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Hace unos 25 años, el hidrógeno era la solución elegida por los tecnócratas y políticos conscientes del clima, y ​​con razón. En aquel momento no había muchas opciones en términos de vectores de energía con bajas emisiones de carbono. Las baterías eran lo suficientemente buenas para computadoras portátiles y teléfonos, pero claramente nadie iba a manejar el transporte, la calefacción o el almacenamiento en la red con ellas.

Y además, se podía producir hidrógeno con electricidad, algo que se hizo por primera vez en 1800 y que era un elemento básico de las clases de ciencias de los niños desde el cuarto grado. Fácil de producir, alta densidad de energía y ni siquiera era necesario quemarlo. Se podían usar pilas de combustible y, de nuevo, se trataba de una tecnología realmente antigua: la primera se construyó en 4 y las pilas de combustible se utilizaban en la nave espacial Gemini ya en 1842. ¿Qué es lo que no se puede amar?

Este sentimiento fue mejor captado por el economista y teórico social estadounidense Jeremy Rifkin en su libro La Economía del Hidrógeno: La Creación de la Red Energética Mundial y la Redistribución del Poder en la Tierra. ¿Qué es eso? ¿No recordaste el resto del título? Nadie hace.

Vale la pena señalar que Rifkin, aunque indudablemente brillante y un gran pensador, no tiene habilidades científicas o de ingeniería de las que hablar. Nunca hizo estudios rigurosos de costos sobre las instalaciones de electrólisis de hidrógeno, la energía renovable y los costos de la red, ni analizó en profundidad las implicaciones de la distribución de hidrógeno. Se dejó seducir por la molécula y ejerció una profunda influencia tanto en Europa como en Estados Unidos al respecto; por ejemplo, consiguió que el entonces presidente de la Comisión Europea se comprometiera con un plan de investigación y desarrollo multimillonario para convertir a Europa en una superpotencia del hidrógeno verde.

¿Sigue siendo tan optimista respecto al hidrógeno como lo era en 2002, cuando se publicó el libro? No tanto. Los comentarios del último año lo han visto retraerse a una posición en la que sólo la logística de larga distancia ve la necesidad de vehículos con pila de combustible de hidrógeno. Aún no ha recibido el memorándum completo.

Ya en 2005 era evidente que había serios problemas con esta visión. Islandia corrió tres autobuses de hidrógeno durante cuatro años, financiado con dinero de la UE, por supuesto, por una suma de 12 millones de euros en dinero de 2023. ¿Mantuvieron los autobuses en la carretera cuando se acabó el dinero? De ninguna manera. Demasiado caro y demasiado propenso a fallar.

¿Ha cambiado algo con los autobuses de hidrógeno desde entonces? Sí, se han realizado pruebas de autobuses de hidrógeno en varios continentes que recrearon la experiencia islandesa. Mucho dinero gubernamental, costos de combustible muy altos, costos de mantenimiento muy altos, abandono cuando se retiran los fondos.

Recientemente revisé las experiencias de seis años más recientes de California y descubrí que después de varios años de funcionamiento, sus autobuses de pila de combustible cuestan 50% más por año para mantener que sus autobuses diésel y aproximadamente el doble que sus autobuses eléctricos de batería. Además, las estaciones de servicio de hidrógeno de California en los últimos seis meses para los que se recopilaron datos, la primera mitad de 2021 después de años de funcionamiento en los que se deberían haber eliminado los limones y optimizado el mantenimiento, estuvieron fuera de servicio un 20% más de horas de las que realmente bombeaban hidrógeno. y estaban costando 30% de los gastos de capital por año en mantenimiento., un orden de magnitud por encima de los costos supuestos.

Mientras tanto, los autobuses eléctricos se han apoderado del mundo. China tiene cerca de 700,000 en sus carreteras, en comparación con un par de miles de autobuses de pila de combustible, principalmente en Foshan, una ciudad que tomó una decisión de política industrial y de exportación para centrarse en el hidrógeno para el transporte. Sin embargo, incluso Foshan tiene más autobuses eléctricos de batería que de pila de combustible. Europa compra miles de autobuses de pila de combustible anualmente, alrededor de un tercio con al menos bastidores, trenes motrices, motores y baterías chinos y, a menudo, el autobús completo se entrega desde el otro lado del mundo. Los países africanos están comprando miles de autobuses eléctricos, no autobuses con pila de combustible de hidrógeno. India ya tiene miles de vehículos en sus carreteras y apunta a 50,000 para 2027.

