El Departamento de Energía quiere agregar combustible de hidrógeno a los camiones grandes

El Departamento de Energía planea invertir $100 millones en investigación de camiones pesados ​​impulsados ​​por hidrógeno durante los próximos cinco años.

El resultado podría ser el desarrollo de electrolizadores más grandes, más eficientes y rentables que utilizarán diversas tecnologías para separar el hidrógeno del agua.

La idea es crear dos grandes asociaciones que involucren a laboratorios nacionales, universidades y empresas privadas del DOE para ayudar a poner en marcha el enfoque lento de Estados Unidos hacia una «economía de hidrógeno».

Es un concepto centrado en la energía libre de emisiones que se discutió en los Estados Unidos ya en 1966. Pero durante la última década, los esfuerzos de comercialización han sido liderados por Japón, China, Francia y otros países europeos.

En 2003, el presidente George W. Bush buscó despertar a la nación a las posibilidades de la energía del hidrógeno, el elemento más liviano y abundante del mundo. En su discurso sobre el Estado de la Unión de enero de 2003, señaló que las celdas de combustible que usan hidrógeno y oxígeno «producen energía que podría usarse para impulsar automóviles que producen agua sin escape».

Bush pronosticó que un «nuevo compromiso nacional» para utilizarlo supondría «un niño nacido hoy conduciendo el primer coche propulsado por hidrógeno y no contaminante».

Eso generó interés pero no compromiso nacional.

Ese joven de 17 años está teniendo dificultades para encontrar un automóvil impulsado por celdas de combustible, y mucho menos un lugar para llenarlo. Hay un estimado de 8,000 vehículos de celda de combustible en los EE.UU. La mayoría de ellos se fabrican en Japón, y la mayoría de las más de 50 estaciones de servicio que venden combustible de hidrógeno se encuentran en California.

En cuanto a los camiones impulsados ​​por celdas de combustible, «no hay nada en las carreteras de los EE. UU. en este momento», explicó Adam Weber, director del Programa de Comercialización de Camiones de Celdas de Combustible del DOE en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley en Berkeley, California.

Él estima que habrá una «cantidad sustancial» de vehículos en las carreteras en los próximos cinco a 10 años, a medida que más estados trabajen para cumplir con el compromiso de California con los vehículos libres de emisiones. Webb cree que los camiones pesados ​​también ayudarán a que los vehículos de pila de combustible sean comercialmente más viables.

Dado que el combustible de hidrógeno es mucho más liviano que las baterías, puede mejorar la eficiencia de los camiones, ya que pueden transportar más carga, repostar más rápido y recorrer mayores distancias.

La única emisión del tubo de escape es el agua; esto puede ayudar a que los camiones de hidrógeno sean atractivos en los estados que prohíben que los camiones diesel funcionen al ralentí. Además, los motores de camiones eléctricos resultantes requerirán menos mantenimiento porque tienen menos piezas móviles que los motores diesel, dijo Webb en una entrevista.

El objetivo del programa de investigación de Weber es ayudar a los fabricantes de camiones a construir prototipos utilizando tecnología de celdas de combustible más duraderas que puedan viajar un millón de millas en la carretera. Un beneficio adicional, predice, serán más estaciones de servicio de hidrógeno para automóviles y camiones en los Estados Unidos.

El nuevo enfoque del DOE, que se enfoca en la aparente magia tecnológica del hidrógeno, también podría ayudar a llenar el vacío dejado por estados como California que están estableciendo objetivos ambiciosos de energía limpia. En el caso de California, eso significa autos y camiones nuevos con cero emisiones para 2036 y 100 por ciento de energía limpia para 2045.

Todavía hay un largo camino por recorrer. Según el Departamento de Energía de EE. UU., el 95 % de los 10 millones de toneladas de hidrógeno que se producen actualmente en EE. UU. es hidrógeno. Elaborado anualmente mediante la reacción de gas natural con vapor. El hidrógeno resultante se usa comercialmente para producir combustible en refinerías y para producir amoníaco para fertilizantes.

Pero el hidrógeno también se puede producir con electrolizadores, que utilizan energía solar y eólica para separar el hidrógeno del agua.

