La ruta del hidrógeno tiene también su propia transición interna (IV): la creciente competencia con el uso directo de la electricidad

Roberto Dobles roberto.dobles@gmail.com | Lunes 03 enero, 2022

1. La competencia en el mercado energético

En los usos tradicionales, que son no energéticos, el hidrógeno prácticamente no tiene competencia. Sin embargo, en los nuevos usos energéticos que se le buscan dar sí existe una altísima competencia que hasta el momento ha tenido restringida su penetración en estos nuevos sectores y nuevos mercados energéticos.

La principal competencia del hidrógeno en el mercado energético es el uso directo de la electricidad (con y sin baterías), la cual le ha venido ganando la partida porque tiene costos más bajos y decrecientes y porque toda la infraestructura (redes de trasmisión y de distribución eléctrica) ya está construida y, consecuentemente, no hay que desarrollarla. Solamente deberá ser ampliada y reforzada.

Esta competencia proviene principalmente de los usos directos de la electricidad generada por fuentes primarias de energía de bajo costo, como la energía solar y la eólica.

Debido a los continuos adelantos tecnológicos y a la infraestructura de trasmisión y de distribución eléctrica ya existente, la cadena de valor del uso directo de la electricidad está resultando mucho más barata que la cadena de valor del uso energético del hidrógeno.

2. Competencia entre el vehículo eléctrico y el vehículo de hidrógeno: situación actual

Uno de los retos más grandes del hidrógeno en sus usos energéticos se encuentra en el sector del transporte terrestre, que es el gran sector desde la perspectiva energética y climática.

Hay que tener claro que el vehículo de hidrógeno es también un vehículo eléctrico. Un reciente artículo titulado “Hydrogen or electric cars?, It’s time to clarify, publicado por la compañía Renault, señala lo siguiente:

“Cuando hablamos de un vehículo de pila o celda de combustible de hidrógeno, nos referimos a una forma de vehículo eléctrico. Este tipo de vehículo, comúnmente conocido como FCEV (por sus siglas en inglés Fuel Cell Electric Vehicle), utiliza hidrógeno para alimentar un motor 100% eléctrico.

“Un vehículo eléctrico de pila de combustible de hidrógeno utiliza hidrógeno (H2) como combustible. La pila de combustible recibe este hidrógeno y oxígeno del aire circundante. Estos dos gases, al entrar en contacto dentro de la pila de combustible, provocan una reacción electroquímica que produce una corriente eléctrica, calor y vapor de agua. Esta corriente eléctrica se utiliza luego para alimentar un motor eléctrico que impulsa el vehículo”.

“En un vehículo eléctrico ‘convencional’, la energía eléctrica no es producida por una pila de combustible, sino que se almacena en una batería después de cargarla desde un suministro eléctrico, ya sea una estación de carga pública o una toma de corriente en un lugar privado. El motor eléctrico recibe esta corriente almacenada y la utiliza para propulsar el vehículo. Como complemento, el motor eléctrico también recibe corriente recuperada por sus propiedades de reversión, donde cada desaceleración o aplicación de los frenos genera energía que luego se transforma en electricidad”.

Si bien ambos son vehículos que utilizan electricidad para impulsar su movilidad, en la jerga cotidiana, la referencia a ‘vehículo eléctrico’ se utiliza para referirse a los vehículos que funcionan únicamente con baterías, y ‘vehículo de hidrógeno’ para aquellos con un tanque de hidrógeno y una celda que genera electricidad para impulsar el motor eléctrico.

En este sector, el vehículo eléctrico de baterías le ha venido ganando la partida al vehículo de hidrógeno. La razón principal es costos mucho más bajos.

La poca penetración del hidrógeno en el sector transporte es consecuencia de los altos costos en toda la cadena de valor, no solamente en la producción del hidrógeno, sino también en la infraestructura para transportarlo, almacenarlo, distribuirlo y comercializarlo hasta el consumidor final, incluyendo el alto costo de los vehículos de hidrógeno.

El uso directo de la electricidad (en vehículos eléctricos de baterías) está resultando mucho más barato y, además, con costos decrecientes hacia el futuro debido a los permanentes cambios tecnológicos.

Los datos así lo confirman:

• A diciembre del 2020 había nada más 31.225 vehículos de pasajeros propulsados con hidrógeno en las carreteras del mundo. El hidrógeno que abasteció estos vehículos provino mayoritariamente del gas natural producido con la tecnología de reformado con vapor de agua.

• La cantidad de vehículos eléctricos con baterías en el 2020 fue de 12 millones.