Eso no ha impedido que las agencias de tránsito, financiadas con dinero gubernamental en varios niveles, se metan en problemas al comprar autobuses de hidrógeno. El último parece ser España, donde los cinco autobuses mallorquines han estado sin uso e inutilizables porque el refrigerante se filtró y destruyó las pilas de combustible; uno de los muchos problemas con los vehículos de hidrógeno es que las pilas de combustible exigen hidrógeno puro y aire bastante puro y son profundamente intolerantes. de cualquier otra cosa, y sólo cuatro de los ocho autobuses de Barcelona están operativos, aproximadamente 18 meses después de su llegada. A pesar de estos fracasos y del éxito de sus autobuses eléctricos de batería, Barcelona está pidiendo más limones de hidrógeno con financiación de la UE.

En la década de 2000, Formula Student, una iniciativa global en la que estudiantes de ingeniería mecánica de diferentes escuelas construyen automóviles pequeños y compiten en unos quince criterios diferentes, entre ellos aceleración, manejo, viabilidad económica y similares, tenía una nueva categoría para vehículos de cero emisiones. Durante la década, varias escuelas eligieron el hidrógeno y otras eligieron las baterías. A finales de la década, los coches eléctricos de batería amenazaban a los motores de combustión interna convencionales. A principios de la década de 2010, uno ganó en general. El año pasado, un vehículo eléctrico de batería aceleró de 100 a 0.956 km/h en 12.3 segundos en una distancia de XNUMX metros. Hasta el año pasado, quedaba exactamente un entrante de hidrógeno, y probablemente no durará.

En 2003, cabe destacar un par de cosas. Amory Lovins, que hizo un trabajo increíble y fundó RMI, pensó que el hidrógeno era la respuesta, incluso para su Hypercar, uno de sus pocos fallos de análisis, ya que el Hypercar era un cilicio hipereficiente en forma de vehículo. Mientras tanto, al otro lado de las Montañas Rocosas, Tesla se fundó con la premisa de que iban a construir coches totalmente eléctricos que harían la boca agua a los conductores.

La tirada original de Roadster de 2,500 unidades se agotó tan rápido como pudieron sacarlos de la fábrica; de hecho, la mayoría estaba pre-vendida. La llegada del Tesla Model S en 2012 supuso la sentencia de muerte para el coche de combustión interna. Toyota claramente no entendió esto y presentó el Mirai propulsado por hidrógeno en 2014. Más de la mitad de los 23,000 entregados se vendieron en los EE. UU., específicamente en California, donde había estaciones de servicio de hidrógeno que a menudo no funcionaban y que se mencionaron anteriormente. Las ventas de hidrógeno de esas estaciones dejan en claro que los vehículos de hidrógeno de California viajan un promedio de 15 millas por día, muy por debajo de las 37 millas por día que suelen conducir los estadounidenses.

Ahora estamos en un punto en el que todos los fabricantes tradicionales y muchos nuevos, especialmente de China pero también de Vietnam, tienen múltiples autos eléctricos en sus líneas y solo un par todavía se aferra a la antorcha de combustión limpia del hidrógeno. Algunos, como Toyota, se están inclinando por los híbridos, pero la mayoría se están volviendo completamente eléctricos. Es difícil encontrar un analista serio que piense que hay lugar para el hidrógeno en los vehículos ligeros, aunque empresas como Ballard y Plug Power siguen fingiendo lo contrario.

Una de las grandes esperanzas de las empresas de gas es poder bombear hidrógeno a través de sus tuberías a hogares y edificios para calentar y cocinar en las próximas décadas. Quieren empezar mezclando hidrógeno en los gasoductos con gas natural en cantidades que tendrían que ser homeopáticas por algunas razones técnicas obvias. Han invertido mucho dinero para intentar convencer a los políticos de que ésta es una idea razonable, cuando en realidad no lo es.

