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La UE prepara la puesta a punto de las pilas de combustible

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Artículos El diario español El País, publica el siguiente artículo en su edición de 27 de julio de 2005, que por su actualidad e interés para los lectores de Crisis Energética, reproducimos aquí, comentado por el editor, en negrita. Volvemos al recurrente asunto del hidrógeno, sin saber si la casa debe empezarse por el tejado o por los cimientos. Se vuelve a llamar al hidrógeno “energía”, sin especificar si para el hombre es fuente de energía o sumidero. Se vuelve siempre, con un artículo lateral, a despistar al lector, extrapolando la visión de Julio Verne (un soñador bastante agudo, profético en algunas cosas y lamentablemente simple novelista equivocado en otras), titulando que “el agua será el carbón del futuro” simplemente porque lo dijo el escritor francés.

ALICIA RIVERA

Pese a que las pilas de combustible, una tecnología energética basada en el hidrógeno, no han llegado al punto de madurez para entrar ya en el mercado, la Unión Europea considera que es necesario ya fijar estándares de rendimiento, seguridad, comportamiento, duración, etcétera y facilitar así su puesta a punto industrial. Para ello, el Laboratorio Común de Investigación, dependiente de la Comisión Europea, ha creado unas nuevas instalaciones de ensayos de pilas de combustible y los dispositivos asociados a ellas. Las instalaciones, ubicadas en el Instituto de la Energía de Petten (Holanda) han sido inauguradas recientemente.

La primera medida que debería adoptar la UE, antes de ponerse a hablar de las pilas de combustible y fijar sus estándares, sus rendimientos, etc., debería ser analizar cual va a ser su uso, su proyección sus posibles utilizaciones y el grado de masificación en la producción que espera alcanzar. Y luego, inmediatamente después, analizar cuánto hidrógeno será necesario para alimentarlas, cuánta infraestructura será necesario poner a punto y su coste y sobre todo, sobre todo, de dónde saldrá la energía que producirá el hidrógeno con el que esperan cargar las pilas de combustible. Todo ello, antes de empezar a tirar miles de millones de euros por la borda. No es difícil. No hacen falta grandes laboratorios y grandes misiones, ni muchos funcionarios e ingenieros de la UE bien pagados. Hace falta algo de sentido común y un poco de orientación, para ver adónde vamos y si para ese viaje, son suficientes esas alforjas.

"Las expectativas acerca de las pilas de combustible son enormes, pero también lo son los retos pendientes", dijo Kari Törronen, director del Instituto, en la inauguración. Por ejemplo, añadió, hace falta mucha energía para separar el hidrógeno de los compuestos que lo contienen, hay que buscar soluciones más eficientes respecto al coste; además hay que solucionar los problemas de almacenamiento y transporte del hidrógeno.

No es que “haga falta mucha energía para separar el hidrógeno de los compuestos que lo contienen”. Es sencillamente, que hace falta más energía que la que el hidrógeno va a ofrecer. Y tiene que salir de otra fuente. Y luego, el almacenamiento y transporte. Claro que son un reto. Por eso sorprende la alegría con la que se han soltado y se están soltando miles de millones de euros, fundamentalmente a empresas fabricantes de vehículos automóviles privados, para que investiguen la pila de combustible, que se carga con hidrógeno, sin saber de dónde saldrá la energía para producir el hidrógeno (o dando por supuesto que saldrá de las energías renovables, pero sin dar datos completos de visiones de futuro, ni someterlas a la crítica)

Sólo hay que ver el gigantesco problema que tiene la agencia más tecnológicamente avanzada del mundo, la NASA, para hacer funcionar uno de sus vehículos con hidrógeno líquido. Los principales problemas provienen de la dificultad extrema de almacenar el hidrógeno líquido en los depósitos. Ya ha habido dos accidentes graves y después de dos años de investigación más, los depósitos siguen soltando material aislante. El depósito, como informaba el otro día el mismo periódico tiene una capa de varios milímetros de espesor de aluminio y de varios centímetros de aislante, pues el hidrógeno de be mantenerse a –250º C. Y eso es muy difícil y costoso energéticamente hablando. Siguen sin verse las pruebas de choque de los vehículos que se piensa van a funcionar con este dispositivo. ¿Cómo se pretende generalizar los depósitos de hidrógeno a cientos de millones de coches, autobuses, tractores, barcos, aviones, etc., con un mantenimiento mucho más deficiente que el del trasbordador espacial?

Las pilas de combustible generan electricidad al combinar, en reacciones electroquímicas, hidrógeno y un oxidante (oxígeno o aire). El residuo generado es agua. No son una alternativa a generadores de energía como tales, puesto que el hidrógeno hay que producirlo y el proceso no es barato en términos energéticos, pero se espera que las pilas resulten muy útiles como alternativa de almacenamiento energéticos para cualquier dispositivo no enchufado a la red. Los vehículos son, indudablemente, el gran objetivo de los expertos, ya que la sustitución de los combustibles fósiles por el hidrógeno conllevaría importantes ventajas tanto en el ámbito medioambiental como en los parámetros económicos y geopolíticos.

