Revolucionando la Movilidad Urbana: Vehículos con Tren Motriz Eléctrico de Pila de Combustible de Hidrógeno Estableciendo un Nuevo Estándar

Introducción

Los vehículos eléctricos con pila de combustible de hidrógeno se han proyectado en la movilidad urbana con múltiples ventajas sobre sus homólogos convencionales. La movilidad urbana depende en gran medida de la transmisión de energía convencional para diversos vehículos, tanto para aplicaciones comerciales como personales. Con la infraestructura disponible para repostar vehículos de gasolina y diésel, los compradores de vehículos han optado durante mucho tiempo por las respectivas categorías para el transporte. Varios otros factores cruciales, como el bajo coste inicial, la facilidad de mantenimiento, la fácil disponibilidad de piezas de repuesto, etc., también han contribuido a la mayor adopción de vehículos de combustible convencional. Sin embargo, el cambio en el comportamiento del consumidor hacia la adopción de vehículos de movilidad limpia sin emisiones de dióxido de carbono ha sido un factor crítico en la rápida expansión de los vehículos eléctricos con pila de combustible de hidrógeno.

Figura 1: Vehículos eléctricos vs. vehículos eléctricos con pila de combustible de hidrógeno

Las pilas de combustible de hidrógeno no solo ofrecen una alternativa más limpia al combustible basado en la emisión de carbono, sino que también emiten solo agua a través del tubo de escape, que en la mayoría de los casos está en forma purificada. El combustible de hidrógeno se ha abierto camino en una miríada de vehículos, como turismos y vehículos comerciales, tractores, camiones, aviones, etc. Estos cambios primordiales han sido inducidos con dos enfoques separados por los fabricantes de vehículos, como la modernización de los vehículos existentes para que funcionen con pilas de combustible eléctricas o la construcción completa de vehículos nuevos que funcionen con combustible de hidrógeno.

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Otro factor importante que ha prevalecido en los vehículos de hidrógeno ha sido el creciente enfoque del gobierno en la reducción de las emisiones de carbono, así como el establecimiento de políticas de asistencia imperativas para acelerar la adopción entre los fabricantes y los compradores. Como los vehículos con pila de combustible de hidrógeno han recorrido un largo camino desde su llegada debido a las diversas iniciativas gubernamentales que allanan el camino para que la industria mejore la rápida transformación del combustible convencional con vehículos eléctricos con pila de combustible de hidrógeno, el crecimiento se ha turboalimentado. Estos vehículos de hidrógeno-eléctricos también abordan una amplia variedad de problemas que enfrentan los vehículos eléctricos, de gasolina y diésel.

Expansión global de la infraestructura de FCEV

Empresas privadas y gobiernos de todo el mundo están invirtiendo fuertemente en el desarrollo de la infraestructura con estaciones de servicio de hidrógeno para adoptar modos de transporte ecológicos. Muchos países, como Alemania, Francia, Italia, Reino Unido, China, Estados Unidos, etc., han sido los precursores en términos de establecimiento de un gran número de estaciones de servicio de hidrógeno para dar cabida al creciente número de vehículos respectivos en diferentes geografías.

Hay muchas de las ventajas del FCEV que se prevé que faciliten aún más su adopción entre los compradores en los próximos años.

Mayor autonomía: Con la ayuda de las pilas de combustible de hidrógeno, los fabricantes de vehículos pueden lograr una mayor autonomía debido a la mayor densidad energética del hidrógeno en comparación con la gasolina y el diésel. El peso del vapor de hidrógeno también es menor en comparación con otras fuentes de combustible, lo que ofrece una mayor autonomía al vehículo gracias a la necesidad de un menor almacenamiento, así como a la reducción del peso del vehículo.

Figura 2: Densidad de vapor relativa del combustible del vehículo (comparación)

Repostaje rápido y menores emisiones:Uno de los enfoques clave de los gobiernos de todo el mundo es reducir las emisiones de carbono del transporte, lo que ha traído cambios significativos. Aunque la industria del transporte está cambiando rápidamente hacia los vehículos eléctricos, todavía hay algunos inconvenientes importantes que enfrentan los nuevos compradores, como un tiempo de carga más largo, una menor disponibilidad de cargadores rápidos, etc. Con la ayuda de vehículos alimentados con hidrógeno, estas deficiencias se pueden abordar fácilmente, ya que el llenado de hidrógeno es similar al llenado de combustible convencional. Los vehículos con pila de combustible de hidrógeno pueden conducir hasta 300 millas con un solo tanque, mientras que los vehículos eléctricos generalmente tienen un rango de entre 80 y 100 millas por carga.

Ampliación de nuevas estaciones de hidrógeno en todo el mundo

Junto con las políticas favorables adoptadas tanto por el sector público como por el privado, otro factor clave que se ha considerado para facilitar la adopción de vehículos de combustible de hidrógeno. Se ha observado una rápida expansión en las regiones de América del Norte, Europa y Asia-Pacífico, donde los gobiernos han mostrado un gran interés en gestionar su transporte a través de modos sostenibles.

Figura 3: Total de estaciones de hidrógeno, por país (a septiembre de 2022)

Como la presencia de estaciones de servicio de hidrógeno contribuye directamente a la adopción más fácil de vehículos FCEV, la tendencia para el crecimiento del mercado se puede traducir fácilmente a través de la figura pertinente.

