Desenchufados

Rick Wagoner, Presidente de General Motors Corp., comentó que China es uno de los principales candidatos para ser el primer país en construir las infraestructuras que requieren las tecnologías de automoción limpias.

Los constructores de automóviles llevan manifestando desde hace tiempo que las tecnologías no contaminantes, como los vehículos con pila de combustible, requerirán inversiones billonarias para reemplazar o adaptar cientos de estaciones de servicio de modo que puedan suministrar hidrógeno.

“Si hay lugares donde se pueden reunir en buena sintonía las nuevas tecnologías y una estrategia en infraestructuras, China es uno de esos lugares” explicó Wagoner.

Esto podría resultar ser una ventaja estratégica para la nación más grande del mundo, que está luchando por reducir la contaminación ambiental a la vez que su economía crece a gran ritmo.

El país acaba de hacer públicos los planes para desarrollar un sistema nuclear extensivo. Y el hidrógeno podría ser considerado como uno de los subproductos de las plantas nucleares.

Fuente: APPICE

El dispositivo permitiría generar este material dentro del propio vehículo, algo que hasta el momento no parecía viable y que reduciría los costes de la transición de una infraestructura basada en el gasoil a otra fundamentada en el hidrógeno.

El catalizador se compone de una pieza cerámica con canales en su interior y recubierta con un aerogel, un material muy poroso y transparente. El aerogel contiene nanopartículas de cobalto, que son las responsables finales de la transformación del etanol en hidrógeno.

Las características de esta innovación le confieren un gran potencial para el desarrollo de pilas de combustible de hidrógeno, también llamadas células o celdas de combustible. Se trata de dispositivos electroquímicos de conversión de energía similares a los de una pila, pero con la salvedad de que no dejan de producir energía si se consumen los reactivos de su interior, ya que pueden restablecerlos.

Entre sus aplicaciones, resultan útiles como fuente de energía en lugares remotos, como dispositivos generadores de electricidad y luz para viviendas u oficinas y para el desarrollo de vehículos propulsados con hidrógeno.

Mas información: Madrid+D

Sabemos que no podemos conseguir energía eléctrica de fuentes de energía renovables siempre que queramos. Por ello se han ido desarrollando varios métodos para almacenar energía, de diferentes formas.

Acumuladores térmicos: La energía obtenida de fuentes renovables puede ser utilizada para calentar agua. Esta energía solo se aprovechará adecuadamente si se requiere de forma calorífica. El paso de energía eléctrica a energía térmica es fácil, basta con una serie de resistencias. Sin embargo, para pasar de energía térmica a trabajo es necesario unas máquinas complejas (motores térmicos).

Compresión de aire: Se utiliza un compresor de aire para enviarlo a un depósito presurizado, preferiblemente aislado termicamente. Se utiliza posteriormente la energía de expansión del aire a través de una turbina o expansor volumétrico con una eventual combustión previa que aumente la energía. Este último sistema proporciona rendimientos desde el 60% hasta el 80%. El rendimiento de recuperación máximo teórico es del 50% si se deja enfriar el aire comprimido.

Bombeo de agua: Es un método muy utilizado actualmente. Consiste en bombear agua a un depósito superior para después turbinarla cuando el precio del kWh es mayor. El problema de este sistema es la evaporación en el depósito superior. La eficiencia de recuperación es del 50% al 80%. Esta solución es la adoptada por la isla del Hierro.

Baterías: Es un sistema muy utilizado actualmente en instalaciones aisladas, como la fotovoltaica. Su rendimiento es del 60 al 75% para baterías de plomo-ácido. Actualmente se están utilizando baterías de Ion-Litio para los coches híbridos.

Generación de hidrógeno: La electricidad descompondrá el agua, almacenándose el hidrógeno y eventualmente el oxigeno. Los rendimientos están entre el 50 y el 70%. Este podrá utilizarse para la industria del automóvil, por ejemplo.

