Movilidad Sustentable: Perspectivas para el hidrógeno verde

"En el contexto de la movilidad sustentable, uno de los desafíos se asocia a la investigación y mejora de los combustibles alternativos, que permitan un rápido descenso en la generación de gases de efecto invernadero producto de nuestros desplazamientos y en este sentido, el hidrógeno verde puede jugar un rol fundamental". 

 

 

Dr. Lorenzo Reyes-Bozo

Dir. Ingeniería Civil Química y Grupo de Investigación en Energía y Procesos Sustentables, U. Autónoma de Chile

La densidad poblacional y la escasa planificación territorial de las grandes urbes, ha tenido históricamente al centro de la movilidad el uso excesivo de transporte privado y, en muchos casos en los últimos años, con un uso unipersonal. Sin duda, bajo el contexto de pandemia, el uso de vehículos particulares se ha incrementado en desmedro del transporte público, principalmente por la percepción de riesgo de contagio en el uso del sistema de transporte público, proyectando sus impactos más allá de la aplicación de una vacuna, sino por el cambio de comportamiento que esto conlleva. Una de las primeras consecuencias, es la saturación de las vías públicas de circulación por vehículos particulares, que a su vez trae asociado un mayor uso de combustibles y, por tanto, problemas de contaminación del aire y acústico, impactando negativamente a la salud de la población, como alterando la salud mental de sus ciudadanos por medio del incremento del estrés diario. Si pensamos que diferentes estudios internacionales revelan que el transporte es responsable del 25% de las emisiones de gases contaminantes que provocan el cambio climático global, se hace necesario conceptualizar un modelo de movilidad sustentable considerando a distintos tipos de personas y necesidades y las condiciones propias de cada ciudad, que permita a las personas ir de un lugar a otro en medios menos contaminantes, de forma accesible, eficiente, segura y equitativa. Es decir, con criterios de inclusividad acorde a cada ciudadano.

 

Una aproximación es modificar el actual modelo de gestión de movilidad, priorizando el diseño de las ciudades para el transporte peatonal, bicicletas, transporte público mayor y menor, dejando en último lugar el transporte compartido en vehículos privados y el uso unipersonal de autos y taxis. Esto conlleva a aumentar el costo del uso del vehículo, incentivando el uso de otras modalidades de transporte, pero aún con la condicionante de la emisión de gases de efecto invernadero. En el contexto de la movilidad sustentable, uno de los desafíos se asocia a la investigación y mejora de los combustibles alternativos, que permitan un rápido descenso en la generación de gases de efecto invernadero producto de nuestros desplazamientos y en este sentido, el hidrógeno verde puede jugar un rol fundamental. 

 

El hidrógeno verde es la base para producir combustibles sintéticos, los cuales, pueden reemplazar al petróleo y sus derivados. Los combustibles sintéticos o e-fuel son hidrocarburos producidos a partir de dióxido de carbono (CO2) e hidrógeno verde (H2) como únicas materias primas. El proceso requiere de energía, la cual, se debe proveer de fuentes renovables. Los combustibles sintéticos permiten una reducción significativa de las emisiones de CO2 respecto de las emisiones generadas por el uso de combustibles fósiles. Basado en el análisis de ciclo de vida, las emisiones de CO2 se pueden reducir por sobre un 70%. Los combustibles sintéticos también poseen una mayor densidad energética respecto de las baterías, por ello, pueden ofrecer una solución a aquellas aplicaciones donde la electricidad aún no tiene una respuesta, por ejemplo, en la aviación y el transporte marítimo.

 

La aplicación en la que el hidrógeno tiene un mayor potencial es su uso como combustible alternativo es en servicios de transporte. El uso de hidrógeno verde en transporte favorece la reducción de emisiones contaminantes y, a la vez, estrategias para la diversificación e independencia energética, en especial, para un país como Chile donde sus cadenas logísticas son relevantes. 

 

En función de la tipología del transporte y la autonomía necesaria, se proyecta que el mercado se distribuya entre vehículos eléctricos de batería y vehículos eléctricos de pila de combustible, reflejando que mientras más grande es el vehículo y mayor es la autonomía requerida, el vehículo de hidrógeno es más ventajoso. Por ejemplo, un vehículo con pila de combustible presenta mayor autonomía y menor tiempo de recarga. Sin embargo, el desarrollo de vehículos con baterías y con pila de combustible se debe considerar como una estrategia complementaria y no excluyente. Además, la expansión y escalamiento de los vehículos con pilas de combustible está supeditada al desarrollo de infraestructura y logística de distribución necesaria para contar con hidrógeno verde y libre de emisiones.  

 

Hoy en día, la movilidad en base a hidrógeno verde dentro de las ciudades está adquiriendo una gran importancia, con presencia en el mercado de diferentes fabricantes de autobuses urbanos eléctricos de pila de combustible. Por ejemplo, en Europa existen más de 300 autobuses eléctricos de pila de combustible circulando, algunos de ellos, hace más de diez años. Asimismo, un medio de transporte basado en hidrógeno es la solución más adecuada en el transporte de mercancías de largas distancias por carretera, existiendo camiones alimentados por hidrógeno que almacenan alrededor de 100 kg de hidrógeno, con pilas de combustible de 200 kW e hibridados con baterías, pudiendo desarrollar potencias de más de 500 kW y una autonomía superior a 1200 km.

 

Otro sector, en el que el hidrógeno tiene gran potencial de aplicación, lo constituye el transporte en el sector ferroviario. Actualmente, los principales fabricantes de trenes disponen de trenes regionales dotados de un sistema de tracción híbrido eléctrico-pila de combustible, con el objetivo de ser utilizados en líneas no electrificadas o en líneas híbridas con tramos electrificados y no electrificados. Un ejemplo lo constituye Alstom, que en 2018 puso en operación el tren Coradia Ilint que permite recorrer 800 km con 160 pasajeros a una velocidad de 140 km/h, utilizando para ello 200 kg de hidrógeno y dos sistemas de 200 kW de pilas de combustible poliméricas.

 

Finalmente, el transporte marítimo de mercancías y la aviación comercial tienen también opciones limitadas de combustibles alternativos bajos en emisiones. Aquí, el desarrollo de combustibles líquidos en base a hidrógeno verde representa una opción ambientalmente amigable a pesar de su costo de producción en relación con combustibles tradicionales. 

 

Por ello, políticas públicas apropiadas y considerando uno de los desafíos de la estrategia nacional de hidrógeno verde que establece que para el año 2030 nuestro país producirá el hidrógeno verde al menor precio a nivel mundial, permitirá que en el corto plazo el hidrógeno verde contribuya a la movilidad sustentable, avanzando a la carbono neutralidad y con las siguientes ventajas: elevada eficiencia energética, combustible de origen local, ausencia de contaminantes a la atmósfera, facilita la masificación de las fuentes renovables de energía, mejora de la seguridad vial y de las personas.

 

Dr. Lorenzo Reyes-Bozo

Director Ingeniería Civil Química

Director Grupo de Investigación en Energía y Procesos Sustentables

Universidad Autónoma de Chile

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OPINIÓN | Lorenzo Reyes-Bozo

Director Ingeniería Civil Química y Grupo de Investigación en Energía y Procesos Sustentables, U. Autónoma de Chile

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