Hace poco se presentó el piloto de un bus del SITP cuya fuente de energía es el hidrógeno. Un paso hacia un modelo sostenible, que sin embargo implica desafíos para alcanzar la carbono neutralidad.
Rocío Sierra Ramírez* y Guillermo Jiménez Estévez**
El bus de hidrógeno
La situación actual exige acciones para disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero. Colombia se ha fijado como meta alcanzar la carbono-neutralidad en el año 2050. Esto implica cambiar el modo de producir y usar la energía en un contexto de sostenibilidad de corto y largo plazo. También se han hecho esfuerzos para mejorar la calidad del aire, especialmente, en zonas metropolitanas.
El sector de transporte es uno de los que más tiene que contribuir a las menores emisiones; por ejemplo, en lo que se refiere a vehículos pesados de uso intensivo como los buses.
Por eso en muchos países se están adoptando medidas para tener buses de servicio público con tecnologías de cero emisiones. Un avance reciente ha sido la incursión de los buses de hidrógeno, que pertenecen a la categoría de vehículos sin emisiones en sitio.
Son muchas las ventajas económicas y ambientales de los buses eléctricos de hidrógeno sobre los buses tradicionales de diésel o a gas. Por una parte, son más eficientes en el uso del combustible, además de operar sin emisiones locales y con ruido reducido. Tienen el potencial de disponer de rangos de operación mayores que los buses eléctricos a solo baterías y, a diferencia de éstos, los tiempos de carga son menores.
En Bogotá, con cerca de 1500 buses eléctricos operando desde mediados del 2022, se presentó hace pocos días el primer bus de hidrógeno. Este bus incorpora en su arquitectura la “celda o pila combustible”, donde el hidrógeno produce una corriente eléctrica en una reacción química controlada. Esta energía eléctrica propulsa el vehículo, que se convierte en otro tipo de bus eléctrico, igualmente cómodo y agradable para los pasajeros.
Ventajas y desventajas
Son muchas las ventajas económicas y ambientales de los buses eléctricos de hidrógeno sobre los buses tradicionales de diésel o a gas. Por una parte, son más eficientes en el uso del combustible, además de operar sin emisiones locales y con ruido reducido. Tienen el potencial de disponer de rangos de operación mayores que los buses eléctricos a solo baterías y, a diferencia de éstos, los tiempos de carga son menores.
Sin embargo, hasta el momento, la inversión necesaria para poner en funcionamiento los buses de hidrógeno es mucho mayor que la de los buses eléctricos de batería. Por ejemplo, el costo del sistema de transporte con hidrógeno, inaugurado en Bogotá, fue cercano a 22.000 millones de pesos. Por eso caben dudas sobre la sostenibilidad del negocio con buses de hidrógeno.
Pero importa señalar que esta modalidad de transporte aumentaría la sostenibilidad en todos sus aspectos, siempre que la cadena de valor del hidrógeno se masifique lo suficiente para alcanzar “economías de escala”. Lo cual, implicaría el aumento sostenido de la demanda y la existencia de infraestructura imprescindible para su producción, almacenamiento, transporte y diversificación de usos.
El sistema de electrólisis instalado en Bogotá para producir el hidrógeno demandado por el bus se destaca por ser compacto, seguro y modular. Esta tecnología usa agua que, en presencia de una corriente eléctrica, se descompone produciendo hidrógeno y oxígeno gaseosos. Para que se le pueda llamar “hidrógeno verde”, hace falta que la electricidad aplicada al electrolizador sea producida por fuentes renovables, que están libres de emisiones de gases con efecto invernadero.
Por otro lado, esta tecnología es energéticamente exigente, ya que debe utilizar un alto número de unidades de energía eléctrica (kWh) para producir un kilogramo de hidrógeno. Además, para la mayoría de los electrolizadores modernos, el agua debe ser purificada para evitar la aparición de compuestos contaminantes y para promover rutinas de mantenimiento aceptables alargando la vida útil del electrolizador.
El hidrógeno verde en Colombia
En la hoja de ruta del hidrógeno en Colombia se incluye en la definición de hidrógeno verde al que se produce con biomasa (residuos agrícolas, pecuarios y urbanos). Con estas materias primas y los procesos productivos asociados, la demanda energética para la producción de hidrógeno es menor que en los electrolizadores.
No obstante, la producción de hidrógeno por esta ruta necesita de plantas industriales con sistemas de seguridad; el transporte de la biomasa; y, por último, la movilización del hidrógeno desde la planta hasta las hidrogeneras u otros puntos de consumo. Lo anterior implica un despliegue significativo de infraestructura dedicada al transporte.
Es fundamental señalar que antes de transportar el hidrógeno, debe almacenarse. Algunas alternativas incluyen la comprensión, comprensión criogenética, adsorción del hidrógeno en compuestos como carbones activados, y la formación de otros compuestos donde el hidrógeno queda “atrapado”.
Si Colombia, aprovechando que es uno de los países con mayor potencial de producción de hidrógeno verde, se convierte en exportador, el problema del transporte puede solucionarse si se adopta la conversión de hidrógeno en otros compuestos como el amoníaco y el metanol, ya que el primero se transporta con menores retos tecnológicos, y el segundo, a presión y temperatura ambiente.
Las opciones de almacenamiento por comprensión son viables solamente si el transporte posterior se realiza en distancias cortas o medias. La movilización del hidrógeno por tubería (un tema con varios retos técnicos y económicos) es más directa y menos costosa, pero implicaría adaptar los gasoductos existentes o construir una nueva infraestructura. Por supuesto, en las instalaciones recientemente inauguradas en Bogotá todo el proceso productivo y uso se realiza en el mismo sitio.
El potencial colombiano
Si Colombia, aprovechando que es uno de los países con mayor potencial de producción de hidrógeno verde, se convierte en exportador, el problema del transporte puede solucionarse si se adopta la conversión de hidrógeno en otros compuestos como el amoníaco y el metanol, ya que el primero se transporta con menores retos tecnológicos, y el segundo, a presión y temperatura ambiente.
En consecuencia, el desarrollo y la adopción masiva de buses y otras aplicaciones para el hidrógeno todavía debe enfrentar desafíos como:
- El desarrollo e implementación de la cadena de valor del hidrógeno para lo cual es necesario continuar en el desarrollo de política pública que así lo facilite;
- El desarrollo tecnológico en términos de valor de la inversión y eficiencia de los electrolizadores;
- La formación de capital humano especializado, y
- El trabajo conjunto entre la academia, la industria y el Estado colombiano.
En otro orden de ideas, existen varias oportunidades gracias a los acuerdos con países tecnológicamente avanzados. Por ejemplo, Alemania ha apoyado el trabajo binacional en la producción y exportación de hidrógeno verde.
Así, el bus de hidrógeno presentado al público adquiere un significado especial, porque demuestra el valor de los primeros pasos en la generación de conocimiento, identificación de necesidades y de espacios de mejora.
Si el actual gobierno realmente está en sintonía con la transición energética, este tipo de acciones son fundamentales.