Volante de inercia: Consiste en almacenar energía en un volante capaz de girar a elevado régimen en un recinto vació, que impida la resistencia aerodinámica, con un sistema de cojinetes magnéticos. Este sistema es capaz de absolver potencias instantáneas elevadas. Logran un rendimiento de operación alto, del orden del 80%. El intercambio de energía puede ser electromagnético o por medio de un tren de engranajes. Actualmente se utiliza uno en el CIEMAT para los dar la energía necesaria para la fusión nuclear. El problema principal son las dudas por su seguridad.

Ya hablamos aquí de los métodos de obtención del hidrógeno y de como transportarlo y distribuirlo. Solo nos falta saber como podemos almacenarlo, para llevarlo desde la generación a la distribución.

Cilindros de gas comprimido: Es la técnica más utilizada para suministrar hidrógeno hasta presiones de 200 bar. Es una técnica de disponibilidad general y puede considerarse de bajo coste. Sólo se almacenan cantidades relativamente pequeñas de H2 a 200 bares; las densidades energéticas de combustible y almacenamiento a alta presión (700 bar) son comparables al hidrógeno líquido, pero están todavía por debajo de las de la gasolina y el gasóleo; el almacenamiento a alta presión está aún en fase desarrollo.

Tanques de líquido: También es una tecnología muy empleada y bien conocida. Se consigue una buena densidad de almacenamiento. Se requieren temperaturas muy bajas y por ello un aislamiento mayor de lo normal, por lo que su coste puede ser elevado. Se pierde algo de hidrógeno por evaporación y la energía almacenada todavía no es comparable a los combustibles fósiles líquidos.

Hidruros metálicos: Empieza a estar disponible alguna tecnología de almacenamiento de hidrógeno sobre sólidos metálicos. Es un sistema muy seguro ya que el hidrógeno se almacena sobre el sólido. La forma de los depósitos de almacenamiento puede adaptarse a las necesidades de cada aplicación. El rellenado exige circuito de refrigeración debido al calor de la reacción, aunque existe la posibilidad de reutilizar los efectos térmicos en subsistemas. Al utilizarse metales para fijar el gas, los pesos se elevan considerablemente y pueden degradarse con el tiempo. Actualmente es una tecnología bastante cara.

Hidruros químicos: Las reacciones de formación de hidruros reversibles son bien conocidas, p. ej., NaBH4. Son sistemas compactos con reducido tamaño pero plantean problemas con la manipulación de residuos y en lo que se refiere a las infraestructuras necesarias.

Estructuras de carbono: Se están estudiando distintas estructuras con base de carbono, entre las que se encuentran los nanotubos, que permiten una elevada densidad de almacenamiento de hidrógeno, siendo, además, muy ligeras. Pueden resultar baratas en función de su producción, estando actualmente en fase de investigación y desarrollo.

Fuente: APPICE

La Corporación Tecnológica Tecnalia ha presentado hoy un prototipo de coche cuyo motor eléctrico está alimentado por una pila que funciona con hidrógeno. La novedad de este proyecto, informaron responsables de la compañía vasca, es que se trata de un vehículo 100% eléctrico que trabaja con un concepto mixto de batería e hidrógeno.

Javier García Tejedor, director adjunto de la Unidad de Energía de Tecnalia, ha señalado que el repostaje de energía de este prototipo es entre seis y ocho veces más barato que llenar el depósito de un coche con la misma autonomía. Además, su única emisión es agua, aunque se tiene en cuenta la energía que se consume en el proceso de la obtención del hidrógeno o la generación de la electricidad para cargarlo. Sus promotores consideran que el uso de este tipo de coches reducirían un 80% las emisiones globales.

Además, cuenta con un sistema de baterías de alto rendimiento, que se carga en pocos minutos en una toma estándar de 220 voltios y que, según los promotores del coche, permite suministrar los “picos” de energía necesarios durante las aceleraciones y mejorar la autonomía del vehículo.

