CANTON, Ohio – Cada mañana en una instalación de tránsito en Canton, Ohio, más de una docena de autobuses paran en una estación de servicio antes de extenderse en sus rutas en el sur de la ciudad de Cleveland.
Los autobuses, fabricados por El Dorado National y propiedad de la Autoridad de Tránsito Regional del Área Stark, se parecen a cualquier otro. Sin embargo, en conjunto, reflejan lo último en tecnología que podría desempeñar un papel clave en la producción de servicios de transporte interurbano más limpios. En lugar de combustible diesel dañino para el medio ambiente, una cuarta parte de los autobuses de la agencia funcionan con hidrógeno. No emiten nada más que vapor de agua inofensivo.
El hidrógeno, el elemento más abundante en el universo, se ve cada vez más junto con los vehículos eléctricos como una forma de frenar los efectos dañinos para el medio ambiente de los 1.200 millones de vehículos del planeta, la mayoría de los cuales queman gasolina y diésel. Los grandes fabricantes de camiones y vehículos comerciales están empezando a utilizar tecnologías de pilas de combustible de hidrógeno como camino a seguir. Asimismo, los fabricantes de aviones, trenes y turismos.
El transporte es el mayor contribuyente al cambio climático en los EE. UU., Por lo que la energía del hidrógeno se considera una forma potencialmente importante de reducir las emisiones de CO2 a largo plazo.
Sin embargo, el hidrógeno está lejos de ser una solución mágica. Actualmente, el hidrógeno producido anualmente en todo el mundo se produce principalmente para refinerías y producción de fertilizantes a partir de gas natural o carbón. Este proceso contamina el aire y calienta el planeta en lugar de salvarlo. De hecho, un nuevo estudio realizado por investigadores de las universidades de Cornell y Stanford encontró que la mayor parte de la producción de hidrógeno emite dióxido de carbono, lo que significa que el transporte impulsado por hidrógeno aún no puede considerarse energía limpia.
Sin embargo, los defensores del transporte impulsado por hidrógeno dicen que la producción de hidrógeno será más respetuosa con el medio ambiente a largo plazo. Imagina un uso cada vez mayor de la electricidad a partir de la energía eólica y solar, que pueden separar el hidrógeno y el oxígeno en el agua. Con estas formas de energía renovable cada vez más utilizadas, la producción de hidrógeno debería convertirse en un proceso más limpio y barato.
Dentro de tres años, General Motors, Navistar y la empresa de transporte de carga JB Hunt planean construir estaciones de servicio y operar camiones de hidrógeno en varias carreteras de Estados Unidos. Toyota, Kenworth y el puerto de Los Ángeles han comenzado a probar camiones de hidrógeno para trasladar mercancías de los barcos a los almacenes.
Volvo Trucks, Daimler Trucks AG y otros fabricantes también han anunciado asociaciones. Las empresas esperan comercializar su investigación ofreciendo camiones de cero emisiones que ahorran dinero y cumplen con las regulaciones ambientales más estrictas.
En Alemania, un tren propulsado por hidrógeno entró en funcionamiento en 2018, con más en el futuro. Airbus, con sede en Francia, el mayor fabricante mundial de aviones comerciales, también está considerando el hidrógeno.
“Hasta donde he visto, no estamos más cerca de este verdadero punto de inflexión”, dijo Shawn Litster, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad Carnegie Mellon que ha estudiado las pilas de combustible de hidrógeno durante casi dos décadas.
El hidrógeno ha sido durante mucho tiempo una materia prima para la producción de fertilizantes, acero, petróleo, hormigón y productos químicos. También lleva años conduciendo vehículos: alrededor de 35.000 carretillas elevadoras en Estados Unidos, alrededor del 4% del total en el país, funcionan con hidrógeno. Su uso posterior en carreteras para mover carga pesada podría comenzar a reemplazar a los contaminadores que queman diesel.
Nadie sabe cuándo, e incluso si, se introducirá el hidrógeno para un uso generalizado. Craig Scott, director de tecnología avanzada de Toyota en América del Norte, dice que la compañía está tal vez a dos años de tener un camión de hidrógeno listo para la venta. La construcción de más estaciones de servicio será crucial para una aceptación generalizada.
Kirt Conrad, director general de la empresa de transporte cantonal desde 2009, dice que otros sistemas de transporte han mostrado tanto interés en la tecnología que SARTA conduce sus autobuses por todo el país para realizar demostraciones. El sistema de Canton, que compró sus primeros tres autobuses de hidrógeno en 2016, ha agregado 11 desde entonces. También ha construido una gasolinera. Dos sistemas de tránsito de California en los condados de Oakland y Riverside tienen autobuses de hidrógeno en sus flotas.
“Hemos demostrado que nuestros autobuses son confiables y rentables, rompiendo las barreras que han retrasado la adopción más amplia de la tecnología”, dijo Conrad.
Las pruebas en el puerto de Los Ángeles comenzaron en abril cuando la primera de las cinco unidades tractoras de hidrógeno de Toyota comenzó a transportar carga a los almacenes en Ontario, California, a unas 60 millas de distancia. El proyecto público-privado de $ 82,5 millones eventualmente tendrá 10 semis.
