUÍ para descubrir cómo se puede
obtener hidrógeno a partir del aire]
El hidrógeno es gas incoloro e inodoro,
prácticamente inexistente en su forma molecular. Sin embargo, como compuesto,
lo hay en cantidades casi incalculables. Entre los compuestos del hidrógeno el
más frecuente, de lejos, es el agua. Y el agua, junto al viento, son
precisamente los dos elementos con los que se puede lograr el que para muchos
el que se postula como el combustible del futuro. Según Miguel Peña, «el
hidrógeno es clave en la transición energética, ya que es una forma muy
eficiente de acumular energía y mucho más versátil que la electricidad».
Según explica, actualmente las plantas termo solares y
eólicas son capaces de producir excedentes de electricidad que no se pueden
aprovechar, mientras que con el hidrógeno «la podemos almacenar durante meses,
y cuando haga falta electricidad volver a generarla mediante una pila de
combustible». Además, pese a la leyenda que rodea al hidrógeno como combustible
peligroso «es incluso más seguro que la gasolina». Miguel Peña aclara
que «cuando se produce una fuga lo peligroso es tener el combustible ardiendo
debajo de nosotros. Esto no sucede con el hidrógeno, que es muy volátil».
Aunque el hidrógeno puede producirse mediante el proceso de
reformado del gas natural, nafta, fuel pesado o carbón, para producir hidrógeno
podemos recurrir a una fuente de energía renovable -como puede ser la solar o
eólica- y agua. Mediante un proceso de electrólisis la molécula de agua se
divide en oxígeno e hidrógeno. Y este último ya se puede almacenar. Para
recuperar la electricidad el proceso es el inverso, ya que el hidrógeno,
combinado con el oxígeno del aire, libera la energía química almacenada en el
enlace H-H, generando solamente vapor de agua como producto residual de la
combustión.
Industria
La industria química de producción de amoníaco, metanol y
refinado de petróleo consume aproximadamente el 66% de la producción anual de
H2, estimada en 35 millones de toneladas métricas (MTm). El resto de la
producción se consume en otros procesos industriales. El hidrógeno se
considera como un combustible ideal, dado que no emite gases de efecto
invernadero durante la combustión. La utilización del hidrógeno en las celdas
de combustible, particularmente en el sector del transporte, permitirá en el
futuro diversificar el suministro energético, aprovechar los recursos
domésticos y reducir la dependencia de la importación de petróleo.
Respecto al transporte, además de camiones con tanques a
presión, en la actualidad, las líneas de gas natural permiten distribuir el
hidrógeno de forma segura y sin necesidad de grandes modificaciones. Según
Miguel Peña, se prevé que en el año 2030 el hidrógeno y su industria
genere más de 200.000 puestos de trabajo, contribuya a la reducción
de unos 15 millones de toneladas de CO2, y estén en circulación un total de
140.000 vehículos de pila de combustible.
El camino es largo, ya que en la actualidad en España tan
solo existen seis estaciones de distribución de hidrógeno para
automóviles, y tan solo Hyundai comercializa un vehículo, el Nexo, que utiliza
el hidrógeno como combustible. Una de esas «hidrogeneras» está situada en
Puertollano, en el Centro Nacional del Hidrógeno (CNH2), donde hemos podido
conocer el proceso de generación de hidrógeno y sus diferentes aplicaciones,
además de realizar una prueba de conducción con el Hyundai Nexo, el primer
vehículo con pila de hidrógeno que ha sido matriculado y está disponible para
su compra en España.
Según Javier Arboleda, responsable técnico de
Hyundai España, el Nexo, es un vehículo «cuyo funcionamiento es idéntico al de
un eléctrico, pero con la ventaja de que apenas se tardan cinco minutos en
repostar, y con una carga completa se pueden recorrer más de 660 kilómetros».
Además, si el hidrógeno se produce mediante energías alternativas, el único
residuo que se produce es agua, que sale en forma de vapor por el tubo de
escape.
Arboleda defiende el hidrógeno como fuente de
energía para el coche eléctrico especialmente en países como España,
donde más del 70% de los coches «duermen en la calle» y por lo tanto sus
propietarios no disponen de un enchufe propio en el garaje en el que recargar
el coche eléctrico por las noches, y «los puntos públicos de recarga son pocos
y caros».
Este es el primer coche de hidrógeno fabricado en serie
matriculado en España. En la parte trasera del Nexo se sitúa una batería de
alto voltaje. A continuación van tres depósitos de H2. Bajo las plazas
delanteras se sitúa un transformador, y en la parte delantera, «donde iría el
motor del coche, hemos colocado todos los componentes de la pila de
combustible». Esto «nos permite trabajar con las arquitecturas tradicionales,
sobre todo para las pruebas de seguridad e impacto». Finalmente se sitúa el
motor eléctrico entre las ruedas delanteras. La pila de combustible de este
vehículo está compuesta por 440 celdas de 95kW, y el tanque de hidrógeno tiene
una capacidad de 156,6 litros. Así, se logra una potencia de 163 CV (120 kW),
con una autonomía homologada según el proceso WLTP de 666 kilómetros, aunque
Arboleda matiza que «si nos movemos en un entorno urbano podemos llegar a los
820 kilómetros».
Repostajes a 20 céntimos el kilómetro
A la hora de repostar, el sistema es similar al que utilizan
los coches de gasolina. Mediante una manguera se rellena el depósito de gas,
que en Alemania tiene un precio de 10 euros por kilo, aunque según aumente su
producción podría reducirse hasta unos 7 euros el kilogramo. Si un coche diésel
gasta una media de 0,15€/km, en el caso del coche de hidrógeno este coste es de
unos 0,20 €/km. El gran inconveniente que queda para la expansión del automóvil
de hidrógeno, evidente y paradójicamente, es la red de distribución. La recarga
de los depósitos de un Mirai o un Hyundai Nexo se realiza actualmente en 5
minutos y además el conjunto de la pila de combustible y los componentes tiene
un peso inferior al de un automóvil eléctrico con una gran capacidad de
baterías.