Los responsables del proyecto han señalado que todavía deben evolucionar mucho los sistema de producción, almacenamiento y distribución de hidrógeno, así como la vida útil, potencia, velocidad de carga y tamaño de las baterías.

“Llegaremos al vehículo totalmente eléctrico con un extensor de rango, un sistema auxiliar que nos permita realizar viajes más largos que la capacidad de almacenamiento de nuestras baterías”, ha dicho García Tejedor.

Fuente: El País

Parece que no hago otra cosa que dar noticias de coches, pero me da la sensación que se han puesto todos de acuerdo para sacar coches de hidrógeno o híbridos… Bueno, en este caso es la francesa Renault la que acaba de presentar su primer prototipo de un vehículo movido por hidrógeno y, por lo tanto, que sólo emite vapor de agua.

Es un Mégane Scénic y su desarrollo ha costado ‘sólo’ 3,5 millones de euros y 14 meses para poder ser conducido como un vehículo cualquiera más.

Esas cifras, que parecen elevadas, son en realidad todo un logro obtenido gracias a las sinergias establecidas entre Nissan y Renault. Además, para la alianza franco-nipona, esta exitosa primera transferencia de tecnologías desde su fusión ha mostrado que sus trabajos conjuntos pueden ser mucho más baratos y eficaces de lo previsto.

La habitabilidad interior no se ve reducida y al conducirlo sólo llaman la atención dos cosas: la primera que no sabes si está encendido o no porque su motor no hace ningún ruido, tan sólo, ya en marcha, los aerodinámicos y de rodadura; la segunda que por su escape sólo sale vapor de agua.

El combustible son 3,5 kg de hidrógeno a 360 bares de presión, que le dan una autonomía de 350 km, es decir, 100 km por kilo. Teniendo en cuenta que el kilo de hidrógeno viene a costar entre ocho y 12 euros, un coste ‘competitivo’ frente a los combustibles tradicionales.

Su talón de Aquiles es la batería, muy cara y cuya producción en serie es aún lejana en el tiempo. De no ser por ella y la falta de puntos de repostaje de hidrógeno, en Renault aseguran que podrían poner en la calle pequeñas producciones en un plazo muy breve de tiempo.

Así que la alianza Renault-Nissan (los nipones presentarán su coche de hidrógeno que será un Tiida o un Almera Tino el mes que viene) se ha propuesto llegar con él a la producción en 2011.

Fuente: El mundo

Habréis visto en trescientos sitios que Honda ha iniciado la primera línea de producción comercial de vehículos propulsados por hidrógeno y de emisiones cero. El modelo del fabricante japonés, bautizado con el nombre de FCX Clarity (ver la página del fabricante aquí), empezará a rodar por las carreteras de California el próximo mes, mientras que la comercialización no llegará a Japón hasta bien entra

do el otoño. El modelo utiliza electricidad e hidrógeno como combustible, y tan solo emite vapor de agua.

En los próximos tres años, el segundo fabricante nipón de automóviles producirá 200 unidades de este tipo de vehículos, que se destinarán a alquiler. El principal obstáculo a su desarrollo es el déficit de estaciones suministradoras de hidrógeno.

Por otra parte, Mitsubishi tiene intención de alinearse con el Grupo PSA Peugeot-Citroën para comenzar a producir vehículos eléctricos. Al menos eso se desprende de la información publicada ayer en el diario japonés Nikkei en el que se precisa que la marca japonesa aportará principalmente tecnología y baterías de última generación. Se trata de un objetivo que podría pasar incluso por la creación de una “joint venture” (un tipo de empresa unión al 50% de otras dos, y tiene cuentas independientes) para desarrollar este ambicioso proyecto de cara a un futuro no muy lejano.

Fuente: El Economista. (martes, 17 de junio 2008)

Ya os comenté como se generaba hidrógeno, pero, ¿como se transporta hasta los consumidores? ¿como se distribuye?

