En los últimos años del siglo XX y primeros del XXI estamos asistiendo a un revolucionario cambio energético sin precedentes, que está marcando y marcará el futuro de las inversiones energéticas.
El modelo energético futuro debe acometer el reto suministrar energía a una nueva sociedad, utilizando una energía eficiente, inocua para el medio ambiente, no agotable y suficientemente competitiva.
La primera pregunta que nos surge, es la de saber si existe una solución factible y que también existen las tecnologías energéticas que lo harían posible.
Descubrimos que ciertamente existe un vector energético capaz de cumplir con los requerimientos establecidos, que es el hidrógeno. Y es que el hidrógeno aparte de ser el elemento más abundante del universo, suponiendo más del 75% de su masa y constituyendo más del 90% en número de átomos, tiene unas características que lo convierten en un candidato idóneo.
La reacción del hidrógeno con el también abundante oxígeno, aparte de producir energía, produce como resultado agua. El hidrogeno puede ser además obtenido a partir de multitud de recursos naturales (agua, biomasa, residuos sólidos urbanos, hidrocarburos ligeros, hidrocarburos pesados, etc.) utilizando una multitud de procesos (térmicos, eléctricos y fotónicos). El más popular y conocido de todos estos procesos es la electrolisis del agua, proceso con el cual por medio de electricidad separamos el hidrógeno del oxigeno del agua. Si analizamos detenidamente esta reacción, observamos que con este simple proceso, estaríamos cumpliendo varias de las reglas que establecíamos en nuestro paradigma energético (energía inocua para el medio ambiente y no agotable).
Desde un punto de vista práctico el hidrógeno, es un excelente combustible y puede ser utilizado para producir energía (electricidad y calor) mediante el uso de máquinas convencionales (motores, turbinas, etc.).
Por otro lado el hidrógeno al ser un gas puede ser almacenado bien en estado gaseoso, o líquido, incluso dadas sus características atómicas (es el primer elemento y más pequeño de la tabla periódica) puede ser almacenado en ciertos materiales (zeolitas, clatratos, nanotubos, etc.).
Por otro lado, existe una tecnología conocida bajo la denominación de pilas de combustible, que en conjunción con el hidrógeno, pueden ofrecer excelentes eficiencias, que era otro de los requisitos que establecimos en nuestro nuevo paradigma energético.
Contrariamente a lo que pudiera pensarse, las pilas de combustible, no son una tecnología recientemente descubierta, ya en el año 1839 Sir William Grove realizó los primeros ensayos sobre la reversibilidad de la electrolisis del agua, en 1889 Ludwig Mond y Charles Langer acuñan el término de pila de combustible, trabajando con aire y gas de hulla, pero no es hasta 1932 cuando Sir Francis Bacon desarrolla una pila de combustible incorporando los conceptos prácticos de la tecnología actual. Fue finalmente en los años 50 cuando la NASA, necesitada de un sistema reversible de producción energética para sus naves espaciales, dio un impulso definitivo y fundamental para el desarrollo de esta tecnología.
Las pilas de combustible actuales son dispositivos electroquímicos que utilizando hidrógeno como fuente de combustible pueden generar directamente, sin otros procesos intermedios, electricidad y calor.Las pilas de combustible están constituidas básicamente por dos electrodos (ánodo y cátodo) separados por un electrolito normalmente embebido en una membrana o matriz que lo soporta.
Por otro lado las pilas de combustible presentan interesantes características, entre ellas una eficiencia bastante superior a las de las máquinas térmicas convencionales, pudiendo llegar en algunos casos y en determinadas aplicaciones, con utilización de electricidad y calor (cogeneración), hasta valores superiores al 80%. Al tratarse de células individuales, presentan una excelente modularidad y pueden ser apiladas y puestas en paralelo hasta obtener las potencias y características eléctricas deseadas, que las habilitan para ser utilizadas en muy diversos nichos de aplicación: sistemas portátiles, en el transporte (coches) y en sistemas estacionarios de potencia.
El único de los condicionantes establecidos en nuestro enunciado que aún no está resuelto es el de la competitividad con otras fuentes alternativas de producción energética, ya que aunque existen determinadas aplicaciones que han encontrado su nicho de mercado (unidades auxiliares de potencia, sistemas de alimentación ininterrumpida en ciertas aplicaciones, suministro energético en lugares remotos, etc.) el resto de aplicaciones tecnológicas está inmerso en un proceso de mejora continua de sus condiciones de operatividad, búsqueda de materiales más idóneos y disminución de costes que faciliten su comercialización.