Uno de los usos comerciales del hidrógeno que el Departamento de Energía de EE. UU. tiene la intención de fomentar es la generación y el almacenamiento de energía, que puede volver a convertirse en electricidad a través de la conversión en celdas de combustible, o quemarse en lugar de gas natural para generar electricidad.

Este hidrógeno, a veces llamado «hidrógeno verde», se puede almacenar durante meses en depósitos subterráneos, que hoy se utilizan para almacenar gas natural, y luego se puede volver a convertir en electricidad en lo que algunos expertos llaman «electricidad a gas a electricidad». » proceso.

El proceso de almacenamiento podría ser crítico para California, que dependerá en gran medida de la energía solar y eólica para cumplir sus objetivos de energía limpia. El profesor de química de Caltech, Nathan Lewis, concluyó que la energía renovable podría satisfacer hasta el 80 por ciento de las necesidades de electricidad del estado.

Pero después de eso, la variabilidad de la energía eólica y solar podría crear lo que él llamó una «sequía de recursos» de energía, que podría requerir el transporte de energía desde fuera del estado.

“Tienes apagones”, explicó Lewis en un foro reciente organizado por el California Hydrogen Business Council. «Los incendios forestales pueden causar sequía adicional», agregó.

Él y otros expertos señalan que la forma menos costosa de llenar el vacío es almacenar hidrógeno verde. Eso sería más barato y más eficiente que comprar grandes baterías de iones de litio o construir granjas solares en todo el estado, dijo.

Keith Wipke, gerente de programa para nuevas tecnologías de celdas de combustible e hidrógeno en el Departamento de Energía de EE. UU., explicó que el objetivo es ayudar a las empresas a construir electrolizadores que sean más eficientes, económicos y duraderos que las máquinas actuales.

El objetivo es hacer que su hidrógeno «verde» sea más competitivo con el hidrógeno producido a partir del gas natural.

Después de eso, explicó en una entrevista que los próximos pasos se centrarán en expandir el hidrógeno a otros usos, incluido el combustible para camiones y expandir el mercado de almacenamiento de energía.

«Si nuestra tecnología de electrólisis es lo suficientemente barata, entonces puede comenzar a competir con el gas natural para producir hidrógeno a escala», dijo Wipke, refiriéndose al hidrógeno producido a partir de electricidad renovable.

Él espera que la investigación conduzca a la tecnología para electrolizadores más grandes y mejores que podrían alimentar a los servicios públicos, así como a las estaciones de servicio de camiones y automóviles. También habrá otras necesidades de transporte. San Francisco está a punto de recibir su primer transbordador impulsado por celdas de combustible, y China y Alemania han desarrollado recientemente trenes impulsados ​​por celdas de combustible.

Japón, que tiene quizás el compromiso más ambicioso con el hidrógeno, planea albergar los Juegos Olímpicos el próximo verano en los que los atletas viajarán en autobuses de celdas de combustible y vivirán en aldeas alimentadas por celdas de combustible. Parte de la energía podría provenir de Australia, donde las empresas planean exportar nuevo hidrógeno verde hecho a partir de su abundancia de luz solar para ayudar a impulsar a Japón.

Todo esto todavía puede sonar soñador para algunos, o como un lavado verde para otros, pero el Departamento de Energía de EE. UU. señala que después de seis años de discusiones, una «economía de hidrógeno» finalmente puede tener suficiente energía en EE. UU. para despegar.

El hidrógeno verde actualmente cuesta entre $5 y $6 por kilogramo, según el Departamento de Energía de los Estados Unidos. El objetivo no es inventar nuevas tecnologías exóticas, sino impulsar la tecnología existente, con la esperanza de reducir su precio a $ 2 por kilogramo.

El hidrógeno verde sigue siendo un peso ligero en la industria energética de los EE. UU., pero tiene el potencial de ser un habilitador poderoso. Según el Departamento de Energía de los Estados Unidos, 1 kilogramo de hidrógeno proporciona tanta energía como un galón de gasolina.

Reimpreso de Climatewire con permiso de E&E News. E&E brinda cobertura diaria de noticias esenciales sobre energía y medio ambiente en www.eenews.net.