La batalla pel cotxe sense fum: elèctrics versus hidrogen

A aquestes alçades ningú dubta que el futur de la indústria automobilística passa per reduir la seva empremta de carboni i avançar cap a models de producció i transport de zero emissions. D’uns anys ençà el cotxe elèctric ha guanyat un protagonisme cada cop més gran, especialment a causa del creixement de Tesla, que ha convertit un dels seus cotxes elèctrics, el Model 3, en el vehicle més venut a Europa el passat mes de setembre, desbancant tota la resta de fabricants, independentment del tipus de mecàniques que fan servir. Però el cotxe elèctric tal com el coneixem no és l’única alternativa. Des de fa anys s’investiga la pila de combustible, un sistema també elèctric però que té com a generador de l’energia l’hidrogen.

Quina de les dues tecnologies s’imposarà? Maria Serra, investigadora de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), creu que “acabaran convivint”. Però tant en un cas com en l’altre, perquè realment sigui una mobilitat sostenible, cal que l’energia inicial sigui renovable. És a dir, la bateria del cotxe elèctric s’ha de carregar amb llum generada amb renovables. I en el cas de l’hidrogen, s’ha de produir amb una electròlisi que utilitzi les renovables -el denominat hidrogen verd-. Només així serien cotxes de zero emissions.

El cotxe elèctric, però, té alguns inconvenients que dificulten el seu assalt definitiu al mercat, bàsicament relacionats amb el temps d’espera per carregar-ne les bateries i la disponibilitat d’espais on poder fer-ho, la denominada infraestructura de recàrrega. A més, aquest tipus de vehicles tenen altres hàndicaps importants associats, com ara l’empremta ecològica que suposa la fabricació de bateries de liti o la gestió del seu reciclatge un cop finalitzada la seva vida útil. La pila de combustible d’hidrogen té un avantatge clar: es pot carregar en pocs minuts. A més, per al transport pesant, sembla més efectiva, perquè pot aconseguir potències més altes sense haver d’arrossegar bateries pesants, i perquè té més autonomia.

Maria Serra assenyala que el més possible és que cada tecnologia “agafi la seva especialització”. Així, l’hidrogen podria utilitzar-se en camions, autobusos i fins i tot vaixells i trens (Alstom acaba de rebre un encàrrec de trens d’hidrogen per al Regne Unit). També serviria per a flotes de taxis, per no haver de parar per fer la recàrrega elèctrica cada 400 o 500 quilòmetres i perdre dues o tres hores, indica l’experta. Un exemple també és el cas de TMB, que ja ha encarregat els primers autobusos d’hidrogen. Recarregaran en una hidrogenera que Iberdrola construeix a la Zona Franca i que estarà oberta a flotes i usuaris.

Un altre avantatge de l’hidrogen és que, malgrat que empreses com Enagás o Naturgy asseguren que es pot transportar per les seves canonades, es pot produir també in situ a les hidrogeneres: només cal aigua, un electrolitzador i energia que es pot aconseguir amb plaques solars. “Això és difícil en entorns urbans, però en altres llocs es pot produir l’hidrogen en el lloc de recàrrega, i evitar-ne el transport”, explica l’experta de la UPC.

Els cotxes impulsats per una pila de combustible d’hidrogen (també anomenats FCEV o fuel cell electric vehicle ) són una alternativa que s’ha desenvolupat més a la zona de l’Àsia-Pacífic. De fet, Toyota ja fa temps que hi treballa, i fins i tot ja comercialitza un model d’hidrogen anomenat Toyota Mirai. “A diferència dels cotxes de bateries de liti, els vehicles de pila de combustible es poden carregar en només cinc minuts i ofereixen una autonomia igual o superior a les dels elèctrics purs”, assegura Jaime Arruz, cap de comunicació de Toyota a Espanya. Toyota, la marca que va apostar fort pels cotxes híbrids ara fa 25 anys, quan ningú hi creia seriosament, és ara la que s’ha avançat a la majoria de fabricants i disposa dels models de pila de combustible d’hidrogen més avançats del mercat.