El sector del automóvil dispone ya de vehículos motorizados con pilas de combustible que esperan sean competitivos a medio plazo.
Nos encontramos embarcados en una transición energética histórica, la evolución hacia este paradigma energético y conceptual requiere aún de importantes esfuerzos e inversiones en investigación y desarrollo, ya que este cambio tecnológico no puede ser fruto del esfuerzo de empresas individuales, si no del conjunto de los actores implicados en su desarrollo y no solo de los actores tecnológicos, pues existen también existe un importante número de factores no tecnológicos que es necesario resolver (formación de los técnicos que tiene que operar con la nueva tecnología, aspectos legislativos de utilización y seguridad, aceptación de los usuarios, etc.).
En este sentido la Unión Europea facilitó hace unos años, la creación de una denominada Plataforma Tecnológica Europea del Hidrógeno y las pilas de combustible, que aunaba el esfuerzo de todos los actores involucrados en dichas tecnologías, con el objetivo de solventar los problemas aún existentes y la puesta en mercado de las mismas. Tras un periodo de trabajo y evolución ésta plataforma se consolidó en un esquema mucho más ambicioso y operativo denominado Iniciativa Tecnológica conjunta del Hidrógeno y las pilas de combustible y que con cerca de un billón de euros de inversión se organizaba a través de un conjunto de empresas industriales punteras en la tecnología y su utilización, con el apoyo de un núcleo de instituciones y organismos de investigación de alto nivel interesadas en promocionar su desarrollo, con la contribución y bajo la atenta mirada de la propia Comisión Europea.
Fruto de este esfuerzo se han desarrollado un buen número de proyectos de investigación y desarrollo que está permitiendo avanzar en la consolidación de la tecnología y un ambicioso programa de investigación y desarrollo dirigido desde la propia iniciativa con el firme compromiso y contribución de todos los actores mencionados. Cualquier investigador, empresa o institución interesada puede acceder, a través de sus convocatorias anuales, a solicitar fondos que permitan desarrollar nuevas ideas, nuevos diseños y/o mejoras en cualquier punto de la cadena tecnológica o de aplicación de la tecnología. La iniciativa desarrolló, con la contribución de todos los actores interesados, una Agenda de Investigación Estratégica donde se recogen los objetivos tecnológicos y no tecnológicos, en sus diversos aspectos y fases, que son necesarios acometer hasta su introducción en mercado (nuevas invenciones, investigación y desarrollo, proyectos piloto y/o de demonstración de la tecnología, soporte de introducción a mercado y formación y concienciación pública de la tecnología).
A nivel nacional existen dos asociaciones que promocionan y facilitan el trabajo de las instituciones y empresas interesadas en la investigación, desarrollo, promoción de las tecnologías del hidrógeno y las pilas de combustible y que son, la Asociación Española del Hidrógeno (AeH2)y la Asociación Española de Pilas de Combustible (APPICE), que abanderan los esfuerzos nacionales en estas tecnologías.
Para más información:
Iniciativa Europea Tecnológica conjunta del hidrógeno y las pilas de combustible: www.fch-ju.eu
Asociación española del hidrógeno (AeH2): www.aeh2.org
Asociación española de pilas de combustible (APPICE): www.appice.es
Hay 8 Comentarios
El problema del hidrogeno es que no esta presente en la naturaleza. hay que fabricarlo.
Y para ello se requiere por narices mas energia de la que el hidrogeno despues no va a dar.
Asiq ue lo unico que pasamos es el problema de un sitio a otro. En vez de tener que pensar como conseguimos suficiente energia para mover nuestros coches, el hidrogeno lo que hace es que tengamos que pensar como conseguir suficiente energia para conseguir hidrogeno para mover nuestros coches....
Es evidente que el hidrogeno tiene alguna ventaja .Un coche estandar no puede usar energia solar o eolica para moverse pero la energia solar o eolica si pueden producir y acumular suficiente hidrogeno para mover el coche.
Pero el que piense que el hidrogeno es la panacea, y que soluciona todos nuestros problemas no sabe de lo que habla.
