Países como Alemania, Francia y Países Bajos apuestan fuertemente en infraestructura de hidrógeno. La Unión Europea también ha lanzado iniciativas de subsidios y normativas que fomentan la adopción de vehículos de cero emisiones.
La transición hacia fuentes de energía sostenibles es una prioridad global, y la industria del transporte por carretera no es la excepción. En este contexto, los camiones de hidrógeno, o camiones eléctricos de pila de combustible propulsados por hidrógeno, están ganando atención como una solución viable y ecológica. Estos vehículos prometen reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero, ofreciendo una alternativa limpia y eficiente a los camiones tradicionales de diésel.
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El hidrógeno, un elemento químico abundante y versátil, se puede utilizar para almacenar y entregar energía de manera eficiente. Aunque la tecnología de celdas de combustible no es nueva, su aplicación en el transporte pesado avanzó considerablemente en los últimos años.
A continuación desde Volvo Trucks propone siete preguntas comunes sobre los camiones de hidrógeno: desde cómo se produce el hidrógeno hasta las ventajas y desafíos de estos vehículos, explorando todo lo que se necesita saber para entender mejor esta innovadora tecnología y su impacto en el futuro del transporte.
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¿Qué es el hidrógeno y cómo se produce?
El hidrógeno (H2) es un elemento químico que se puede utilizar para almacenar y entregar energía. Hay muchas formas de producir hidrógeno y se necesita una fuente primaria de energía para producirlo. La forma más común de producir hidrógeno en la actualidad es a partir de gas natural mediante el reformado de metano con vapor (SMR). En este proceso se libera dióxido de carbono (CO2), a menos que se aplique CCU (captura y utilización de carbono) que evita que el exceso de CO2 llegue a la atmósfera.
La alternativa más ampliamente discutida al SMR y la que actualmente es el camino principal para lograr la producción de hidrógeno neutral en carbono es producir hidrógeno mediante electrólisis del agua utilizando energía renovable como la solar, la eólica, el agua, etc. Esta es actualmente la vía principal para establecer la economía del hidrógeno con el máximo beneficio climático.
La Agencia Internacional de Energía (IEA), en base a datos del Global Hydrogen Review 2023, difundió que la producción anual de hidrógeno de bajas emisiones podría alcanzar los 38 millones de toneladas en 2030 si se realizan todos los proyectos anunciados. La capacidad global de electrólisis creció significativamente. Según el mismo reporte, en 2022 la capacidad instalada en China alcanzó más de 200 MW, representando el 30% de la capacidad global. La capacidad global de electrólisis se espera que crezca de 0.3 GW en 2020 a 40 GW en 2030.
Volvo Trucks está invirtiendo en tecnologías de electrólisis para producir hidrógeno verde, colaborando con empresas como Daimler para desarrollar sistemas de pila de combustible eficientes.
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¿Cuál es la diferencia entre un camión de pila de combustible y un camión eléctrico de batería?
Un camión de celdas de combustible es un camión eléctrico (FCEV) que genera electricidad a partir de celdas de combustible que utilizan hidrógeno. En cambio, un camión eléctrico de batería (BEV) almacena electricidad en baterías recargables.
Los camiones FCEV pueden tener una autonomía de hasta 1,000 km y tiempos de recarga de 15 minutos, mientras que los BEV suelen tener autonomías menores y tiempos de recarga más largos.
Según un informe de Grand View Research, el tamaño del mercado mundial de camiones eléctricos de pila de combustible (FCEV) se valoró en 1.017,2 millones de dólares en 2021 y se prevé que registre una CAGR del 40,9% de 2022 a 2028.
“Los camiones en los que se mantiene el motor de combustión interna tradicional, pero que funcionan con hidrógeno, ofrecerán el mismo rendimiento y fiabilidad que nuestros camiones diésel, pero con la ventaja adicional de potencialmente tener cero emisiones netas de CO2. Serán un valioso aporte a nuestra gama de camiones eléctricos de batería, que llevan varios años en el mercado”, destaca Tomas Cordoba, ingeniero de Producto de Volvo Trucks Argentina.