Hyundai és l’altre fabricant asiàtic que comercialitza un vehicle impulsat per una pila de combustible d’hidrogen: un cotxe anomenat Hyundai Nexo, que ofereix “autonomies d’entre 670 i 800 quilòmetres reals”, assegura Javier Arboleda, especialista tècnic de mobilitat de Hyundai a Espanya. “El fet de poder carregar-se en poc temps permet que aquesta tecnologia sigui ideal per als vehicles més pesants, com ara camions o furgonetes, però també per als conductors que aparquen el seu cotxe al carrer i no tenen on deixar endollat el seu vehicle tota la nit”, remarca Arboleda.

No tot són flors i violes, però. La xarxa viària europea actual disposa de pocs punts on poder recarregar hidrogen, cosa que en limita la implementació. “Això ja queda en mans de governs i institucions públiques”, afirma Jaime Arruz. Javier Arboleda, de Hyundai, afirma malgrat tot que l’hidrogen verd obtingut a partir d’energies renovables és “una opció real en què s’està treballant de valent”, alhora que destaca el potencial espanyol per convertir-se en un enclavament estratègic per produir energia solar i eòlica. Segons Arboleda, “les energies renovables poden fer de l’hidrogen un vector energètic per acumular i emmagatzemar l’energia verda produïda i facilitar-ne la comercialització”.

Però la pila de combustible d’hidrogen també té els seus inconvenients. Maria Serra destaca que la producció encara és cara, perquè només se’n fan a petita escala. A més, igual que l’escassetat de primeres matèries pot encarir les bateries dels cotxes elèctrics, en el cas de la pila de combustible, que inclou platí, també hi pot haver un encariment per manca d’aquest metall.

A més, les piles de combustible necessiten un hidrogen pur que no es troba en un estat natural al planeta i ha de ser creat de forma artificial. Aconseguir hidrogen a partir de gas natural és una opció, però no és un procés verd i allibera una gran quantitat de CO. L’hidrogen verd es pot obtenir a partir de l’aigua amb l’electròlisi, però el procés per fer-ho té una gran demanda energètica que n’encareix la producció. És en aquest punt on entra en joc la possibilitat de fer servir energia nuclear per al procés d’electròlisi, que requereix una gran quantitat d’energia.

Jordi Villar, doctor en enginyeria industrial i especialista en energia nuclear, apunta que fabricar hidrogen verd a gran escala suposaria “una reconversió total del sector energètic” i que faria falta “una tecnologia punta capaç de generar una gran quantitat d’energia, com ara la fusió nuclear”. El problema és que, segons apunta, “parlar d’aquesta tecnologia a hores d’ara és una quimera, un escenari de ciència-ficció”.

Amb tot, Villar afirma que la potencial deslocalització dels centres de producció d’hidrogen verd és un dels seus grans actius. Però, resolt el problema del transport de l’hidrogen mitjançant la producció a les mateixes hidrogeneres, l’avantatge és que “les estacions de recàrrega d’hidrogen no seran gaire diferents de les actuals estacions de servei”.

Més enllà dels avantatges i inconvenients dels cotxes elèctrics de bateries i dels de pila de combustible d’hidrogen, convé apuntar que un conductor estàndard no notaria cap diferència significativa en el comportament dinàmic ni en la conducció dels dos tipus de vehicles. En tots dos casos hi ha un o més motors elèctrics que envien el parell i la potència a les rodes (generalment les davanteres), i ofereixen la possibilitat d’obtenir un parell immediat que permet acceleracions molt ràpides. La diferència tècnica entre els dos rau en el fet que els cotxes elèctrics de bateries obtenen l’electricitat que alimenta el motor de l’energia emmagatzemada a les seves bateries, mentre que els d’hidrogen ho fan gràcies a una pila de combustible alimentada per l’oxidació de l’hidrogen amb aigua, que allibera tant energia elèctrica reconvertida en electricitat que alimenta la pila com vapor d’aigua que surt pel tub d’escapament. Per acabar, convé destacar que la relativa senzillesa mecànica dels dos tipus de vehicles els fa més barats de mantenir que no pas els vehicles de combustió.

Això sí: per tal que els cotxes siguin verds del tot, no només cal que siguin de zero emissions, sinó que el seu procés de fabricació i logística sigui neutre en carboni. El combat està servit.