¿Es el hidrógeno el combustible del futuro?
El catamarán Energy Observer, de 30 metros de eslora y propulsado por hidrógeno es el primer barco energéticamente autosuficiente que utiliza fuentes renovables para producir hidrógeno a partir de agua de mar purificada está a pocos días de emprender una vuelta al mundo que durará cuatro años.
Ha acumulado ya más de 18.000 millas náuticas desde su botadura en el año 2017 y pronto iniciará su ruta hacia Tokio y los Juegos Olímpicos antes de dirigirse a California.
Durante el invierno, el conjunto de tecnologías de energía verde del Energy Observer se sometió a una serie de ajustes técnicos. Se añadió una segunda pila de combustible especialmente desarrollada por Toyota y basada en el mismo sistema de su coche de hidrógeno, el Toyota Mirai, para dotar al buque de 114kW de potencia.
Las células fotovoltaicas que cubren la cubierta y la superestructura se han mejorado en colaboración con Solbian y los 202 m2 de paneles solares ofrece ahora una potencia de 34kW. Las hélices de paso fijo se han sustituido por hélices automáticas de paso variable de Brunton para reducir la resistencia, aumentar la velocidad del barco y mejorar la generación de energía hidrocinética.
Las OceanWings de 12 metros de altura, desarrolladas por Van Petegehem y basadas en los trimaranes de la Copa América, ya estaban instaladas, pero se han mejorado los accesorios de cubierta, la mecánica y el software de gestión automática. El barco también está equipado con dos paquetes de baterías de 50kWh cada uno, que se utilizan sobre todo para reducir los picos de consumo y pueden proporcionar 10 horas de energía para volver a casa en caso de emergencia.
«Por supuesto, estas mejoras todavía tienen que probarse a fondo en el mar», dice Hugo Devedeux, ingeniero de desarrollo del proyecto y miembro permanente de la tripulación. «Pero incluso utilizando la nueva pila de combustible al 50% para optimizar su eficiencia, nos da alrededor del doble de potencia neta si tenemos en cuenta que la pila de combustible original tenía sólo 22kW.
El tentador atractivo del hidrógeno es que, cuando se consume en una pila de combustible para generar electricidad, las únicas emisiones son de calor y vapor de agua. No hay gases de efecto invernadero (GEI) ni partículas. Energy Observer aprovecha la electricidad verde procedente de fuentes solares e hidrocinéticas para dividir electrolíticamente las moléculas de agua (H2O) y liberar el hidrógeno, que se introduce en una pila de combustible para producir energía en una reacción electroquímica para alimentar el buque y los servicios de a bordo. El calor producido durante el proceso se recicla para proporcionar agua caliente y calefacción a bordo.
La primera pila de combustible es anterior al primer motor de combustión, pero el éxito y la eficacia de este último han limitado en gran medida la tecnología del hidrógeno a la exploración espacial y los submarinos. Hasta ahora. La urgente necesidad de combatir el cambio climático y el calentamiento global ha vuelto a centrar la atención en el hidrógeno como la vía más viable para la descarbonización y la consecución de un sistema energético más sostenible. De hecho, Pierre-Etienne Franc, secretario de iniciativas del grupo comercial Hydrogen Council, cree que «los años 2020 a 2030 serán para el hidrógeno lo que la década de 1990 fue para la energía solar y la eólica».
Las pilas de combustible ya no son una tecnología del futuro: ahora tenemos coches, autobuses, camiones, trenes e incluso aviones que funcionan con pilas de combustible de hidrógeno. Los constructores de barcos también están respondiendo a las normativas de reducción de gases de efecto invernadero dirigidas al tráfico marítimo. El sector de la náutica ha tardado en renunciar a su amor por los combustibles fósiles y aún más en aprovechar el potencial de la tecnología de las pilas de combustible, centrándose en cambio en soluciones híbridas con baterías. Las baterías de iones de litio pueden ofrecer una propulsión sin emisiones para las embarcaciones más pequeñas que operan con ciclos de trabajo cortos, como los pequeños transbordadores de pasajeros y las embarcaciones de servicio lacustre, pero su densidad de potencia y su peso limitan su uso como fuente de energía primaria para los grandes yates.
Seamos claros: la propulsión con pilas de combustible está aún en fase de desarrollo y hay que superar considerables obstáculos antes de que las pilas de combustible puedan rivalizar con las baterías en los yates, por no hablar de los motores diésel. Uno de los principales retos asociados al uso del hidrógeno como combustible para el transporte es que es difícil y caro de almacenar. Si un coche de pila de combustible tuviera que almacenar el 1 kg de hidrógeno necesario para recorrer 100 km a presión atmosférica, por ejemplo, el depósito tendría que tener un tamaño de 11 m3. Por eso, los coches utilizan gas hidrógeno comprimido, que se introduce en un depósito reforzado con fibra de carbono a 700 bares.