Muchos entusiastas del hidrógeno deseaban seguir cocinando con gas, aunque con una llama azul más pálida. No estaban pensando en las implicaciones de tener un gas dentro de sus hogares que es mucho más inflamable en un rango mucho más amplio de concentraciones que se encendería con chispas de menor temperatura y al que no se le podrían agregar olores. Los estudios de seguridad dejan claro que tiene cuatro veces más probabilidades de provocar explosiones y daños que el gas natural, algo que actualmente destruye unos 4,000 edificios al año en los EE.UU.

Incluso el Japón, centrado en el hidrógeno, se dio cuenta de que esto era una tontería, de ahí la razón por la que algunas de las mayores empresas de bombas de calor del mundo son japonesas, entre ellas Mitsubishi y Daikin. Al viajar por muchas partes del mundo que no son Europa o América del Norte, es mucho más probable que encuentres estufas de inducción que cualquier otra cosa.

Mientras que el hidrógeno con bajas emisiones de carbono requeriría desperdiciar la mitad de la energía del gas natural con un gran costo, triplicar o más el costo del calor, o producir hidrógeno verde a partir de electricidad con bajas emisiones de carbono con un costo aún mayor, las bombas de calor obtienen tres unidades de calor del ambiente por una unidad de electricidad. En promedio, son cuatro veces más eficientes que las calderas de gas natural, lo que reduce las facturas de calefacción en muchos lugares y también proporciona aire acondicionado. Y las estufas de inducción calientan solo la olla o sartén, proporcionando el calor instantáneo de las estufas de gas sin ninguno de los riesgos y con mayor eficiencia que las estufas eléctricas más antiguas.

Hay ahora 54 estudios independientes que dejan claro que el hidrógeno no tiene cabida en hogares ni edificios comerciales. Y si no tiene cabida en los edificios, no habrá futuro para las empresas de gas y no habrá una red de hidrógeno conveniente y económica utilizada para una multitud de propósitos que atraviese las ciudades. Los sueños de utilizar esa red inexistente para llevar hidrógeno a las paradas de camiones son sólo eso, sueños. Los sistemas urbanos de calefacción y refrigeración que utilizan cada vez más bombas de calor masivas desde tierra o agua son un segmento de crecimiento mucho mayor.

Está surgiendo una fuerte tendencia, ¿no? Ese hidrógeno generalizado para la economía energética se está volviendo más limitado y limitado cada año que pasa.

Ahora estamos en un punto en el que sólo hay unos pocos lugares donde se mantienen esperanzas para el hidrógeno. Si bien los autobuses son una pregunta respondida donde el hidrógeno solo se mantiene vivo gracias a burocracias gubernamentales de larga data creadas para repartir dinero para el transporte de hidrógeno, muchos consideran que el transporte de carga por camión es una opción obvia. No es tan obvio una vez que empiezas a observar los datos con mayor claridad.

En la actualidad, existen varios fabricantes de camiones pesados ​​que ofrecen semitractores eléctricos de batería, incluido Tesla. Y, por supuesto, Tesla se desempeña muy por encima del resto por un precio más bajo, aprovechando las enormes economías de escala para baterías, motores eléctricos, sistemas de administración de energía y carga rápida de alta potencia que proporciona su dominio en los vehículos eléctricos ligeros. También evitó la trampa en la que cayeron otros fabricantes al intentar economizar reutilizando los marcos de semi-escaleras existentes en lugar de construir el vehículo desde cero para que fuera eléctrico.

Es por eso que en NACFE Run on Less de septiembre de 2023, los camiones Tesla pudieron realizar días completos de trabajo cubriendo más de 1,000 km (1,600 millas) con un par de descansos para recargar. Tesla está convirtiendo el estándar de carga a escala de megavatios para su red Supercharger, y recuerde que en Norteamérica, el enchufe de Tesla ahora es el estándar. Los fabricantes de camiones tradicionales tienen una opción. Pueden seguir a Tesla por el camino puramente eléctrico o seguir jugando con baterías, hidrógeno o diésel en un marco optimizado sólo para este último portador de energía. Si persisten, sus camiones serán más caros y menos capaces no sólo que los de Tesla, sino también los vehículos chinos.