3. Una revolución tecnológica, el MIRAI de TOYOTA
El Mirai utiliza el sistema de pila de combustible de Toyota
(TFCS, Toyota Fuel Cell System), que incorpora tecnología de pila de
combustible y tecnología híbrida, e incluye el nuevo diseño FC Stack y los
depósitos de hidrógeno a alta presión patentados por Toyota.
Cómo funciona
El TFCS es más eficiente desde el punto de vista energético
que los motores de combustión interna, y no emite CO2 ni contaminantes al
funcionar. Por otra parte, los conductores pueden esperar el mismo nivel de
comodidad que la que ofrecen los vehículos con motor de gasolina, con una
generosa autonomía y un tiempo de repostaje de hidrógeno de unos tres minutos.
El sistema emplea componentes desarrollados por Toyota, como
el Toyota FC Stack, el convertidor de voltaje FC y depósitos de hidrógeno a
alta presión.
Grandes prestaciones
El nuevo FC Stack de Toyota alcanza una potencia máxima de
114 kW (155 CV DIN), y una densidad energética de primera clase, de 3,1 kW/L
(2,2 veces superior a la del modelo anterior Toyota FCHV-adv de arrendamiento
limitado).
Se ha desarrollado un nuevo y compacto convertidor de alta
eficiencia y gran capacidad, para aumentar la potencia generada por el sistema
Toyota FC Stack hasta los 650 voltios. El mayor voltaje ha permitido reducir
las dimensiones del motor eléctrico y el número de celdas del Toyota FC Stack,
lo que ha dado lugar al sistema de pila de combustible de Toyota, más pequeño y
con mayor rendimiento, lo que implica unos costes más reducidos.
Nivel superior de estabilidad de manejo y silencio
La gran potencia del Toyota FC Stack y el control óptimo de
la energía de la batería impulsan el motor eléctrico y garantizan una potente
respuesta a cualquier velocidad del vehículo. El resultado es un aumento
inmediato del par en cuanto se toca el acelerador, y una aceleración suave y
potente a partir de ahí.
La estabilidad de manejo y el confort de marcha mejoran
gracias a la ubicación de componentes importantes, como el Toyota FC Stack y
los depósitos de hidrógeno a alta presión, centrados bajo el suelo, para
conseguir un bajo centro de gravedad y una distribución óptima del peso entre
delante y detrás, así como el uso de una carrocería de gran rigidez, que
presenta una mayor solidez en torno a la suspensión trasera.
La cubierta inferior completa y las luces de posición de
diseño aerodinámico reducen la resistencia del viento y contribuyen a mejorar
la eficiencia de combustible y la estabilidad de manejo. Las aletas
aerodinámicas empleadas a los lados de los faros combinados traseros mejoran la
estabilidad en línea recta.
Se consigue un silencio excepcional gracias al
funcionamiento del motor eléctrico a cualquier velocidad y a un menor ruido del
viento, además del sellado de todas las piezas de la carrocería y el uso de
materiales de absorción o bloqueo acústico, dispuestos de forma óptima por el
habitáculo, incluido el uso de vidrio amortiguador del ruido en el parabrisas y
en todas las ventanillas.
El modo de freno asistido hace un uso eficiente del frenado
regenerador mejorando el frenado cuando el conductor quiere reducir
sustancialmente la velocidad del vehículo, por ejemplo, en largos tramos de vía
en pendiente descendente.
Un futuro con hidrógeno
La necesidad de un combustible fósil alternativo es obvia y
real, y en Toyota creemos que el hidrógeno es el camino a seguir. Se trata del
elemento más abundante en el universo. Se encuentra en casi todas partes, desde
el agua hasta las plantas, y ya es lo bastante potente como para proporcionar
energía a nuestros hogares y edificios. Ahora, está en disposición de alimentar
el sector de la automoción.
Una reacción química
Al bombear hidrógeno en el Mirai, el gas se desplaza hasta
unos depósitos de combustible con filtro de carbono, donde se almacena. Una vez
en movimiento, las rejillas delanteras de admisión llevan aire del exterior
hasta la pila de combustible, y el hidrógeno va desde los depósitos hasta el
mismo sitio.
Allí, cada elemento experimenta una reacción química, de la que resulta la electricidad que hace funcionar el vehículo. Al pisar el acelerador, la electricidad de la pila de combustible se envía al motor eléctrico; ¿y sabes cuál es el único subproducto de este proceso en la pila de combustible? Agua, que sale fácilmente por el tubo de escape.
De hecho, se puede decir que el nuevo Mirai deja huella sin dejar ninguna huella.
Allí, cada elemento experimenta una reacción química, de la que resulta la electricidad que hace funcionar el vehículo. Al pisar el acelerador, la electricidad de la pila de combustible se envía al motor eléctrico; ¿y sabes cuál es el único subproducto de este proceso en la pila de combustible? Agua, que sale fácilmente por el tubo de escape.
De hecho, se puede decir que el nuevo Mirai deja huella sin dejar ninguna huella.
El Mirai se comercializará en determinados mercados europeos
(Reino Unido, Alemania y Dinamarca) a partir de septiembre de 2015.
El futuro ya está aquí; y se llama Mirai…
Como siempre, he incluido estas reflexiones en mi blog:
https://historiasdellean.blogspot.com/
Que disfrutéis cada hora de estas vacaciones
Un cordial saludo
Álvaro Ballesteros
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