Volvamos otra vez al origen. No es que el hidrógeno no sea barato en términos energéticos; es que es una pérdida energética. Y como bien dice el artículo, es apenas un sistema de almacenamiento energético (en pérdida). En eso puede tener alguna utilidad, pero no va a resolver el problema del agotamiento de otras energías fósiles. Pero es otro engaño decir que tiene ventajas de carácter medioambiental, porque antes habría que explicar que si X cantidad de energía contenida en hidrógeno, necesita quemar una cantidad de energía >X de otro origen, eso no es nada ecológico y no va a liberar a ningún país de lo que se denominan de forma subrepticia “parámetros económicos y geopolíticos”

"La mitad de la energía de la UE actualmente se importa, y se calcula que el porcentaje aumentará hasta un 70% en 2030", recordó Janez Potocnik, comisario de Investigación de la UE, en el laboratorio de Patten. Destacó también el problema del calentamiento global del planeta y las emisiones de gases de efecto invernadero que lo provocan. "No creo que haya una única solución a la que podamos asociar todas nuestras esperanzas [de afrontar nuestras necesidades energéticas en el futuro]. Tenemos que mantener abiertas diferentes opciones", dijo.

Esta frase da la muy falsa imagen de que con el hidrógeno se podrá reducir el porcentaje de energía importada en la UE. Suele ser habitual, pero siguen sin especificar de dónde saldrá la energía que producirá el hidrógeno. Y como siempre, vuelven a la típica y tópica frase del “cóctel de energías alternativas varias”, sin especificar qué volúmenes pretenden sustituir y en qué tiempo y si además están dispuestos a tratar de eliminar el sistema corrupto de crecimiento infinito

Una de las nuevas instalaciones inauguradas en Petten es el búnquer de ensayos de depósitos de hidrógeno a alta presión. Allí se prueba el comportamiento de depósitos en sucesivos ciclos de llenado y vaciado y condiciones de presión muy alta, muy superior a la que llevarían los vehículos comerciales. Hugh Crutzen mostró un depósito cilíndrico de varias capas de fibras, metal y plásticos con capacidad para 126 litros de hidrógeno comprimido. "Sería el típico depósito de un autobús, para los coches se utilizarán otros más pequeños colocados estratégicamente aprovechando huecos", explicó.

Como siempre, las informaciones, son incompletas, parciales y presentadas de forma intencionalmente fragmentada, para evitar ofrecer ejemplos generalizables y claros. Falta que el Sr. Crutzen, cada vez que explique que está trabajando en un tipo de depósito determinado, diga a cuántas atmósferas va ese depósito de hidrógeno comprimido y la autonomía que tendrá para un determinado tipo de potencia de motor. De esta forma, veríamos que ni a 700 atmósferas (una bomba rodante) el depósito tendría una relación volumen/peso mínimamente satisfactoria y que el coste de un depósito tan complicado sería probablemente prohibitivo. Además, debería decirnos si en su bunker de ensayos han realizado alguna prueba de choque y con qué característica y resultados. Le estaríamos todos muy agradecidos y ayudaría a saber si están empleando el mucho dinero que perciben en cosas verdaderamente útiles y prácticas.

Las pilas de combustible funcionan, sin duda, aunque sus prestaciones deban mejorar considerablemente antes de alimentar coches, barcos, ordenadores o teléfonos móviles. Pero ahora ya no basta con saber que van bien en condiciones de laboratorio.

Claro que funcionan las pilas en condiciones de laboratorio, pero si no nos dicen cuales son esas condiciones, difícilmente vamos a creerlos. ¿Cuántos ciclos de carga y descarga aguantan, antes de estropearse? ¿Admiten rellenos parciales? ¿Cuáles son los costes de la pila de combustible para la relación de energía que son capaces de almacenar? ¿De qué tipo de materiales están compuestos? ¿Son escasos o muy costosos esos materiales? ¿Evitan el tener que llevar le depósito de hidrógeno a gran presión o hidrógeno líquido asociado? ¿Qué posibilidades reales hay de aumentar las llamadas “prestaciones” para que puedan ser rentables? Y el problema de la energía de origen sigue sin resolverse, mientras tanto.

Por ello, unas salas del instituto de Petten alojan simuladores donde se mide el comportamiento de las pilas sometidas a fuertes vibraciones, a condiciones de humedad muy alta, a temperaturas extremas -entre 40 grados centígrados bajo cero y 60 sobre cero-. Los ingenieros saben que estos aparatos tendrán que funcionar sin fallos en vehículos que recorran caminos accidentados, en medio de fuertes lluvias, en el frío invernal del norte de Europa y en el calor tórrido del sur. "Una pila dura unas 5.000 o 6.000 horas en medios de transporte y hasta 30.000 o 40.000 horas en aplicaciones estáticas", explicó Tomas Malkow.