Estudios recientes sobre el costo total de propiedad, incluido el fatalmente defectuoso Esfuerzo de noviembre de 2023 del Consejo Internacional sobre Transporte Limpio puso todos los pulgares en la escala posible para el transporte por carretera con hidrógeno y aún así descubrió que en cada categoría de transporte, desde el más liviano hasta el más pesado, los camiones eléctricos con batería tienen el mejor TCO, menor que el diésel y el hidrógeno, incluso dejando los pulgares intactos. Esos estudios también han utilizado el 3% y el 4% del gasto de capital para las estaciones de servicio como costo anual de mantenimiento, basándose en conjeturas de mediados de la década de 2010 que quedaron consagradas en informe tras informe porque nadie se molestó en mirar los datos reales de mantenimiento. que estaba disponible en Europa y California. Como se señaló, el 30% es la experiencia de California, lo que suma más de 9 dólares estadounidenses por kilogramo dispensado por sí solo.

Las organizaciones que no se dan cuenta de que las baterías eléctricas ya han ganado, fingen que los camiones no pueden recorrer distancias suficientes o que las baterías son demasiado pesadas. El ICCT vuelve a pensar que las baterías no alcanzarán densidades de energía de 500 vatios hora por kilogramo, el doble que las de Tesla, hasta 2050. Mientras tanto, el mayor fabricante de baterías del mundo, CATL, lanzó una batería de 500 Wh/kg en 2023. Eso permite a un Tesla Semi viaje 750 millas entre recargas con un peso mucho menor, o viaje 1,000 millas con la misma asignación de peso adicional completamente razonable del 2% al 3%. Y las sustancias químicas de silicio que ya se comercializan prometen duplicar o quintuplicar la densidad de energía de CATL y, por tanto, alcances más largos, pesos más bajos o ambas cosas.

Ahora estoy involucrado en un grupo de revisión de un estudio de costo total de propiedad para el transporte de carga europeo, razón por la que fui y miré el mantenimiento de los autobuses y las estaciones de servicio de California. Uno de mis comentarios fue que ciertas combinaciones de vehículos, como el hidrógeno y los vehículos ligeros, deberían excluirse una vez que el debate haya terminado, pero que el hidrógeno para camiones debería mantenerse porque algunas personas se niegan a aceptar la realidad y, por lo tanto, se lo llevan a casa con Otro estudio sigue siendo útil.

Y luego está el ferrocarril pesado. Esa pregunta también ha sido respondida. Fuera de América del Norte, el mundo simplemente continúa electrificando las partes de la red ferroviaria que aún no cuentan con cables aéreos. India espera estar 100% electrificada en 2024, liderando el mundo. Toda la enorme y creciente red ferroviaria de alta velocidad de China está electrificada, al igual que los sistemas ferroviarios de alta velocidad de Indonesia y Marruecos. China está entregando mercancías a Europa a través de ferrocarriles totalmente electrificados.

Y los estudios del coste total de propiedad también son claros en este caso. Baden-Würtemberg lo hizo bien. Pusieron a trabajar a un experto en hojas de cálculo y les dijeron que compararan sistemas ferroviarios conectados a la red, eléctricos de batería y de hidrógeno, e híbridos de ellos. La respuesta fue que donde no podían colocar cables aéreos porque era demasiado caro, en su mayoría puentes y túneles construidos sin cables aéreos y las líneas que tienen muchos de ellos, las baterías eran casi tan baratas como los cables aéreos, mientras que el hidrógeno era tres veces más caro. Mientras tanto, en la vecina Baja Sajonia, tomaron parte de ese precioso dinero gubernamental, unos 14 millones de euros por tren, para comprar algunos trenes de hidrógeno y un año después de iniciar el servicio con ellos anunciaron que no volverían a comprar ningún tren de hidrógeno nunca más.