• La cantidad de vehículos con motores de combustión interna en el mundo en el 2020 fue 1.200 millones de vehículos.

3. Competencia entre el vehículo eléctrico y el vehículo de hidrógeno: perspectivas futuras

Las tendencias futuras a largo plazo favorecen fuertemente al uso directo de la electricidad en vehículos eléctricos con baterías. Los datos muestran que la tasa de crecimiento futuro de los vehículos eléctricos de baterías es muy alta y que la de los vehículos de hidrógeno es muy baja.

Los costos cada vez más bajos de la generación eléctrica (con energía solar y eólica, particularmente), de las redes de transmisión y de distribución existentes, y de los vehículos eléctricos, está siendo determinante en esta fuerte competencia en el sector transporte.

La penetración futura en el mundo de los vehículos eléctricos de baterías en el sector transporte será muy fuerte de aquí al 2040 y más allá, mientras que la penetración de los vehículos de hidrógeno sería muy baja.

Así muestran los estudios internacionales que hacen proyecciones a largo plazo, incluyendo el estudio titulado “Electric Vehicle Outlook, 2021”, elaborado por Bloomberg NEF, el cual señala lo siguiente:

“Las ventas de vehículos eléctricos están aumentando debido a una combinación de apoyo de políticas, mejoras en la tecnología y el costo de las baterías, más infraestructura de carga que se está construyendo y nuevos modelos atractivos de los fabricantes de automóviles”.

“La electrificación también se está extendiendo a nuevos segmentos del transporte por carretera, preparando el escenario para los grandes cambios que se avecinan”.

Este estudio de BloombergNEF, que ha actualizado las perspectivas del estudio anterior realizado en el 2020, provee las nuevas perspectivas sobre cómo podría evolucionar la movilidad terrestre en los próximos 20 años.

Este estudio analiza profundamente las perspectivas relacionadas con los cambios que están ocurriendo en la flota vehicular a nivel mundial, incluyendo los vehículos de pasajeros, furgonetas, camiones de todo tipo, vehículos de dos y tres ruedas y autobuses.

También incluye un análisis detallado sobre la movilidad compartida, la conducción autónoma, la demanda de carga, la infraestructura de carga de vehículos eléctricos y de pila o celda de combustible de hidrógeno.

Algunos de los aspectos relevantes que se derivan de este estudio son los siguientes:

• Composición de las ventas de vehículos nuevos en el 2040 (incluye solamente las ventas de vehículos nuevos): Eléctricos de baterías 68%, Combustión interna 17%, Híbridos 13%, Hidrógeno 2% e Híbridos de enchufar 0%.

• Composición de la flota vehicular total en el 2040 (incluye todos los vehículos nuevos y viejos): Combustión interna (gasolina y diésel) 41,9%, Eléctricos de baterías 37,4%, Híbridos 18,1%, Híbridos de enchufar 1,9% e Hidrógeno 0,7%.

Estas tendencias muestran una rápida penetración del vehículo eléctrico de baterías, el cual ha venido desplazando progresivamente al vehículo de combustión interna en un proceso que durará décadas.

4. Conclusiones

Los estudios internacionales, incluyendo el estudio de BloombergNEF indicado anteriormente, señalan que en este momento hay un tipo de tecnología vehicular que sobresale como un claro ganador en esta transición vehicular y energética: el vehículo eléctrico de baterías.

La evidencia que resulta de todos los estudios sobre la transición vehicular y energética que está ocurriendo muestra que los vehículos de hidrógeno, que son también vehículos eléctricos, no han podido seguir la tendencia creciente de los vehículos eléctricos de baterías.

La principal razón: los costos. Los costos del hidrógeno, de la infraestructura de suministro y de los vehículos de hidrógeno son mucho más altos que los costos de la cadena de valor de los vehículos eléctricos de baterías.

Habrá que esperar a ver si los adelantos tecnológicos cambian las tendencias actuales y, en el caso de la cadena de valor del vehículo de hidrógeno, si estos adelantos surgen al mismo nivel y velocidad en el tiempo que los adelantos tecnológicos que han venido bajando continuamente los costos de la cadena de valor de los vehículos eléctricos de baterías.

La infraestructura de carga de los vehículos eléctricos de baterías se está expandiendo muy rápidamente a un costo relativamente bajo en prácticamente todos los lugares (casas, oficinas, centros comerciales, industrias, comercios, hoteles, etc.), lo que genera una ventaja competitiva adicional sobre el vehículo de hidrógeno, donde la conveniencia es también clave.

La ruta del hidrógeno tiene también su propia transición interna (IV): la creciente competencia con el uso directo de la electricidad

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