EL DESAFÍO DE LA MOVILIDAD ELÉCTRICA

Mercedes-Benz F125

El número de vehículos eléctricos matriculados en España no llega ni al 5% de lo previsto, a pesar de la fuerte apuesta por este tipo de vehículos que ha impulsado el gobierno de José Luis Rodríguez Zapatero. Según su plan de movilidad sostenible de 600 millones de euros, en el año 2011 se esperaba unas matriculaciones de 20.000 vehículos eléctricos, por más de 50.000 para el año 2012. Las cifras reales distan mucho de tales metas. En los ocho primeros meses del 2011 solo se han vendido 213 coches y 344 motos eléctricas.

¿Qué es lo que está fallando? La sociedad está plenamente concienciada, y el deseo de tener un automóvil silencioso y respetuoso con el medio ambiente es elevado, pero no están dispuestos a obtenerlos a cualquier precio. Mientras el precio de las baterías de Litio-ion supere el precio de un utilitario normal (30.000 euros) y las autonomías de los vehículos eléctricos ronden los 150 km, es poco probable que los ciudadanos se animen a dar el gran salto.

Tal y como vaticinaba en otras entradas, la opción eléctrica pura (con baterías) no es viable a corto plazo, y quizá, tampoco llegue a serlo a largo plazo. Tenemos que llegar a desarrollar una tecnología verdaderamente rompedora y comercialmente competitiva, lo cual no esta resultando una tarea demasiado fácil. En 1899, Henry Ford se acercó al ya entonces famoso Thomas Edison cuando estaba realizando una exposición sobre “Las baterías para hacer funcionar vehículos eléctricos”. Ford, interrumpió a Edison y le mostró un prototipo de coche con motor de combustión interna que estaba preparando. Edison lo escuchó y al finalizar la exposición le dijo: “Joven, está usted bien encaminado. Este coche tiene una ventaja sobre el eléctrico, pues se suministra su propia energía”.

Thomas Parker construyó el primer coche eléctrico en 1844.

No le faltaba razón a Edison como hoy sabemos, la asociación de (gasolina-motor de explosión) se impuso a la de (baterías-motor eléctrico). Y la razón de la victoria no hay que buscarla en las mecánicas; el motor eléctrico es muy superior al de combustión en todos los aspectos en los que se enfrentan (ecología, rendimiento, fiabilidad, densidad de potencia, par motor, coste, rumorosidad, vibraciones…). No, el problema reside en el almacenamiento de energía, como ya comenté en otras ocasiones. En ese caso, el desempeño de la gasolina es muy superior al de cualquier batería ideada hasta el momento. Un solo litro de gasolina almacena unos 10 kWh de energía. Las baterías más capaces montadas hasta la fecha en un automóvil portan 50 kWh de energía eléctrica, lo que equivale a un depósito con solo 5 litros de gasolina.  Por momentos pareciera que la propia leyes de la física se aliaran para impedir que consigamos un dispositivo de almacenamiento de electricidad que sea pequeño, ligero, barato y de rápida recarga, junto con una capacidad de almacenar energía lo suficientemente alta.

Según mi modo de ver el asunto, el problema se resolvería si utilizamos el hidrógeno como vector (almacén de energía) y la célula de combustible para transformar el H2 en electricidad. De este modo se evita el problema del peso, el de la autonomía y el de la recarga rápida. Y aunque el precio del conjunto sigue siendo algo elevado, se han hecho enormes progresos en los últimos 10 años y se espera que sean comercialmente competitivos en unos 5 años. Para ver cómo será esa tecnología en el 2025, lo mejor es fijarnos en la estrella de los automóviles. Mercedes siempre ha ido por delante en lo que a incorporación de nuevas tecnologías al mundo del motor se refiere. Ya lo hizo con el ABS, con el Air Bag, y un largo etcétera. 

En el reciente Salón de Fráncfort, Mercedes ha presentado su prototipo F125, un vehículo híbrido de autonomía extendida que utiliza una pequeña batería de nueva generación junto con una célula de combustible alimentada por hidrógeno. El prototipo cuenta con cuatro motores eléctricos, uno por cada rueda, que rinden en conjunto 231 CV, aunque puntualmente pueden alcanzar los 313 CV. Los motores reciben energía de una batería de litio y azufre que está desarrollando la marca. Esta batería tiene una densidad energética (capacidad de almacenar energía) de 350 Wh/kg (el doble que las actuales) y su capacidad será de 10 kWh, lo que dota al vehículo con una autonomía para recorridos cortos de 50 km. Cuando la batería se agota entra en funcionamiento la pila de combustible que utiliza hidrógeno para suministrar electricidad a los motores. 

Las prestaciones que señala la marca son casi irreales: Acelera de 0 a 100 Km/h en 4,9 segundos (¡como un Ferrari!), alcanza una velocidad máxima de 220 km/h, consumiendo tan solo 0,79 kg de hidrógeno a los cien. Esto supone que su consumo medio es de 2,7 litros de gasoil equivalentes a los 100. Con este sistema la autonomía del F 125 es de unos nada despreciables 1.000 km. Y esas prestaciones las consigue con una berlina de representación que mide casi 5 metros de largo, 1,98 metros de anchura y 1,43 de altura.