Estados Unidos también llegará a electrificar el ferrocarril, y arrastrará a México y Canadá con él al siglo XXI del ferrocarril, pero no hasta que haya perdido el mayor tiempo posible en descifrar lo que los analistas de Wall Street quieren escuchar cada tres meses.

Mmmm… no hay demanda de transporte terrestre de hidrógeno. En absoluto. Y como las energías renovables proporcionan toda la energía, no hay mucho espacio para el hidrógeno en el sistema eléctrico. Si bien no está en la infografía, como el espacio no lo permitía, hablemos de eso. Todo el carbón, el gas natural y el petróleo que se queman hoy para generar electricidad deben desaparecer si queremos resolver el cambio climático. Se ha probado la idea de capturar carbono en plantas de generación de energía, y es mucho más costosa y menos efectiva de lo que cualquier actor racional esté dispuesto a considerar.

Estamos ahora en el final de un cuarto de siglo de política energética lamentablemente equivocada, iniciada en gran parte por el libro de Rifkin y el proselitismo en Europa y América del Norte.

Pero esperen, dicen los defensores del hidrógeno. ¡Necesitaremos hidrógeno para almacenar electricidad! Bueno no. En realidad, ese es un problema resuelto, con la excepción de las pausas de sol y viento de semanas de duración a escala continental que sólo se producen cada pocas décadas. Incluso en la nación archipiélago del Reino Unido, los modelos solo encuentran que se trata de un problema importante cada década aproximadamente.

Para un almacenamiento de respuesta rápida y de corta duración, del tipo que es ideal para picos y suavizar los picos de energía, así como para mover la energía solar unas pocas horas hacia el futuro, las mismas baterías cada vez más baratas en una variedad cada vez mayor de químicas son completamente adecuadas. . Para un almacenamiento de mayor duración, lo mismo hidro bombeado que se construyó para dar a las plantas nucleares algo que hacer por la noche y que representa el 93% del almacenamiento de energía de la red actual cubre de cuatro a 24 horas de almacenamiento con bastante facilidad.

China entiende esto. Ya ha construido 58 GW de energía hidroeléctrica de bombeo, con probablemente entre 600 GWh y más de un TWh de capacidad energética. Está construyendo o tiene previsto construir otros 365 GW de capacidad, lo que representa entre 4 y 8 TWh de almacenamiento de energía para 2030. El resto del mundo también ha despertado a esta vieja solución. Sin duda, el nuevo atlas hidroeléctrico de bombeo de circuito cerrado de la Universidad Nacional de Australia está realizando un gran trabajo. Hicieron el estudio hace unos años de todos los lugares donde los embalses superior e inferior de área pequeña podrían ubicarse razonablemente juntos, evitando arroyos y ríos, con más de 400 metros de altura de cabeza para proporcionar mucha energía, cerca de la transmisión y fuera de tierras protegidas. . Muchas de las áreas en blanco en el mapa, como Siberia, simplemente no tenían buenos datos, pero sin duda tienen muchos recursos.

La ANU estima que hay 100 veces más recursos de almacenamiento de energía disponibles para el estado final de electrificación total en estos sitios identificados, y 200 veces en América del Norte. Y con la transmisión HVDC, el almacenamiento no tiene que estar justo al lado del centro de generación o de demanda. El sistema hidráulico de bombeo de respaldo de 25 GWh de Hong Kong se encuentra a unos cientos de kilómetros de distancia, en China continental, por ejemplo.

Luego está la tecnología emergente de las baterías de flujo redox, en las que se pueden ampliar grandes tanques de productos químicos a ambos lados de la tecnología equivalente a una pila de combustible de dos vías en el medio y almacenar una gran cantidad de energía. Ya hay un puñado de soluciones comercializadas y más en desarrollo.

En realidad, lo único que ocurre es que entre 10 y 50 años de dunkeflaute, en los que el hidrógeno ineficiente, difícil de almacenar y de usar todavía tiene alguna oportunidad de jugarse, e incluso allí, si la pregunta es "¿Qué molécula deberíamos almacenar como reserva estratégica de energía?" es difícil no encontrar mejores alternativas como capturar una gran cantidad del metano emitido por los desechos de biomasa humana en los vertederos y similares y colocarlo en las reservas estratégicas de gas natural existentes. Realmente hay que empezar por encontrar un caso de uso para el hidrógeno, como lo hizo el estudio de Sir Chris Llewellyn en el Reino Unido que descartó la energía hidráulica de bombeo sin consideración y minimizó el potencial de interconexión HVDC, y luego anunciar que el hidrógeno verde era la respuesta allí, por lo que, por definición, sería También es una respuesta para el almacenamiento de menor duración.