Publicado por: Guillermo Ferrer | 17/05/2013 22:22:54
Vaya: Para la producción de pilas de Hidrógeno, hasta en estado sólido y concentrado, además del mismo Hidrógeno, H, en estado liquido. Con el empleo, solo de Energías Renovables al 100 % . Desde su mismo origen. Soluciones técnicas ya hay también. Y existen también: Patentadas, repito, desde el año 2009, 2011, y 2012. Y sin lluvias. Y sin vientos. Además de ser un ∑ de soluciones: Que multiplican las mismas, + Positivamente además. Por varias veces, también, a las actualmente existentes. En estos mismos tiempos de crisis. Sin emisiones de CO2 al aire de la atmósfera del planeta tierra. Que son 100 % Energías Renovables. Desde su mismo Origen. Como los producidos: Con estos mismos datos y gráficos de las vacaciones de semana santa de finales de marzo del 2013: Para todos. Y de las mismas soluciones Técnicas Mejoradas y Patentadas. Desde el 2009, 2011, y 2012. En defecto de lluvias y de vientos. Producidos: Como en este mismo ejemplo para todos de Marzo del 2013. Energías Renovables Ya => ∑ 3x4= ∑ 12 y ∑ 6 +5 =∑ 11, >= +. Incluso más que suficientes, para las mismas pilas de Hidrógeno, O incluso para su compresión sólida. Dada la mayor energía obtenida, con las mismas. Y con elementos, incluso desechables, o recambiables, también. Y mucho más económicos, que los actuales. Además de su uso más económico, para las mismas desaladoras, y depuradoras del Agua, o H2O. Que son necesarias, para el riego y el cultivo. Además de para el consumo humano. Energías Renovables Ya => ∑ 3x4= ∑ 12 y ∑ 6 +5 =∑ 11, >= +
Publicado por: Energías Renovables Ya => ∑ 3x4= ∑ 12 y ∑ 6 +5 =∑ 11, >= + | 27/04/2013 13:44:16
Completamente EQUIVOCADO. El balance energético final, sin tener en cuenta el capital/inversiones necesarias (que también requieren de "energía"...pues el acero, el cobre, el cemento, etc, etc, también requieren de energía para ser producidos, transformados, transportados, instalados), es NEGATIVO. Supongamos por ejemplo que todas las instalaciones para producir hidrógeno ya están. Por lo tanto no hace falta "energía" para su instalación y puesta en marcha. Pero es que aun así su operación y mantenimiento requieren de energía. Existe, lamentablemente, un principio termodinámico llamado ENTROPÍA, y esa entropía es la RESPONSABLE de que en los diversos "pasos" de transformación de una forma de energía a otra algo siempre se pierda, se "dilapide". La eficiencia fue, es y será, siempre menor a 100%. El tema es complejo y no ahondaré en ello. Pero sugiero investigar más antes de ponerse a afirmar sandeces. PRODUCIR HIDRÓGENO REQUIERE ENERGÍA. Y MUCHA. Y ni que hablar de luego almacenarlo, transportarlo, distribuirlo, ...., licuarlo (?). Es una TONTERÍA absoluta. En gran medida para su producción en grandes cantidades se debería seguir quemando fósiles. Ahora bien, si lo que pretendemos es trasladar la contaminación de un punto del planeta a otro, bueno en ese caso si es posible. Por ejemplo, si en Madrid, Barcelona, etc., queremos aire limpio, merced a turismos y buses funcionando a hidrógeno, ello se podría. Claro, a cambio de que alguna zona del planeta bien lejana produzca el hidrógeno necesario...y se quede con la contaminación que esa producción genera. Por favor señores.....EL PLANETA ES UNO SOLO, ÍNTEGRO, NO DIVISIBLE.
Publicado por: ernesto kunn | 25/04/2013 16:53:01
Hace un par de años vi en televisión un reportaje sobre la crisis energética y las fuentes de energía para el futuro. Científicos de General Motors comentaron en dicho reportaje que no había más futuro para la automoción que la pila de combustible. Tuve la ocasión de conducir un Clase B de Mercedes Benz propulsado por pila de combustible en la feria del automóvil de Frankfurt de 2011 y la experiencia fue muy buena. El problema es preparar la industria mundial para producir hidrógeno de manera masiva y cambiar los puestos de repostaje de gasolina y gasoil por los de hidrógeno. Muchos años faltan para que veamos este cambio.
Publicado por: Organizado | 18/04/2013 9:46:42
El H no es la panacea ya que para separarlo y almacenarlo hace falta energía, que si no es limpia...
