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Columna de Opinión

Vehículos a hidrógeno

Matías Díaz, académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Santiago.

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  • Diario Usach

  • Miércoles 28 de diciembre de 2022 - 14:57

Esta semana se presentó el primer auto del país que funciona con una celda de combustible empleando hidrógeno como combustible. Se trata del Toyota Mirai, que se convierte en el primer vehículo de este tipo homologado en Chile y Sudamérica.

Respecto de sus prestaciones, el Toyota Mirai tiene una autonomía de 650 kms y la recarga de hidrógeno toma aproximadamente 15 minutos. Este vehículo aún no estará disponible en Chile, por lo que su precio no está confirmado, pero en Europa se vende entre los 69.000 y 76.000 Euros, por lo que es de esperar que su precio sea cercano a los 70 millones de pesos. 

Ahora bien, es importante aclarar que los vehículos con celda de combustible son vehículos eléctricos. De hecho, la sigla que los denomina en inglés es FCEV, Fuel Cell Electric Vehicle, que en español sería Vehículo Eléctrico con Celda de Combustible.

Por tanto, la principal diferencia con un vehículo eléctrico tradicional, es que éstos no se cargan desde un enchufe; sino que emplean un celda de combustible que produce electricidad al combinar hidrógeno con oxígeno. El resto del funcionamiento es similar a un vehículo eléctrico convencional: la energía eléctrica producida por la celda de combustible se almacena en baterías (habitualmente de litio), y esa energía se utiliza para accionar un motor eléctrico que se encarga de mover el vehículo. 

Las ventajas de los Vehículos Eléctricos con Celda de Combustible

Estos vehículos no emiten gases contaminantes, por lo que pueden ser considerados 0 emisiones. La única emisión que generan es vapor de agua, que se genera en el proceso de generación de electricidad al mezclar el hidrógeno con aire (oxígeno). 

Otro punto importante es la autonomía. El hidrógeno permite almacenar mucha más energía que el litio por unidad de volumen, por lo que estos vehículos alcanzan autonomías por sobre los 500 kms. Estos niveles de capacidad de almacenamiento energético posicionan al hidrógeno como una de las alternativas 0 emisiones para medios de transporte pesado, como camiones, aviones y barcos. 

Finalmente, se puede mencionar que la recarga es una ventaja de los vehículos a hidrógeno, pues recargar un estanque de hidrógeno toma minutos,  muy similar a recargar gasolina en una estación de servicio. 
 

Las desventajas:

La primera desventaja es el precio. Al ser vehículos eléctricos con una celda de combustible, los FCEV son siempre más caros que un vehículo eléctrico convencional, y se podría esperar que por los próximos años no bajen la barrera de los 50 millones de pesos. 

Otra desventaja es la eficiencia energética, que en FCEV es cercana al 60%. Si bien un FCEV es más eficiente que un vehículo a combustión (que rondan un 20% de eficiencia), no es igual de eficiente que un vehículo eléctrico (aproximadamente un 90%). 

La recarga podría considerarse una desventaja también. Tendrían que instalarse hidrolineras de manera muy similar a lo que pasa con los surtidores de gasolina, lo que es una desventaja respecto de la carga de vehículos eléctricos que se puede realizar de forma distribuida (en cualquier lugar con acceso a la red eléctrica). Además, una estación de carga de hidrógeno es aproximadamente 10 veces más cara que un cargador para vehículo eléctrico, siendo incluso comparable con el costo del vehículo mismo. 

Finalmente, otra desventaja es el costo de recargar hidrógeno, que podría ser similar a la gasolina. Actualmente el precio del hidrógeno es de unos entre 6 y 10 euros por kg, y el consumo típico de un vehículo liviano es de 10g por km. En un viaje de 100 kms, la siguiente tabla muestra una comparativa de rendimiento de combustible y costo:

Tipo vehículo Rendimiento Costo apróximado*
Combustión 12 kms por Litro $11.700
Eléctrico a Hidrógeno 100 kms por kg $7.432
Eléctrico convencional 7 kms por kWh $1.833


Es importante tener presente que como toda tecnología, los FCEV tienen ventajas y desventajas, pero ofrecen una solución al problema de las emisiones de CO2 en algunos segmentos de transporte: 

Tipo vehículo Costo Autonomía Tiempo de carga Segmento de transporte
Combustión $ +++ + Todos
Eléctrico a Hidrógeno $$$ +++ + Vehículos medianos y pesados
Eléctrico convencional $$ + +++ Vehículos livianos y medianos


*Se considera el costo de la gasolina a $1.400 pesos, el costo del kg de hidrógeno a $7.305  pesos (8 €/kg), y el costo del kWh a $110 pesos.