Por lo tanto, el hidrógeno tiene muy poco que hacer para generar energía en tierra, donde se consume la gran mayoría de la energía. Ahora nos encontramos en tiempos realmente cortos, y sólo quedan como mercados potenciales el calor industrial, el transporte marítimo y la aviación.

Pero el 45% del calor industrial está por debajo de los 200° Celsius y las bombas de calor ahora pueden hacerlo. Hay una gran cantidad de organizaciones que deberían saberlo mejor al afirmar que las temperaturas superiores a 200° requieren que algo se queme, pero este simplemente no es el caso. Ya se comercializa la calefacción por resistencia hasta 600°. El 70% del acero estadounidense proviene de chatarra alimentada a través de hornos de arco eléctrico que pueden generar entre 1,500° y 3,000° de calor. Hay soluciones de microondas, infrarrojos y plasma. Hay un número relativamente pequeño de requisitos de calefacción industrial que necesitan las características de una llama abierta y, una vez más, el metano biológico, que es un gran problema climático en este momento, es una opción más razonable que la difícil de fabricar, la difícil de almacenar y la difícil distribuir y costoso utilizar el hidrógeno.

Pero seguramente los barcos necesitan combustible, ¿verdad? No tanto como creerías. Actualmente hay dos buques portacontenedores de 700 unidades recorriendo rutas de 1,000 kilómetros (600 millas) en el Yangtze. Hay un crucero de 1,000 pasajeros que realiza recorridos de tres horas por las Tres Gargantas. Hay innumerables ferries eléctricos de batería, embarcaciones utilitarias y remolcadores que ya navegan silenciosamente por aguas interiores y portuarias. Todo el transporte marítimo interior y alrededor de dos tercios del transporte marítimo de corta distancia, como las rutas entre Alemania y Noruega, son completamente viables con baterías y donde algo pueda electrificarse, será, simplemente porque los costes operativos y de mantenimiento son tan bajos que arruinan el resto de el coste total de propiedad de los elementos fuera del agua.

Pero eso todavía deja al Grandes barcos que cruzan el océano.. ¿Seguramente el hidrógeno tiene algo que ver ahí? Bueno, primero las buenas noticias. Alrededor del 55% del transporte marítimo a granel va a disminuir radicalmente. La mayor parte es carbón, petróleo y gas a granel, y eso desaparecerá en cualquier mundo racional. El resto es mineral de hierro en bruto, que al utilizar electricidad verde e hidrógeno como forma de eliminar el exceso de oxígeno (eliminándolo de óxido) del hierro en lugar de carbón permitirá procesar mucho más cerca de las minas. El transporte de contenedores aumentará, pero no tanto como disminuirá el transporte a granel.

Entre la electrificación de recorridos más cortos y la caída del transporte marítimo de larga distancia, no se requiere tanta energía. Mi estimación es que se necesitarán alrededor de 70 millones de toneladas de diésel o equivalente en 2100. Y ahora mismo ya fabricamos 70 millones de toneladas de biodiésel, sólo que desperdiciamos la mayor parte en transporte terrestre que será electrizante.

Sin embargo, este es claramente un caso en el que la industria marítima y el hidrógeno como tipo de energía no han descubierto lo inevitable. Organizaciones como el ICCT todavía están realizando estudios de hidrógeno para transporte marítimo, incluido el hidrógeno líquido, algo con lo que es tan difícil trabajar que la industria de los cohetes se está alejando del metano líquido. Y la industria marítima ha sido seducida por los cabilderos del amoníaco y el metanol con afirmaciones de que sus productos actuales son tan baratos como los combustibles marítimos existentes (no lo son), que son de combustión limpia (eso es cierto), que son bajos en carbono. – que ignora la altísima deuda de carbono que implica su fabricación – y que, en realidad, las versiones con bajas emisiones de carbono serán baratas en el futuro – una mentira completa y absolutamente descarada.

