¿A pila de hidrógeno o a baterías?

Wallbox

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Independientemente de lo que cada uno piense de los coches eléctricos, térmicos o cualquier otra tecnología intermedia, una cosa está clara: tarde o temprano los combustibles fósiles se terminarán o serán económicamente imposibles de afrontar. Puede que no pase mientras vivimos los presentes, pero ocurrirá con total seguridad, así que llegará un momento en que el transporte tendrá que ser de otra forma, si o si.

Pensando en eso me ha venido de nuevo a la cabeza la dicotomía de baterías vs hidrógeno, los dos grandes candidatos actualmente para el futuro del transporte en la era post-petróleo. Es posible que recordéis aquel post que escribí hace ya unos dos años acerca de la eficiencia del hidrógeno. En él intentaba analizar el rendimiento del hidrógeno desde el punto de vista exclusivo de la eficiencia energética e intentaba demostrar que incluso con la mejor pila de combustible de hidrógeno posible, un coche eléctrico a baterías siempre es más eficiente energéticamente hablando.

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Hoy voy a hacer algo parecido, pero diferente, valga la contradicción. Vamos a imaginar un buen sistema de hidrógeno, mejor que los actuales, y vamos a despreciar totalmente el aspecto de eficiencia energética y de los costes. Y vamos a ver en esas condiciones hasta donde tendrían que llegar las baterías para alcanzar en características puramente  técnicas a ese sistema de pila de hidrógeno. Para ello haremos dos versiones del mismo coche, una a baterías y otra a pila de combustible de hidrógeno, idénticos en todo lo demás, peso incluido.

Premisas de partida

Queremos un coche que sea apto para viajar y bien equipado, y para ello lleva un motor eléctrico de 100 kw (136 cv) nominales con una potencia pico de 125 kw (170 cv). Divertido pero sin ser salvaje. Recordemos que motor y controlador son iguales tanto para coche de pila como para el coche a baterías. Los demás sistemas auxiliares también son idénticos. Supongamos que ambos coches deben pesar lo mismo, unos 1500 kgs.

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El Model S puede que sea “demasiado” divertido para ser eficiente

Imaginemos además que queremos que tenga unos 500 km de autonomía en carretera, cantidad de km que mucha gente marca como la mínima deseable en cualquier coche. Tomemos también por simplificar que nuestros dos coches, eléctricos los dos en el fondo, consumen 20 kwh a los 100 a una velocidad de 120 km/h. Por lo tanto con esas condiciones necesitaremos 100 kwh para tener una autonomía de 500 km en las condiciones ideales.

Ahora pasemos a ver cómo serían esos futuros sistemas imaginarios de hidrógeno y baterías.

Nuestro coche de pila de hidrógeno

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Bien, así es como imagino un buen sistema de hidrógeno. Empecemos por la pila de combustible, que es un elemento necesario pero cuyo peso y tamaño no cambia en función de la autonomía. Según Honda la pila del nuevo Honda FCX Concept, de 100 kw de potencia, tiene una densidad de potencia de 3,1 kw/litro, por lo que una pila de 100 kw nominales ocupará tan sólo 32,25 litros. Realmente excelente.

En una versión anterior del Clarity pesaba 67 kg y ocupaba 57 litros para unos 100 kw, así que proyectando la mejora al peso también la nueva pila debería pesar alrededor de 38 kgs. Muy compacta y ligera, aunque en realidad se refieren únicamente a la pila en sí misma y obvian en ese cálculo de volumen todos los elementos auxiliares que lleva asociada la pila, que son unos cuantos. Pero ignoremos esos pesos y volúmenes extras y con vuestro permiso supongamos números redondos de 35 litros y 40 kgs, tamaño y peso muy contenidos.

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El resto de potencia hasta los 125 kw de potencia punta del sistema deberá aportarlo una batería de unos cuantos kWh que además servirá para almacenar la energía recuperada en las frenadas o el exceso aportado por la pila. Además hace falta electrónica de control para la pila y la batería. No obstante ya que el post va en parte de posibles baterías futuras potentes y muy capaces y mejor electrónica asumiré que todo este peso y volumen es sencillamente despreciable.