El verdadero progreso iría encaminado hacia la autonomía energética y eso con el hidrógeno no lo termino de ver claro...lo que sí es el futuro son los motores eléctricos independientemente de la pila que lleven.
http://bicicleta-electrica.blogspot.com/
Publicado por: Kits bicis eléctricas | 15/04/2013 23:12:59
Informarse bien. Hay que conocer el balance total de energías que participan en el ciclo de este sistema. A pesar de algunas aplicaciones que ya están funcionando, me temo mucho que puede adolecer del mismo defecto que las células de Peltier, los coches eléctricos y tantos otros inventos que sí, funcionan, pero ¿a qué coste? ¿A partir de qué inversión? ¿Con qué costes marginales? Hay que estudiar bien todo, hasta los materiales utilizados: hay algunos muy, muy caros y otros muy, muy escasos. Se utilizan hasta derivados del petróleo. Curiosamente, todos los partidarios soslayan este tema. Como en los coches eléctricos: nadie habla de la generación y el transporte de la electricidad para cargar las baterias. O la fotovoltaica: todos "olvidan" que sólo producen de día, y el consumo doméstico es mayoritariamente nocturno.
Publicado por: JordiP | 15/04/2013 23:12:06
∑, Si:
No es lo mismo sumar, que un ∑ de soluciones. Que multiplican a las mismas, +Positivamente Además, en estos tiempos de crisis. Como los de este mismo ejemplo. Obtenido para todos los crédulos e incrédulos de las hidráulicas y de las eólicas. Gracias al agua. Como me gustan. Cada vez más. Cada vez que pienso en su mismo prototipo. Con costes de generación de la misma Energía Eléctrica, por debajo, incluso, de las mismas hidráulicas. Con estos mismos ejemplos, de datos y gráficos, del aumento de las hidráulicas y las eólicas, de estos últimos días de marzo 2013 de vacaciones de semana santa. Con la correspondiente y ejemplarizante disminución del coste de generación de la misma Energía Eléctrica. Y de la bajada incluso en este mismo mes de Abril del 2013 de la tarifa eléctrica. Ojala fuese así también: Un ∑ de bajadas de los costes de producción y de generación de la misma Energía Eléctrica. Todos los meses y trimestres del año. Que posibiliten incluso una subida de tasas e impuestos de la misma Energía eléctrica. Soluciones técnicas ya hay. Y existen también. Y sin lluvias. Y sin vientos. Además de ser un ∑ de soluciones: Que multiplican las mismas, + Positivamente además. Por varias veces, también, a las actualmente existentes. En estos mismos tiempos de crisis. Sin emisiones de CO2 al aire de la atmósfera del planeta tierra. Que son 100 % Energías Renovables. Desde su mismo Origen. Como los producidos: Con estos mismos datos y gráficos: Para todos. Y de las mismas soluciones Técnicas Mejoradas y Patentadas. Desde el 2009, 2011, y 2012. En defecto de lluvias y de vientos. Producidos: Como en este mismo ejemplo para todos de Marzo del 2013. Energías Renovables Ya => ∑ 3x4= ∑ 12 y ∑ 6 +5 =∑ 11, >= +. Incluso más que suficientes, para las mismas pilas de Hidrógeno, O incluso para su compresión sólida. Dada la mayor energía obtenida, con las mismas. Y con elementos, incluso desechables, o recambiables, también. Y mucho más económicos, que los actuales. Además de su uso más económico, para las mismas desaladoras, y depuradoras del Agua, o H2O. Que son necesarias, para el riego y el cultivo. Además de para el consumo humano. Energías Renovables Ya => ∑ 3x4= ∑ 12 y ∑ 6 +5 =∑ 11, >= +
Publicado por: Energías Renovables Ya => ∑ 3x4= ∑ 12 y ∑ 6 +5 =∑ 11, >= + | 15/04/2013 20:45:16
El articulo es claro y lo define todo en cuanto al hidrógeno reforzando las esperanzas en una nueva etapa de producción del hombre energía limpia y barata, acabaría con guerras geopoliticas que están enmascaradas por la administración y accesos a recursos de hidrocarburos, pero, siempre hay un pero, no haya voluntad política esta esta coartada por los intereses económicos y energéticos que han gastado infinidad de dinero por que todo siga igual, para que sus ganancias se aumenten cada día.
Publicado por: estructuras metálicas en colombia | 15/04/2013 17:11:40