FCEV: el coche con pila de hidrógeno para el futuro

La movilidad sostenible está transformando la industria automotriz, llevándola a reinventarse. En Emotion somos agentes de cambio en esta transformación hacia una movilidad completamente sostenible y nos encanta hablar de todo lo relacionado a ello. 

Todavía no es el momento de relegar los coches con motor de combustión, pero es evidente que nos dirigimos hacia un entorno de vehículos sin emisiones. Hasta ahora, los eléctricos con batería recargable han liderado este cambio, impulsados inicialmente por Tesla y seguidos por muchos otros fabricantes. Sin embargo, no son la única opción. Los coches FCEV, también conocidos como coches con pila de combustible de hidrógeno, están ganando relevancia como alternativa y podrían convertirse en la mejor elección a largo plazo.

Ahora, ¿cómo funcionan realmente estos vehículos con pila de combustible? Y lo más importante, cuáles son las opciones disponibles si estamos considerando adquirir uno de estos coches en la actualidad?

¿Qué son los coches FCEV?

Los coches FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle, que se traduce como coche eléctrico de pila de combustible) son un tipo de vehículo eléctrico que funciona como alternativa a los vehículos eléctricos de batería. En lugar de depender de una batería, utiliza una celda de combustible para generar energía eléctrica. Esta celda o pila de combustible aprovecha hidrógeno y oxígeno del aire para alimentar el motor eléctrico.

¿Cómo funciona un coche de pila de hidrógeno?

La celda de combustible toma el lugar de la batería recargable, encargándose de almacenar la energía para alimentar el motor eléctrico del vehículo. Estos autos se consideran de cero emisiones locales, ya que solo liberan agua y calor. Sin embargo, su impacto ambiental dependerá de cómo se produzca el hidrógeno.

El hidrógeno suele obtenerse a partir de fuentes como petróleo, gas natural o carbón, aunque también puede generarse a través de la electrólisis del agua, aunque esto requiere electricidad. Es importante señalar que, aunque el hidrógeno no es un recurso natural, su obtención a menudo emite CO₂ y otros gases contaminantes. Además, almacenar hidrógeno presenta desafíos debido a su baja densidad, requiriendo compresión o conservación en estado líquido.

Funcionamiento de la celda de combustible

En la pila de combustible, ocurre un proceso llamado “electrólisis inversa” donde el hidrógeno reacciona con el oxígeno. El hidrógeno proviene del depósito del vehículo, mientras que el oxígeno se adquiere del aire circulante. La salida de esta reacción es energía eléctrica, calor y agua, que se libera por el tubo de escape en forma de vapor; sin emisiones contaminantes.

La electricidad generada en la pila de combustible tiene dos destinos según las necesidades de conducción. Puede alimentar directamente el motor eléctrico para propulsar el vehículo o cargar una batería llamada “batería de tracción”. Esta batería, más pequeña y liviana que las de vehículos totalmente eléctricos, se recarga constantemente desde la pila de combustible y actúa como depósito intermedio para la energía que se requiere para la propulsión.

En cuanto al repostaje, simplemente se acude a surtidores especiales llamados “hidrogeneras”, una especie de estación de servicio que está en expansión por todo el mundo.

Ventajas de los coches FCEV

En comparación con los coches eléctricos de batería, los FCEV presentan varias ventajas claras. 

En primer lugar, nos librarnos del peso significativo de la batería que suele lastrar a los coches eléctricos. Aunque los FCEV tienen una pequeña batería, ganamos espacio y reducimos peso. Además, la generación de energía ocurre en el momento que la necesitamos, evitando pérdidas asociadas con la generación, almacenamiento y reutilización de energía.

Lo más destacado es que, al generar energía instantáneamente, los coches FCEV no requieren largos tiempos de recarga de batería. Simplemente, recargamos el vehículo repostando la materia prima, un proceso que toma alrededor de cinco minutos, evitando largas esperas en las estaciones de carga.

