El hidrógeno (H2) es extremadamente útil, y de otras maneras además del uso en combustible. Y como combustible, hay diferentes formas de usarlo.
El mayor desafío no es cómo usarlo, almacenarlo, transportarlo, etc., sino reducir el costo de producción .
- A partir de hoy, existen sistemas de almacenamiento de hidruros aprobados por el DOT (Departamento de Transporte) disponibles para su uso para todo tipo de propósitos. Un tanque de hidruro con un peso de 33 kg puede contener 1+ kg de H2, entregando aproximadamente 30 kWh de energía eléctrica a través de una celda de combustible, y es recargable un número ilimitado (para fines prácticos) de veces.
En comparación, una batería de plomo-ácido de aproximadamente el mismo peso (volumen ligeramente más bajo) tiene aproximadamente 0,12 kWh de energía de energía utilizable disponible por ciclo de carga (al 10%). Las baterías de iones de litio pueden repetirse con aproximadamente un 50% de carga.
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Eso hace que un H2 sea una mejor opción, basada en la energía, el peso y el tamaño del paquete, para los vehículos eléctricos por una posibilidad remota.
- En comparación con la gasolina (o diesel), 1 kg de H2 utilizado junto con una celda de combustible proporciona energía con una eficiencia de aproximadamente el 60% (o más), en comparación con un motor de combustión interna de alrededor del 20% (o menos en paradas y arranques) condiciones. A partir de eso, podemos ver rápidamente que la paridad en el mercado ocurre cuando el precio en la bomba de H2 es 3 veces por kg como el de un galón de gasolina. En otras palabras, H2 a $ 6.00 por kg es equivalente a gasolina a $ 2.00 por kg. galón.
- El costo de producción y el método de producción de H2 son muy importantes e interrelacionados.
- El costo de producción, para ser aceptable en un mercado libre y sin gravámenes por regulaciones adicionales (es decir, impuestos sobre el carbono o el oxígeno para el uso de combustibles fósiles), debe llevarse al rango indicado anteriormente, que es aproximadamente 3 veces por galón de gasolina equivalente.
- El método de producción debe ser renovable / sostenible. Los métodos existentes de producción de H2 a partir de hidrocarburos (p. Ej., Metano) para su uso generalizado como combustible no son iniciadores, ya que no nos llevan a ninguna parte en cuanto a costos o ventajas ambientales.
Por lo tanto, el H2 debe ser producido por algún tipo de método (s) de energía renovable (viento, solar, olas, mareas …).
Eso significa que para la producción de H2 como fuente de combustible viable en un mundo de libre mercado, el costo de la energía de una fuente renovable debe ser lo suficientemente bajo.
Que tan bajo Se necesitan aproximadamente 50 kWh de energía para producir un solo kg de H2. Eso significa que los costos totales de producción, que incluyen la energía de entrada, la infraestructura de producción, la infraestructura de entrega y la mano de obra deben totalizar los objetivos de costos ya establecidos.
Esto ha sido estudiado en detalle por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) y han establecido que el objetivo del “costo verdadero” por kWh de la fuente renovable debe ser igual o inferior a $ 0.05 (un níquel) por kWh, o $ 2.50 por kg de H2 producido.
Desafortunadamente, han concluido que las tecnologías renovables existentes están muy lejos de ese objetivo.Entonces, hay un problema de costo.
(¿O existe? Sabemos mejor en JHC). - Como ya se mencionó, la aprobación del DOT de tanques vehiculares ya aborda el problema de seguridad. Pero, a medida que se introducen los vehículos con motor H2, podemos tomar medidas adicionales al usarlo primero para aplicaciones en exteriores.
¿Por qué?
Porque en caso de cualquier fuga, H2 sube. Esto es ventajoso, en comparación con los combustibles líquidos de combustibles gaseosos más pesados que el aire como el propano o el gas natural. Estos últimos tienden a fluir por el suelo hasta que encuentran una fuente de ignición. Al subir y alejarse, el H2 se dispersa rápidamente. - El H2 también se puede convertir a otras formas, como metano o amoníaco. Cuando se produce al dividir el agua, el H2 tiene una pureza extremadamente alta, lo que facilita la implementación de capacidades de producción de metano o amoníaco, ya que se puede eliminar el extenso equipo de lavado (para evitar el deterioro de los catalizadores).
Esto significa que con agua, energía renovable y el equipo adecuado, se pueden producir localmente todo tipo de productos químicos a base de H2. - H2 no tiene que usarse en pilas de combustible. Se puede usar en motores de combustión interna si no hay otra opción. En muchos lugares aislados, un estudio de la economía circunstancial podría indicar que esta es una opción razonable, al menos a corto plazo, comprando tiempo para el ciclo de reemplazo para implementar vehículos que funcionan con celdas de combustible.
Para concluir, las desventajas comparativas del H2 frente a los combustibles fósiles ahora están muy disminuidas (se vuelven inexistentes), en comparación con hace solo un par de años.