Como resultado, grandes empresas navieras como AP Moller-Maersk están desperdiciando dinero en barcos de doble combustible que pueden funcionar con metanol o amoniaco, y los buques de GNL son una industria en crecimiento bastante miope. Y Maersk está contratando principalmente biometanol, no metanol sintético, por lo que en realidad son malas noticias para los defensores del hidrógeno, no buenas noticias. La economía se desarrollará a medida que se desarrollen. La Agencia Internacional de Energía (AIE) intervino con un informe bastante sorprendente a finales de 2023 sobre e-combustibles. Incluso con sus costos de electricidad muy optimistas provenientes de parques eólicos y solares completamente nuevos dedicados a nuevas instalaciones industriales integradas que generaban dióxido de carbono en un proceso que se usaba con hidrógeno verde en otro, los combustibles verdes costaban entre 4 y 6 veces más que los combustibles marítimos actuales. y dos veces más caro que los biocombustibles.

He realizado cálculos de costos ascendentes con los electrolizadores más baratos actualmente, el balance estándar de cifras de plantas y la electricidad más barata y más disponible del planeta, los 49 dólares estadounidenses por MWh de Quebec, 24 horas al día, 7 días a la semana, 365 días al año, hidroeléctrica y transmisión amortizadas, y vengo. en combustibles sintéticos en el mismo rango que la AIE.

Pero los electrolizadores se van a volver más baratos, gritan frustrados los defensores del hidrógeno. No importa. Representan quizás el 8% del costo, por lo que incluso si los hiciera gratis, los combustibles sintéticos no serán significativamente más baratos. Pero la electricidad será gratuita, gritan sus defensores. No, todavía requiere transmisión, distribución y reafirmación, y las organizaciones que lo fabrican necesitan obtener ganancias. Habrá electricidad más barata disponible durante una parte del tiempo, pero cuando los costos de capital son tan altos para las plantas de combustibles electrónicos, es necesario operarlas con factores de capacidad mucho más altos.

Entonces, no hay hidrógeno para el envío. ¿Pero seguramente en los cielos? Recuerde que la industria espacial que forma parte de la aeroespacial está tratando de alejarse del hidrógeno líquido porque es muy difícil de manejar. Los cohetes ocasionales rodeados de especialistas altamente capacitados no son una solución replicable para la aviación comercial. El hidrógeno puro en forma gaseosa no puede transportar suficiente energía a bordo de los aviones. En forma líquida, requiere tanques bulbosos dentro del fuselaje con pasajeros que prefieren temperaturas alrededor de 273° más cálidas, y eso en grados Celsius. Esos tanques bulbosos tienen que estar en la parte trasera del avión para la seguridad de los pasajeros y la tripulación, de modo que cuando se vacíen, el avión se volvería pesado y caería del cielo. No existe ningún camino hacia la certificación para la aviación con hidrógeno. Los diseños de aviones alternativos no encajarán en ningún aeropuerto actual. Y los aeropuertos tendrían costos y desafíos extraordinarios al tratar con hidrógeno líquido.

Pero la industria aeronáutica tampoco ha recibido ni comprendido la nota sobre el hidrógeno y sus derivados. Como recordatorio, la AIE descubrió que los combustibles sintéticos serían mucho más caros que los combustibles actuales. Pero eso fue en el mejor de los casos. La realidad actual es que las 25 propuestas europeas sobre combustibles sintéticos sostenibles para la aviación no han podido encontrar ninguna aerolínea dispuesta a pagar el El costo actual del e-queroseno es 10 veces mayor. Como resultado, esas propuestas no han llegado a una decisión final de inversión, algo que tienen en común con prácticamente todas las propuestas de hidrógeno verde que no son de amoníaco para fertilizantes, un requisito claro y apremiante para la descarbonización.

