Article traduït per un sistema de traducció automàtica. Més informació, aquí.

Energies alternatives per a automòbils

La pila de combustible es considera el més prometedor dels nous sistemes de propulsió
Per miren 8 de març de 2004

Li agradaria conduir amb la tranquil·litat de saber que de la fuita del seu cotxe només surt vapor d’aigua? Els cotxes alimentats per hidrogen ja ho fan possible. Encara que en aquests moments només es pot parlar de prototips, probablement en uns anys l’ús d’aquesta mena de vehicles serà habitual. Ja estan en fase de proves els models Necar 4 i 5 de Mercedes, que són impulsats per una pila de combustible. Amb la forma d’un Classe A, aquests turismes són capaços de recórrer 450 quilòmetres sense detenir-se i poden aconseguir velocitats de fins a 150 quilòmetres per hora. La seva fabricació en sèrie i comercialització depèn, sobretot, del subministrament del nou carburant: l’hidrogen.

Temps d’innovació

El 70% de la “culpa” del canvi climàtic està associada al diòxid de carboni (CO₂) que, inevitablement, produeix la combustió de combustibles fòssils. Per part seva, la meitat de les emissions de CO₂ estan relacionades amb l’ús de carburants en l’automoció de vehicles, assegura el catedràtic de la Universitat Politècnica de Madrid Eduardo Lorenzo.

Per aquesta raó, els principals avanços tecnològics en la fabricació de cotxes s’han registrat en el camp dels motors termodinàmics tradicionals. Les dades de l’Associació Espanyola de Fabricants d’Automòbils i Camions (ANFAC) indiquen una considerable reducció d’emissions contaminants: en 2001 es van comercialitzar en el mercat nacional vehicles que emetien de mitjana un 10% menys de productes nocius que els comercialitzats en 1995.

Des del fabricant Renault afirmen que els cinc milions de vehicles que fabriquen anualment consumeixen menys energia que fa 20 anys i obtenen millors prestacions. Reconeixen que això és així gràcies a que les noves tècniques de refinat de combustible possibiliten un millor funcionament amb menys consum i doble potència.

Però la normativa mediambiental és cada vegada més severa, el petroli és finit i es fa necessari continuar avançant. Per això, la pràctica totalitat dels fabricants continua investigant i ja s’han creat més de 100 models de cotxes i més de 35 d’autobusos propulsats per motors basats en tecnologies alternatives. Renault aprofundeix en els motors híbrids mentre que els departaments d’I + D de DaimlerChrysler, BMW i IVECO, entre altres, se centren en el desenvolupament de models impulsats per cèl·lules de combustible en els quals l’hidrogen (H2) és el protagonista.

De la biomassa a l’hidrogen

D’entrada, els experts es mostren esperançats davant la posada en marxa de motors que funcionin gràcies a nous carburants. El Parlament Europeu, en un altre intent de reduir l’impacte dels transports, augmentar la seguretat del proveïment de combustible i rebaixar les emissions de gasos, va aprovar al maig de 2003 una directiva dirigida a fomentar la utilització de biocarburants. Es tracta de comercialitzar els combustibles considerats “verds”, als quals es destinen certes ajudes. A continuació vam mostrar quins són els seleccionats:

Biodièsel: combustible líquid anàleg al gasoil que s’elabora a partir de la biomassa o d’olis de fritada.

Bioetanol: és un producte que s’obté de la fermentació de plantes riques en sucre o midó.

ETBE: bioetanol esterificat (compost per la substitució d’un àtom d’hidrogen d’un àcid per un radical alcohòlic, en aquest cas un alcohol o un fenol).

Biogàs: combustible gasós obtingut mitjançant fermentació anaeròbia per bacteris de matèries orgàniques.

Biometanol: metanol fabricat a partir de la biomassa.

Bioaceite: oli obtingut per piròlisi (descomposició molecular anaeròbia de la biomassa per aplicació de calor).

La biomassa és l’abreviatura de “massa biològica”, explica Ana Ramos des de la Fundació Eduardo Barreiros. Comprèn una àmplia diversitat de tipus de combustible energètic (materials orgànics com la fusta, olis vegetals, etc.) que s’obtenen, directa o indirectament, de recursos biològics. A cada tipus de biomassa li correspon una tecnologia. L’energia derivada de la biomassa és renovable indefinidament i, al contrari que les energies eòlica i solar, la de la biomassa és fàcil d’emmagatzemar. El problema és que es necessita molt combustible, la qual cosa fa que el seu transport sigui costós i la seva utilització molt restringida.