Esta adopción se puede ver principalmente en los países de Asia-Pacífico, donde muchas de las empresas fabricantes de vehículos están lanzando nuevos modelos de FCEV con el fin de llamar la atención sobre la tecnología de la nueva era. Por ejemplo,

· BMW anunció el lanzamiento de su nuevo modelo iX5 desarrollado conjuntamente con Toyota. El sistema de propulsión del vehículo utiliza pilas de combustible para convertir el hidrógeno almacenado en sus dos depósitos de 700 bares fabricados con plástico reforzado con fibra de carbono en electricidad.

· En noviembre de 2020, Ineos Grenadier hidrógeno FCEV es un nuevo vehículo anunciado por Ineos Motor en colaboración con Hyundai Motors.

· En 2021, durante el Salón del Automóvil de Frankfurt, Hyundai Motors anunció la presentación de su nuevo modelo de Hyundai Nexo 2023. El modelo es totalmente capaz de funcionar con el uso de combustible de hidrógeno, lo que lo hace más asequible para los consumidores.

Varios otros vehículos también han comenzado a usar FCEV, como camiones, vehículos comerciales, equipos de construcción, equipos agrícolas, etc.

Desafíos

Fuerte competencia de los vehículos eléctricos de batería (BEV)

La comercialización de vehículos de pila de combustible aún está en su infancia debido a la fuerte competencia que enfrentan otros sustitutos, como los BEV. Siendo el mayor sustituto, los vehículos eléctricos de batería dominan la demanda general en la categoría de vehículos sostenibles, ya que el ecosistema enormemente mejorado para la carga de baterías ya se está colocando en muchos de los países como China, los Estados Unidos, etc.

Figura 4: Marcas que venden BEV vs. FCEV en el mercado estadounidense, a partir de 2022

El mayor precio impide la adopción a gran escala de FCV

Como los vehículos eléctricos con pila de combustible se encuentran en la fase introductoria de su adopción y el ecosistema de fabricación aún no está completamente establecido en muchas de las regiones, muchos de los países dependen en gran medida de las importaciones de materias primas, lo que genera mayores costos de adquisición de materias primas. Esto, posteriormente, impacta en el precio general del costo final del vehículo y restringe a una gran sección de compradores la opción del mismo.

Desafíos de almacenamiento y transporte

El almacenamiento y el transporte son algunos de los principales desafíos para el mercado de vehículos de pila de combustible de hidrógeno. El hidrógeno requiere una temperatura extremadamente fría para ser almacenado y presurizado con el fin de ser llenado en los tanques de combustible de los vehículos. Además, el hidrógeno en los tanques requiere técnicas de almacenamiento especializadas que necesitan un suministro continuo de energía para enfriar el hidrógeno líquido en orden, lo que se suma al costo del combustible. El requisito de tanques especializados para mantener la alta presión ejercida por el combustible de hidrógeno líquido es otro desafío clave que debe abordar la industria del vehículo en los próximos años.

Análisis de mercado

Según UnivDatos Market Insights, Asia Pacífico, seguido de la región de América del Norte, actualmente posee la mayor cuota de mercado en el mercado de vehículos de pila de combustible de hidrógeno, atribuido al gran enfoque del gobierno y los fabricantes de vehículos hacia la sostenibilidad en la región. Además, diversificar las opciones que no sean los vehículos eléctricos de batería es otra razón por la que se prevé que la adopción sea mayor en los próximos años. Además, la presencia de actores clave del mercado y los avances tecnológicos en la región también impulsan el crecimiento del mercado.

Además, el informe también sugiere que Europa se espera que sea testigo de un crecimiento significativo en el mercado de vehículos de pila de combustible de hidrógeno debido al creciente enfoque en la reducción de las emisiones de carbono. La presencia de políticas gubernamentales bien buscadas para centrarse en el transporte sostenible, así como el cumplimiento del acuerdo de cambio climático, también contribuyen al crecimiento del mercado en esta región.

Con el surgimiento de los principales fabricantes de vehículos en el mercado de FCV, como Toyota, BMW, BYD, Hyundai, Honda, etc., se proyecta que el mercado marcará un importante cambio ascendente en el próximo año. Además, se prevé que este crecimiento sea asistido aún más a través de políticas gubernamentales que están dirigidas a mejorar las estaciones de servicio de hidrógeno y otras infraestructuras aliadas.

Conclusión

En conclusión, los vehículos con pila de combustible de hidrógeno han revolucionado el modo de transporte. Estos vehículos ofrecen un rango extendido con facilidad de repostaje y menos piezas móviles que reducirían aún más el costo de las reparaciones de posventa. Estas características aliviarían aún más la ansiedad por el alcance entre los consumidores en la fase inicial de adopción, ya que los vehículos eléctricos de batería tardan más tiempo de carga y el hidrógeno con bajo tiempo de repostaje se adapta mejor a la aplicabilidad para los viajes de largo alcance. Sin embargo, el mercado todavía está en su fase introductoria, que es asistida por las extensas actividades de investigación y desarrollo que serían propicias para reducir el costo del vehículo y el combustible, lo que atribuye a la facilidad de adopción en los próximos años. En general, con los avances con la investigación y el desarrollo continuos, podemos esperar aún más avances en los vehículos de pila de combustible de hidrógeno, lo que facilita a las personas el modo de transporte sostenible en los próximos años.