El hidrógeno como combustible está incluido en los planes del presidente Joe Biden para reducir las emisiones a la mitad para 2030. El proyecto de ley de infraestructura aprobado por el Senado incluye $ 9 mil millones en investigación para reducir el costo de producir hidrógeno limpio y centros regionales de producción de hidrógeno.
La industria de los camiones de largo recorrido parece ser la mejor opción para una introducción temprana del hidrógeno. Las pilas de combustible, que convierten el gas de hidrógeno en electricidad, tienen un mayor alcance que los camiones eléctricos a batería, se conducen mejor en climas fríos y se pueden repostar mucho más rápido que las eléctricas. Pilas
Esta ventaja fue importante para la empresa con sede en Londres Green Tomato Cars, que utiliza 60 vehículos Toyota Mirai propulsados por hidrógeno en su flota de emisiones cero de 500 vehículos para transportar clientes corporativos. El cofundador Jonny Goldstone dijo que sus conductores pueden cubrir más de 500 kilómetros con un tanque y repostar en tres minutos.
Dado que los ingresos de los conductores se basan en la tarifa, Goldstone dijo que “si tienen que pasar 40, 50 minutos, una hora, dos horas enchufando un automóvil en medio de la jornada laboral, simplemente no es aceptable para ellos”.
Green Tomato es actualmente uno de los mayores operadores de vehículos de hidrógeno en el todavía pequeño mercado de Europa, con alrededor de 2.000 coches de pila de combustible, camiones de basura y camiones de reparto en las calles.
Alrededor de 7.500 coches de pila de combustible de hidrógeno circulan por las carreteras de EE. UU., Principalmente en California. Toyota, Honda y Hyundai fabrican los autos, que son miles más caros que los vehículos de gasolina. California tiene 45 estaciones de servicio públicas, y se están planificando o construyendo más más.
A diferencia de los autobuses y camiones pesados, según los expertos, el futuro de los automóviles en los EE. UU. Radica principalmente en el funcionamiento de las baterías eléctricas y no en el hidrógeno. Los vehículos totalmente eléctricos pueden viajar más lejos de lo que la mayoría de la gente necesita con una batería relativamente pequeña.
Y por ahora, la producción de hidrógeno está contribuyendo a la contaminación en lugar de reducirla. El mundo produce alrededor de 75 millones de toneladas por año, la mayor parte en un proceso de emisión de CO2 que implica el reformado con vapor de gas natural. China está utilizando carbón más ecológico.
El denominado hidrógeno “azul”, elaborado a partir de gas natural, requiere un paso adicional. El dióxido de carbono emitido se canaliza bajo la superficie terrestre para su almacenamiento. El estudio de Cornell y Stanford encontró que la producción de hidrógeno azul liberaba un 20% más de carbono que la quema de gas natural o carbón para generar calor.
Por esta razón, los investigadores industriales se están concentrando en la electrólisis, en la que el hidrógeno y el oxígeno del agua se separan mediante electricidad. En la celda de combustible de un vehículo, el hidrógeno se mezcla con el oxígeno para generar electricidad. La cantidad de electricidad generada por la energía eólica y solar está creciendo en todo el mundo, lo que hace que la electrólisis sea más limpia y barata, dijo Joe Cargnelli, director de tecnologías de hidrógeno en Cummins, que fabrica electrolizadores y sistemas de energía de celdas de combustible.
En este momento, cuesta más fabricar un camión de hidrógeno y producir el combustible que poner un camión diésel en la carretera. El hidrógeno cuesta alrededor de $ 13 por kilogramo en California, y 1 kilogramo puede proporcionar un poco más de energía que un galón de combustible diesel. En contraste, el combustible diesel cuesta solo alrededor de $ 3.25 por galón en los EE. UU.
Sin embargo, los expertos dicen que la disparidad disminuirá.
“Si aumenta la tecnología para la producción, el hidrógeno debería disminuir”, dijo Litster de Carnegie Mellon.
Si bien un semirremolque diesel puede costar alrededor de $ 150,000 dependiendo del equipo, no está claro cuánto costarían los camiones con celda de combustible. Nikola, un fabricante de nueva creación de camiones eléctricos y de pila de combustible de hidrógeno, estimó el año pasado que recibiría alrededor de 235.000 dólares por cada semirremolque de hidrógeno vendido.
Después de todo, la electricidad limpia podría usarse para producir y almacenar hidrógeno en una estación de tren, donde podría alimentar locomotoras y tractocamiones, todo con cero emisiones.
Cummins predice el uso generalizado de hidrógeno en los EE. UU. Para 2030, acelerado por regulaciones más estrictas sobre emisiones de diésel y requisitos gubernamentales para vehículos de cero emisiones. Europa ya ha establecido objetivos ambiciosos para que el hidrógeno verde acelere su uso.
“Eso solo hará explotar el mercado y de alguna manera lo empujará hacia adelante”, dijo Cargnelli. “Entonces verá que otros lugares como América del Norte hacen lo mismo”.