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¿Cuáles son las ventajas de los camiones de hidrógeno?
Los camiones de hidrógeno ofrecen varias ventajas, incluyendo tiempos de recarga rápidos, mayor autonomía y la capacidad de operar en condiciones extremas. Además, solo emiten vapor de agua, lo que los hace una opción ecológica. Los camiones de hidrógeno pueden recargarse en aproximadamente 15 minutos, comparado con varias horas para los camiones eléctricos de batería. Además, pueden alcanzar autonomías de hasta 1,000 km, lo que los hace ideales para transporte de larga distancia.
“Los camiones Volvo con motores de combustión propulsados por hidrógeno tienen el potencial de emitir emisiones cero de CO2 cuando utilicen HVO renovable como combustible de ignición y se clasifican como “Vehículos de cero emisiones” (ZEV) según las nuevas normas de emisión de CO2 acordadas en la UE”, explica Córdoba.
Los camiones Volvo con motores de combustión alimentados por hidrógeno contarán con inyección directa de alta presión (HPDI), una tecnología que consiste en inyectar una pequeña cantidad de combustible de ignición a alta presión para permitir el encendido por compresión antes de añadir el hidrógeno. “Las ventajas de esta tecnología incluyen una mayor eficiencia energética con un menor consumo de combustible y una mayor potencia del motor”, suma Córdoba.
El Grupo Volvo se alió con Westport Fuel Systems y ambos pusieron en pie este año una empresa conjunta que utiliza la tecnología HPDI.
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¿Cuáles son los desafíos de los camiones de hidrógeno?
A pesar de sus ventajas, los camiones de hidrógeno enfrentan desafíos como el costo de producción del hidrógeno, la infraestructura de recarga y la eficiencia energética. La producción de hidrógeno verde es actualmente más costosa que la producción de hidrógeno a partir de combustibles fósiles. La infraestructura de recarga de hidrógeno es limitada, con solo unas pocas estaciones de recarga disponibles en comparación con las estaciones de recarga eléctrica.
La eficiencia energética es otro desafío, ya que la de los camiones de hidrógeno es menor en comparación con los camiones eléctricos de batería debido a las pérdidas en la producción y conversión de hidrógeno.
Volvo Trucks está trabajando en colaboración con otras empresas y gobiernos para desarrollar una infraestructura de recarga de hidrógeno más amplia y eficiente.
- ¿Cuándo estarán disponibles los camiones de hidrógeno?
Los camiones de hidrógeno ya están en fase de pruebas y se espera que estén disponibles comercialmente en los próximos años. Se espera que los camiones de hidrógeno estén disponibles comercialmente a partir de 2025, con una adopción más amplia hacia 2030.
Volvo Trucks tiene previsto iniciar las pruebas con clientes de camiones que utilizan hidrógeno en motores de combustión en 2026, y estos estarán disponibles comercialmente hacia finales de esta década. “Ya se están realizando pruebas tanto en laboratorios como en vehículos. Los camiones con motor de combustión de hidrógeno complementarán la gama de opciones de Volvo, que incluye los camiones eléctricos de batería, los camiones eléctricos de celda de combustible y los camiones que funcionan con combustibles renovables, como el biogás y el HVO (aceite vegetal hidrotratado)”, detalla Tomás Córdoba.
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¿Cuál es el costo de un camión de hidrógeno?
El costo de un camión de hidrógeno es actualmente más alto que el de un camión diésel o eléctrico de batería, pero se espera que disminuya con el tiempo. Según un artículo de El Economista, los vehículos de hidrógeno pueden ser hasta un 180% más caros que los vehículos diésel y hasta un 30% más caros que los vehículos eléctricos. “Se espera, sin embargo, que los costos disminuyan a medida que la tecnología madure y la producción de hidrógeno verde se vuelva más económica”, aclara Córdoba.
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¿Qué impacto tienen los camiones de hidrógeno en el medio ambiente?
Los camiones de hidrógeno tienen un impacto ambiental significativamente menor en comparación con los camiones diésel, ya que solo emiten vapor de agua. Además de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, los camiones de hidrógeno también ayudan a disminuir la contaminación del aire en áreas urbanas.