Entonces, ¿con qué funcionarán los aviones? Como era de esperar, la industria aérea ya está comprando millones de toneladas de biocombustibles de aviación sostenibles y la capacidad aumenta periódicamente. Una vez más, si bien son entre 2 y 2.5 veces más caros que los costos históricos del queroseno fósil, representan la mitad de los costos en el mejor de los casos para los combustibles sintéticos y una cuarta parte de los costos actuales en propuestas que han sido rigurosamente calculadas.

Y una vez más, las baterías son mucho más adecuadas para su propósito de lo que la industria parece dispuesta a admitir o incluso darse cuenta, especialmente con los modelos híbridos donde el desvío y la reserva de energía pueden realizarse en forma de biocombustibles con un generador a bordo. En 2023, un avión híbrido voló durante doce horas antes de aterrizar, y le sobraba desvío y reserva. Heart Aerospace tiene cientos de pedidos para su turbohélice híbrido de 30 pasajeros con 400 kilómetros de alcance utilizable. Los estudios en 2023 comenzaron a mostrar la realidad de que hasta 100 turbohélices de pasajeros podrían tener un alcance de mil kilómetros con las tecnologías de baterías actuales.

Existe potencial para alcances de 3,000 kilómetros con desvío y reserva proporcionados por biocombustibles con químicas de silicio. Incluso si esas sustancias químicas sólo duplican o triplican los 500 Wh/kg de CATL, grandes cantidades de aviación dentro de un continente pueden funcionar el 99% del tiempo con electrones. La aviación será más lenta en este modelo, pero mucho más silenciosa, más barata y más eficiente, por lo que terminará ganando económicamente, como ocurre con cualquier otro medio de transporte.

En mi proyección de la aviación hasta 2100, con proyecciones mucho más realistas y más bajas de crecimiento de la aviación, sólo se necesitarán 110 millones de toneladas de biocombustibles en 2100.

Y para ser claros, los biocombustibles se pueden producir a partir de biomasa residual. Por cada tonelada de biomasa seca se pueden producir aproximadamente 0.4 toneladas de biocombustibles. ¿Tenemos suficiente biomasa residual? Ciertamente lo hacemos: sólo en Europa se desperdician 2.5 millones de toneladas de alimentos y 1.5 millones de toneladas de estiércol de ganado. La primera alcohol al combustible para aviones Se acaba de inaugurar una planta en Georgia, Estados Unidos, con una capacidad prevista de 9 millones de toneladas al año. Ese alcohol se elabora a partir de biomasa fermentada y destilada de prácticamente cualquier biomasa, pero en la actualidad proviene principalmente del maíz del medio oeste. El hecho de que una planta de alcohol a combustible para aviones haya tomado la decisión final de inversión y ninguna planta de hidrógeno a combustible para aviones pueda alcanzar ese hito debería ser un indicador clave de hacia dónde irá la industria.

Y así, el fin del camino del hidrógeno como energía. Ya se han perdido los vehículos ligeros y sólo algunos fanáticos relativos pretenden lo contrario. Los autobuses son una conclusión inevitable. El pequeño número de carretillas elevadoras, 50,000 en total, queda eclipsado por las ventas de vehículos eléctricos de batería que superan el millón al año. Los estudios y pruebas del costo total de propiedad del transporte por carretera, como Run on Less, dejan en claro que no habrá transporte de hidrógeno por carretera, pero algunas personas aún no han recibido el memorando. El almacenamiento en red es un callejón sin salida para la molécula. E incluso en los dos últimos y cada vez más reducidos mercados de combustibles combustibles, la aviación y el transporte marítimo, el hidrógeno no tiene esperanzas reales de ser parte de la solución.

¿Terminará la historia del hidrógeno como energía en 2024? No claro que no. 25 años de burocracias, reputaciones e inversiones tienen una inercia que lo mantendrá funcionando mucho más allá del momento en que sea obvio que toda la idea tiene fallas fatales en todos los segmentos que se consideran en comparación con alternativas que ya funcionan mejor, son más baratas hoy y seguirán siendo más baratas.

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• Fuente: https://cleantechnica.com/2024/02/04/the-devolution-of-hydrogen-for-energy-over-25-years-is-a-fascinating-tale/