Ya van soltando algún dato, pero siempre con cuentagotas y de forma intencionadamente parcial, incompleta y fragmentada. En forma de campaña de marketing, más que científica. La duración de la que hablan ¿es con las condiciones extremas de las que hablan, o no? Queremos ver tablas, porque a tres horas diarias de utilización, con 5 ó 6.000 horas, la pila duraría unos tres años. Lo que una batería de ácido-plomo regularmente conservada. Y si la pila de combustible hace que el coche actual cueste unas cien veces más que el coche convencional de combustión interna, pueden apagar las salas del instituto y el búnquer de pruebas y marcharse. Y las pruebas no sólo se tienen que hacer sobre humedad y temperatura, o sobre vibraciones de intensidades no definidas, sino sobre choques a diferentes velocidades.

La estandarización de parámetros tanto de las pilas como de los depósitos de combustible o de los futuros centros de suministro de hidrógeno, debe facilitar y orientar, según los responsables de la UE, tanto las estrategias industriales y tecnológicas del sector como la investigación.

Un futuro vehículo propulsado por una pila de combustible en lugar de un motor convencional, como los prototipos de autobuses urbanos que están ensayándose en varias ciudades europeas, incluida Madrid, lleva depósitos con hidrógeno comprimido. Pero esta opción no es la única posible tecnológicamente.

Los científicos e ingenieros están avanzando en el desarrollo de sistemas de almacenamiento basados en alternativas de estado sólido. Esta tecnología parte de materiales capaces de absorber grandes cantidades de hidrógeno y emitirlo luego, cuando hace falta para alimentar la pila. Es una opción aún en fase muy experimental, donde los expertos esperan dar respuesta a parámetros como la eficiencia del material, el peso o los márgenes de temperatura admisibles. A ello se dedica un equipo de expertos en Petten, más directamente implicado en la investigación que en los ensayos y técnicas de estandarización.

Si el hidrógeno líquido necesita temperaturas extremas, cercanas al cero absoluto, deberían dar alguna explicación de cómo piensan almacenar efectivamente hidrógeno en estado sólido. Si es mediante combinaciones, habrán de explicar cómo esperan funcionen con los combinados los coeficientes de difusión y su elevada reactividad y de nuevo, cuales son las relaciones peso/volumen respecto de la energía contenida que esperan obtener y el coste energético de poner el hidrógeno en estado sólido. Y de nuevo, QUE EXPLIQUEN, DE UNA VEZ POR TODAS, DE QUÉ FUENTE ENERGÉTICA ESPERAN EXTRAER QUÉ VOLUMEN DE GAS HIDRÓGENO PARA DAR TANTAS ESPERANZAS DE SUSTITUIR A LOS COMBUSTIBLES FÓSILES

El agua será el carbón del futuro", profetizó Julio Verne

"El mundo no se está quedando sin energía, lo que se está quedando es sin fuentes de energía baratas -en especial petróleo-, sin posibilidades de adaptación medioambiental y sin tiempo para hacer una transición no traumática y las inversiones necesarias para poner en marcha otras opciones tecnológicas nuevas", explico Marc Steen, del Instituto de Energía de Patten. Hay que tener en cuenta, destacó, que la puesta en operación de un sistema energético lleva mucho tiempo desde que está disponible tecnológicamente.

Las pilas de combustible, aunque funcionan prototipos, deben mejorar aún para ser atractivas en el mercado. Su eficiencia de conversión energética es alta, la contaminación que generan es prácticamente nula, su consumo es bajo comparativamente, su modularidad es atractiva para muchas aplicaciones, destacó Steen entre las ventajas. Pero no ocultó las barreras pendientes: el alto coste, las prestaciones y la duración, la producción de hidrógeno con fuentes no renovables de energía y las infraestructuras de suministro de combustible.

Para producir el hidrógeno de las pilas hay que usar energía generada por alternativas renovables, en centrales eléctricas de combustibles fósiles o en plantas nucleares. Una vez producido el hidrógeno, este se convierte en un combustible transportable y disponible al margen de la red eléctrica. Según los expertos, los primeros equipos con esta nueva fuente de alimentación que estarán en el mercado serán los electrónicos. Los vehículos llegarán más tarde, cuando estén listas todas las tecnologías implicadas y se generalicen las redes de distribución de combustible.

Steen recordó la profética visión de Julio Verne en La isla misteriosa: "Creo que un día el agua será un carburante, que el hidrógeno y el oxígeno que la constituyen, utilizados solos o conjuntamente, proporcionarán una fuente inagotable de energía y de luz, con una intensidad que el carbón no puede; que dado que las reservas de carbón se agotarán, nos calentaremos gracias al agua. El agua será el carbón del futuro".