Transporte del hidrógeno: En función de las circunstancias específicas, el hidrógeno puede producirse localmente o distribuirse a partir de una planta central de producción a gran escala. En la actualidad se están estudiando los costes y los beneficios de esas diversas posibilidades de “conducción”. En Europa existe ya un sistema restringido de transmisión de hidrógeno asociado al sector petroquímico, pero van a ser necesarias cuantiosas inversiones en infraestructura para facilitar la distribución generalizada de hidrógeno. En el caso del transporte, también será preciso contar con instalaciones especiales de reabastecimiento. Como ocurre con todos los combustibles, la seguridad es la preocupación primordial. Por ello, será necesario elaborar normas, códigos y reglamentos de aceptación generalizada para los equipamientos, contar con personal de mantenimiento perfectamente capacitado y disponer de directrices de funcionamiento, así como realizar un amplio programa de información y formación dirigido al público en general.

Estaciones de servicio: Las hidrogeneras pueden obtener el hidrógeno por electrolisis del agua con la energía eléctrica renovable excedente proveniente de los parques eólicos o los paneles solares instalados como cubierta de un parking público. La fabricación de hidrógeno por electrólisis es la menos eficiente (rendimientos del 15 % al 25 %), pero una vez comprimido y almacenado a borde del vehículo este hidrógeno supera el 75 %. En cambio cuando el hidrógeno se extrae del metano, el rendimiento de este proceso es mayor (hasta un 75 %), pero el rendimiento global valorando todo el proceso se sitúa en torno el 48 % o el 60 %. Por todo ello los motores de hidrógeno dan un rendimiento del 55 % frente al 30 % que alcanzan los motores de combustión interna. A mediados del 2003, sólo existe la tecnología para fabricar hidrógeno para pequeñas instalaciones y resulta exageradamente caro. Por ejemplo, una instalación de unos 10 kW puede costar unos 200.000 euros, en cambio una de 250 kW el coste es de 750.000 euros.

Fuente: APPICE

Muchas veces hablamos del hidrógeno, que si los coches con pila de hidrógeno, que si autobuses en Madrid con pila de combustible…. Pero, ¿Realmente sabemos que métodos existen para obtener el hidrógeno? Yo los he encontrado en APPICE, y son los siguientes:

Electrolisis: El proceso de la electrólisis consiste en la descomposición del agua utilizando la electricidad. Es un proceso que está disponible comercialmente con una tecnología comprobada. Es un proceso industrial conocido desde hace tiempo y por ello perfectamente entendido; tiene la ventaja de que es modular y puede adaptarse fácilmente para pequeñas o grandes cantidades de gas; el hidrógeno que se obtiene mediante este procedimiento tiene una gran pureza. Otra ventaja de la electrólisis es su posible combinación con las energías renovables para producir H2 a partir de fuentes renovables, compensando la naturaleza intermitente de algunas de estas fuentes. Plantea una competencia directa con el uso directo de la electricidad renovable: la energía generada se vierte a la red o se emplea en la electrólisis.

Reformado (aplicaciones estacionarias y en vehículos): Consiste en la reacción de hidrocarburos con calor y vapor de agua. También es un proceso generalizado a gran escala y permite obtener un hidrógeno de bajo coste a partir de gas natural. Plantea oportunidades para combinarse con la fijación de CO2 a gran escala (“almacenamiento del carbono”). Como contrapartida las unidades a pequeña escala no son comerciales y el hidrógeno contiene algunas impurezas (en algunas aplicaciones puede resultar necesaria una limpieza del gas o reacciones secundarias para la eliminación del CO). Las emisiones de CO2 junto al proceso de fijación del CO2, que genera costes adicionales, son los inconvenientes que se le pueden encontrar a este proceso.