Motors més nets

Quant a la mecànica, els motors més ecològics poden dividir-se en aquests grans apartats:

  • El motor elèctric: Des del punt de vista ecològic és el més convenient, però la seva generalització és pràcticament inviable per la seva limitada autonomia i el seu elevat cost. Grans fabricants com Ford han abandonat la seva producció.
  • El motor híbrid: Associa les qualitats dels motors tèrmics convencionals i dels elèctrics. Aquest acoblament se soluciona tècnicament de múltiples formes. Una d’elles consisteix a afegir a un grup motopropulsor clàssic un sistema elèctric. Una altra se serviria d’un motor tèrmic per a proveir un motor elèctric capaç de moure les rodes. Parlaríem d’una conversió de l’energia mecànica en energia elèctrica. La seva generalització encara és difícilment compatible amb el preu que qualsevol consumidor està disposat a pagar per un automòbil.
  • La pila de combustible: Es tracta d’un motor elèctric amb la facilitat de magatzematge d’una gran quantitat d’energia en forma de combustible en un tanc. L’electricitat no s’emmagatzema en bateries; es genera en el propi vehicle gràcies a una reacció química anomenada combustió freda.

    La pila de combustible és l’opció amb major futur dins dels sistemes d’impulsió alternatius. De fet, protagonitza un programa d’assaig pràctic d’autobusos amb piles de combustible, l’experiment més ambiciós que existeix sobre energies alternatives per a l’automoció. Ho patrocina la Comissió Europea i s’està duent a terme en deu ciutats de la Unió, entre les quals es troben Madrid i Barcelona.La pila de combustible que alimenta el motor produeix corrent elèctric gràcies a una reacció generada entre l’hidrogen i l’oxigen de l’aire, atorgant a aquests autobusos una autonomia de vuit hores. El preu d’un d’aquests autocars pot ser vuit vegades superior al d’un model dièsel habitual. En canvi, els seus motors només emeten a l’atmosfera vapor d’aigua.

    El director general d’ARIEMA, la consultora espanyola amb experiència en tecnologies d’hidrogen i piles de combustible, Rafael Luque, assegura que “l’hidrogen es pot produir a partir de qualsevol energia capaç de produir electricitat”. Per a ell, el principal avantatge de l’hidrogen enfront de l’electricitat és que pot emmagatzemar-se i utilitzar-se de manera més eficient mitjançant una pila de combustible (procés invers a l’electrolisis que genera electricitat, explica).

Qüestió de costos

No és assenyat crear falses expectatives ni creure que l’hidrogen com a vector energètic serà la panacea en el sector de l’automoció i en molts altres. Els fabricants no poden generalitzar una innovació fins que preus i prestacions puguin competir amb l’existent. La bona notícia, per a Luque, és que totes les empreses energètiques, les elèctriques i les grans entitats financeres dediquen grans recursos a investigar en aquestes tecnologies.

Segons DaimlerChrysler, un dels fabricants dels autobusos que formen part del referit programa “Zero emissions” de la Comissió Europea, els vehicles de la cèl·lula de combustible alimentats per hidrogen són aptes per a l’ús en flotes, és a dir, per als serveis que tornen al mateix punt central a reaprovisionarse. Aquest motor seria bàsicament el mateix que el del model Necar 4, un turisme amb el disseny del Classe A de Mercedes.

No obstant això, Juan Banyeres de Mariola considera, des de DaimlerChrysler España, que per al transport personal els motors que converteixen el metanol en hidrogen seran els més operatius, perquè aquest combustible pot ser transportat i subministrat com la gasolina. El metanol pot ser produït a partir qualsevol combustible fòssil però emet diòxid de carboni, encara que en proporcions molt menors que els motors actuals. El model que incorpora un motor així és el Necar 5.

Segons les previsions de Banyeres de Mariola, els Necar sortiran al mercat als Estats Units a la fi de 2005. No pot “aventurar” ni el preu i ni el nombre d’unitats, ja que aquestes variables depenen de múltiples factors, entre els quals es troben les subvencions, el desenvolupament de les infraestructures de combustible etc. Tampoc pot parlar-se de costos de producció, “ja que no ha de repercutir-se en una unitat tot un procés de recerca”. De totes maneres seran “bastant cars”, addueix, “ja que les membranes responsables de l’osmosis estan compostes de platí i el motor incorpora altres materials molt costosos”.

Per a més informació sobre l’hidrogen i les piles de combustible www.ariema.com i www.pilasde.com.