Otra ventaja es la mayor autonomía de los vehículos con pila de combustible, lo que significa que no necesitamos parar tan frecuentemente para recargar.

Adicionalmente, las emisiones de estos vehículos son únicamente vapor de agua, contribuyendo positivamente al medio ambiente en lo que respecta al funcionamiento del coche. Sin embargo, es importante recordar que la producción siempre es un aspecto aparte, especialmente en tecnologías en desarrollo.

Por último, una de sus grandes ventajas competitivas es el corto tiempo de repostaje. A diferencia de los vehículos eléctricos que dependen del modelo y la infraestructura de recarga, un BMW iX5 Hydrogen puede llenar su depósito de hidrógeno en solo tres o cuatro minutos, proporcionando la misma disponibilidad y flexibilidad que los vehículos convencionales. 

Desventajas de los coches FCEV

No todo son beneficios en estos vehículos y una desventaja clave es la escasez actual de estaciones de hidrógeno. Aunque hay planes para tener 150 estaciones para el 2030, actualmente se pueden contar con los dedos de las manos y se encuentran en ciudades como Madrid, Sevilla, Huesca, Zaragoza, Albacete o Ciudad Real. 

A pesar de que algunos modelos tienen una autonomía de hasta 1.000 km, la falta de estaciones de recarga limita las opciones, incluso si el vehículo puede realizar largos viajes sin repostar.

Además, mientras que la batería de un coche eléctrico puede recargarse en casa con un simple enchufe, para repostar hidrógeno, necesariamente debemos acudir a una estación de hidrógeno. En este sentido, los FCEV pierden la ventaja de la conveniencia que ofrecen los coches eléctricos en términos de recarga en casa.

Otra desventaja es el reducido número de modelos con propulsión por pila de combustible disponibles actualmente. Solo hay dos modelos de coche a hidrógenos que se pueden comprar en España: el Toyota Mirai, el Hyundai Nexo. Sin embargo se están desarrollando nuevos coches con esta tecnología. 

¿Cuánto cuesta cargar un vehículo FCEV?

El reducido número de modelos con propulsión por pila de combustible disponibles actualmente en el mercado suele tener un costo más elevado en comparación con vehículos de combustión o eléctricos de batería equivalentes.

El precio más alto de los vehículos de hidrógeno se debe a varios factores. Además de la necesidad de avanzar en la industrialización de la producción, la demanda de platino como catalizador en la generación de energía contribuye a los costos. A pesar de que se ha reducido la cantidad de platino requerida para las celdas de combustible y se está reciclando, el elevado costo inicial sigue siendo un problema. 

La limitada disponibilidad de unidades también influye en el precio, pero se espera que este desafío sea temporal ya que la tecnología de hidrógeno se implementa en diversas aplicaciones, y se prevé un aumento en el volumen de unidades.

Mirando más allá de los costos de adquisición, los costos operativos también son cruciales para evaluar la rentabilidad de una tecnología de propulsión. En el caso de los vehículos de hidrógeno, estos costos están vinculados al precio del combustible. En la actualidad, un kilogramo de hidrógeno cuesta aproximadamente 14 euros y permite recorrer alrededor de 100 kilómetros. 

En la actualidad, el gasto por kilómetro de un automóvil de hidrógeno es similar al de un coche de combustión. Se espera que, con la expansión de la producción de hidrógeno a nivel mundial, el precio del kilogramo pueda reducirse a entre 4 y 6 euros para el año 2030.

¿Cuál será el futuro de los coche de pila de hidrógeno?

Estudios del sector demuestran que tener una infraestructura con puntos de recarga eléctrica y de hidrógeno es más económico a nivel global que depender exclusivamente de recarga eléctrica.

BMW y varios fabricantes de coches se han asociado con productores de hidrógeno y gestores de estaciones de servicio en el proyecto Clean Energy Partnership, con el objetivo de fomentar el crecimiento de las infraestructuras de hidrógeno.