1.000 kilómetros recorridos con un solo llenado de hidrógeno líquido
Por su parte, el camión a hidrógeno Mercedes-Benz GenH2 denominado Daimler Truck AG alcanzó un nuevo hito con la #HydrogenRecordRun, en el marco de la estrategia de doble vía de propulsión de vehículos a través de hidrógeno y baterías.
La firma ha indicado que el Daimler Truck AG ha demostrado con éxito que la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno puede ser la solución adecuada para descarbonizar el transporte por ruta de larga distancia. De este modo, un prototipo aprobado para la vía pública del camión Mercedes-Benz GenH2 completó el circuito #HydrogenRecordRun, cubriendo 1.047 km de distancia recorrida con un solo llenado de hidrógeno líquido.
Según se detalló, el vehículo es impulsado por un sistema de pila de combustible centrado en celdas y equipado con un sistema de tanque de combustible de hidrógeno líquido. De este modo se conoció que el recorrido comenzó en el centro de atención al cliente de Mercedes-Benz Truck en Woerth am Rhein y finalizó en la capital de Alemania, Berlín.
El camión completó el trayecto completamente cargado y con un peso bruto vehicular combinado de 40 toneladas en condiciones reales, sin emitir dióxido de carbono (CO2) durante el recorrido completo. El récord de conducción con depósito sellado y kilometraje controlado fue confirmado de forma independiente mediante un documento de verificación externa de TÜV Rheinland. Marcando así un un hito en la transformación y descarbonización del sector del transporte.
Al respecto, Andreas Gorbach, Miembro del Directorio de Directiva Daimler Truck AG y Director de Truck Technology, cruzó la línea de meta con el camión en el Ministergarten de Berlín: “Para descarbonizar el transporte necesitamos tanto vehículos eléctricos de batería como tecnologías de propulsión impulsadas por hidrógeno. El punto óptimo para los camiones de pila de combustible reside en tareas de transporte de larga distancia. Al superar la marca de los 1.000 kilómetros con un solo llenado, hemos demostrado que el hidrógeno en los camiones es todo menos aire caliente y estamos avanzando muy bien en el camino hacia la producción en serie. Al mismo tiempo, nuestro récord de hoy es un recordatorio de que descarbonizar el transporte requiere otros dos factores además de las tecnologías de conducción adecuadas: una infraestructura de energía verde y costos competitivos en comparación con los vehículos convencionales«, explicó.
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Se conoció que antes del arranque, el camión Mercedes-Benz GenH2 fue abastecido con hidrógeno líquido de origen renovable en la estación de servicio de Daimler Truck AG en el centro de desarrollo y pruebas de la compañía localizado en Woerth. Durante el proceso de reabastecimiento de combustible, se llenó de hidrógeno líquido criogénico a -253 grados Celsius en dos tanques de 40 kg montados a cada lado del chasis del camión.
Se conoce que debido al aislamiento de los depósitos de los vehículos, el hidrógeno se puede mantener a temperatura durante un tiempo suficientemente largo sin necesidad de refrigeración activa. Daimler Truck AG prefiere el hidrógeno líquido en el desarrollo de propulsores basados en hidrógeno. En este estado agregado, el portador de energía tiene una densidad de energía significativamente mayor en relación al volumen en comparación con el hidrógeno gaseoso. Como resultado, se puede transportar más hidrógeno, lo que aumenta significativamente la autonomía y permite un rendimiento del vehículo comparable al de un camión diésel convencional.
El objetivo es Mercedes-Benz GenH2 es ofrecer vehículos nuevos con emisiones neutras de CO2 en los principales mercados globales (Europa, EE. UU., Japón) para 2039; y posteriormente extenderlo al resto de los mercados.
De este modo desde automotriz de pesados se indicó que desde 2021, los primeros prototipos del camión Mercedes-Benz GenH2 se están sometiendo a rigurosas pruebas y recientemente han demostrado sus capacidades en las rutas más transitadas y desafiantes de Europa.
Nota completa publicada en Revista Énfasis edición noviembre 2024. Ingresá aqui.