Gasificación: Partiendo de hidrocarburos pesados y biomasa se forma hidrógeno y gases para reformado mediante la reacción con vapor de agua y oxígeno. Perfectamente adecuado para hidrocarburos pesados a gran escala, puede utilizarse para combustibles sólidos, como el carbón, y líquidos. Presenta algunas similitudes con combustibles sintéticos derivados de la biomasa –la gasificación de biomasa en fase de demostración-. Las unidades pequeñas son muy escasas, ya que el hidrógeno suele exigir una limpieza sustancial antes de su uso. La gasificación de biomasa aún es objeto de investigación y tiene implicaciones debido a la utilización de grandes extensiones de tierra. El hidrógeno que se obtendría mediante este proceso entra en competencia con los combustibles sintéticos derivados de la biomasa.

Ciclos termoquímicos que utilizan el calor barato de alta temperatura procedente de la energía nuclear o solar concentrada. Este proceso sería potencialmente atractivo para su aplicación a gran escala, con bajo coste, y sin emisión de gases de invernadero, para la industria pesada o el transporte. Para ello existen diferentes proyectos de colaboración internacional (Estados Unidos, Europa y Japón) sobre investigación, desarrollo y puesta en operación de plantas que operen con este proceso. Actualmente hace falta una mayor investigación y desarrollos no comerciales sobre el proceso que pueden alargarse durante los próximos diez años: los temas que se estudia desarrollar son materiales, tecnología química, y la implantación del reactor nuclear de alta temperatura (HTR).

Producción biológica: Las algas y las bacterias producen directamente hidrógeno en determinadas condiciones. Durante los últimos años se estudia este recurso de gran envergadura potencial aunque con un ritmo de producción de hidrógeno bastante lento. Se necesitan grandes superficies y la mayor parte de los organismos apropiados no se han encontrado todavía. Hoy día está siendo objeto de estudio en distintos centros investigación.

Aunque los precios del petroleo están ya a más de 120 $ el barril, pueden transcurrir por lo menos diez años o más antes de que los esfuerzos de investigación y desarrollo intensivos logren reducir el costo de la energía solar hasta niveles competitivos con el petróleo, según un estudio a cargo de un experto en el tema.

“La energía solar puede potencialmente proporcionar toda la electricidad y el combustible necesarios para alimentar el planeta”, afirma Harry Gray, profesor de Química y director fundador del Instituto Beckman en el Instituto Tecnológico de California.

El Santo Grial de la investigación solar es utilizar eficientemente la luz del Sol y “dividir” directamente el agua en sus componentes elementales, hidrógeno y oxígeno, y utilizar entonces el hidrógeno como un combustible limpio.

El mayor desafío está en reducir los costos para que se produzca un cambio a gran escala que deje atrás al carbón, al gas natural y a otras fuentes no renovables para producción de electricidad, pero que sea económicamente viable. Las estimaciones de Gray son que el costo medio de la energía fotovoltaica es de 35 a 50 centavos de dólar por kilovatio-hora. Por comparación, otras fuentes son considerablemente menos caras como el carbón y el gas natural que oscilan alrededor de entre 5 y 6 centavos por kilovatio-hora.

Debido a sus ventajas, por ejemplo, ser limpia y renovable, la energía solar no necesita ser exactamente igual de barata que las fuentes de energía convencionales para resultar una opción conveniente, señala Gray.

El paso definitivo hacia la adopción generalizada de la energía solar probablemente vendrá cuando los científicos reduzcan los costos de la energía fotovoltaica hasta aproximadamente 10 centavos por kilovatio-hora, según Gray. “Una vez que se alcance ese nivel, numerosos consumidores empezarán a comprarla, llevando el precio del kilovatio incluso más abajo todavía. Yo creo que estamos por lo menos a diez años de distancia de que las células fotovoltaicas sean competitivas frente a las formas más tradicionales de energía”.

Los desafíos principales incluyen el desarrollo de células solares baratas que operen sin deterioro y reducir las cantidades de materiales tóxicos utilizados en la fabricación de estas células. Pero producir células fotovoltaicas de bajo costo es sólo un paso en la dirección correcta. Los químicos también tienen que ocuparse de la generación de combustibles limpios a costos que puedan competir con los del petróleo y del carbón.

Fuente: amazings