Para lograr semejantes cifras, incorpora una serie de tecnologías que pronto trataran de imitar otras marcas. Entre las principales cabe destacar, el depósito de almacenamiento de hidrógeno fabricado con tecnología MOFs que almacena 7,5 kg del gas a solo 30 bares de presión. Cifra muy inferior a los 700 bares que utilizan los depósitos actuales. Eso ahorra peso y volumen, pues el depósito no necesita tener forma cilíndrica, lo que posibilita su instalación aprovechando los huecos que deja los bajos del coche. La tecnología MOFs (del inglés Metal Organic Frameworks) se trata de una estructura porosa realizada con un compuesto de elevada superficie (hasta 10.000 m2/g). Al estar almacenado a menor presión no se pierde energía comprimiendo el hidrógeno hasta las 700 atmósferas, lo que redunda en una mejora del rendimiento global de la producción del hidrógeno hasta su utilización para mover las ruedas del automóvil.

Sin duda, la Estrella del Norte marca el rumbo, ¡sigámosla!

NUEVOS AUTOBUSES DE HIDRÓGENO PARA HAMBURGO

La industria Alemana está siendo un hervidero de actividad en los últimos cinco años. Cuando se trata de hablar de la economía del hidrógeno, la competencia es encarnizada entre Estados Unidos, Alemania y Japón, los tres mayores exportadores de automóviles del mundo.

El último movimiento corresponde a Alemania, país en el que se está llevando a cabo un avance coordinado de las tecnologías de automoción y la implantación de infraestructuras de apoyo. La ciudad de Hamburgo, que ya contaba con cuatro autobuses híbridos dotados de Célula de combustible de la marca Mercedes-Benz ha confirmado la renovación de sus unidades, toda vez que las primeras, adquiridas en 2003, han terminado su periodo de pruebas. La empresa de autobuses urbanos Hamburger Hochabahn AG, ha informado que adquirirá otras tres unidades extra el próximo año. De este modo da un espaldarazo a las tecnologías limpias basadas en pila de combustible.

Los nuevos autobuses Citaro FuelCELL presentan algunas mejoras con respecto a la primera generación de autobuses con pila de combustible que se lanzó en Hamburgo en 2003. Se ha introducido un nuevo sistema híbrido de recuperación y almacenaje de energía en las frenadas, gracias a la incorporación de nuevas baterías de Litio-ion. Los motores eléctricos van dentro de las llantas, con una potencia máxima de 120 kw (164 CV), y la pila de combustible son más avanzadas. Estas últimas están diseñadas para una vida útil de seis años o 12.000 horas de funcionamiento, lo que le permite un uso intensivo de seis horas diarias. Las pilas de combustible son idénticas a las del Mercedes Benz Clase B, que hizo recientemente una exhibición de fiabilidad dando la vuelta al mundo.

AUTOMÓVIL DE HIDRÓGENO: MERCEDES F-CELL

Mercedes Clase B  (F-CELL)

El Mercedes Clase B será uno de los primeros coches de hidrógeno en ser fabricado en serie. Se espera que para 2012 haya más de 70 vehículos de éste tipo circulando por las carreteras de los Estados Unidos. El mercado americano, y en concreto los estados de California y Hawái, tienen desarrolladas la mayores infraestructuras para el reabastecimiento de vehículos de hidrógeno.

Pero los vehículos aún son demasiado caros para su vente en condiciones normales, de ahí que se haya optado por el renting a razón de 849 dólares al mes durante 36 meses. Los afortunados que puedan pagar tal alquiler podrán gozar de la última tecnología de automoción, pues los Clase B F-CELL son vehículos con cero emisiones en su utilización diaria. E incluso pueden llegar a tener cero emisiones a lo largo de toda su vida si el hidrógeno es generado mediante energía nuclear o fuentes renovables.

Los técnicos de mercedes llevan recorridos más de 4.5 millones de kilómetros de pruebas con la anterior generación de células, que van montas sobre un modelo de menor tamaño (el clase A). La idea del renting de los 70 nuevos vehículos es seguir acumulando kilómetros para conseguir una tecnología plenamente madura, competitiva y comercializable hacia la meta del 2015.

La ventaja de los coches de hidrógeno como el clase B es que pueden llenar su depósito en apenas 3 minutos, en una estación de repostaje estándar. Eso contrasta abiertamente con los tiempos de recarga de varias horas de los automóviles eléctricos. Además la autonomía normal de un depósito es superior a la de la mayoría de coches eléctricos pues alcanza los 400 km en condiciones de homologación. Y eso lo consigue con un motor de 136 caballos y 290 Nm de par, con el que se alcanzan los 170 km/h, y acerlera 0-100 en poco más de 11 segundos. Para que se hagan una idea de la mejora de rendimiento que supone el uso de este tipo de vehículos, si en lugar de hidrógeno utilizara gasoil su consumo equivalente sería de tan solo 3,3 litros a los cien kilómetros.