La energía específica del H2 es de unos 33,3 kWh/kg. Como ya vimos en ese post anterior las pilas de combustible más utilizadas en vehículos tienen un límite teórico de rendimiento eléctrico del 83%, y actualmente se encuentran entre el 50 y 60% siempre que trabajen a su potencia nominal. Así que tomemos un 65% como aproximación, un límite por encima del real actual. De esta forma tenemos que cada kg de hidrógeno nos proporcionará 21,645 kwh de energía eléctrica aprovechable. Luego necesitaremos 4,62 kg de hidrógeno en el depósito del vehículo para tener esos 100 kwh y poder recorrer esos 500 km.

Supongamos ahora que tenemos el hidrógeno almacenado a 700 bares, que parece ser la presión que se está imponiendo como estándar en todos los modelos “comerciales”. ¿Recordáis las leyes de los gases ideales? Presión por volumen es igual al número de moles por la constante R por la temperatura del gas, en grados Kelvin, por supuesto (0ºC son 273,15ºK).

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Usando la versión de la ecuación con la presión en atmósferas y el volumen en litros R es entonces 0,08206. A 25ºC (278,15ºK) un kilogramo de H2 (500 moles) a 700 bares (1 bar son 0,987 atms) ocupan un volumen de 17,71 litros, y a 50ºC (por seguridad), son 19,19 litros, por lo que tomaremos 20 litros por cada kilogramo de H2 por mayor seguridad. Nuestros 4,62 kgs de hidrógeno ocupan entonces como máximo 92,4 litros a 700 bares.

Desde luego es difícil y arriesgado por falta de datos precisos calcular lo que debe pesar y ocupar el conjunto de almacenamiento. Por poner un ejemplo del que he encontrado datos fiables, el Mercedes B-Cell almacena 3,7 kg en tres depósitos con un volumen interior total de 94 litros y 156 litros de volumen exterior. Así que en el B-Cell el espacio para el H2 supone el 60% del espacio ocupado por las bombonas del conjunto de almacenaje.

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En cuanto al peso hoy en día el H2 en los tanques de almacenamiento es alrededor del 2% del peso del tanque, así que el almacenamiento de 4,62 kg de H2 bien puede pesar unos 230 kg.

No obstante voy a asumir mejoras sobre esas cantidades tomando que en esta ocasión el volumen del H2 es el 70% del volumen total y que el H2 supone hasta el 5% del peso del conjunto. Eso nos da para el almacenamiento del hidrógeno un conjunto de 132 litros y 92,4 kgs de peso y junto a la pila de combustible, en total nuestro sistema ocupará 167 litros y pesará tan sólo 132,4 kg. Muy ligero y compacto en general. Ojalá fuera cierto.

Nuestro coche de baterías

Evidentemente como ambos coches deben pesar lo mismo y tener el mismo tamaño, sea cual sea el peso y volumen de la batería debería ser igual al del sistema de hidrógeno, muy especialmente el peso.

En primer lugar decir que lo mismo que he ignorado algunas cosas para el coche a pila de combustible, como la batería que hace de buffer y otros componentes auxiliares de la pila de combustible, en el eléctrico puro a baterías voy a ignorar el espacio y peso del cargador de a bordo, el que transforma de alterna a continua. Por simplificar.

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Bueno, al tajo con lo que nos ocupa. Meter 100 kWh en esos mismos 167 litros es hoy día un sueño. Para ello es necesario que el pack (no las celdas) tenga una densidad de energía de 599 wh/l. Suponiendo un ratio de volumen celdas/pack de 0,7, es decir, que las celdas ocupan el 70% del pack, lo demás es electrónica, soportes y refrigeración, tendremos que tener celdas con una densidad de energía de 856 wh/l. Eso es mejor que las Panasonic NCR18650B que llegan a los 750 wh/l, pero sin duda no parece una cifra complicada de alcanzar a corto-medio plazo o que puede haber sido ya alcanzada en algunos desarrollos.

Sin embargo para tener un pack de baterías de 132,4 kgs necesitamos un pack con una energía específica de 755 wh/kg y suponiendo un ratio celdas/pack en peso de 0,8 (alcanzado ya en ciertos desarrollos actuales), tendremos únicamente unos 105,92 kgs en celdas, y necesitaremos celdas de 944 wh/kg. Una cifra ya muy seria que queda todavía muy lejos de los 275 wh/kg aproximados de esas mismas NCR18650B de Panasonic. Hablamos de una mejora de un 343%. Las litio-azufre y otras químicas también podrían, en teoría, alcanzar esas cifras algún día, pero de momento reconozcamos que sólo podemos soñar con esa energía específica.

En cuanto a la potencia, con una potencia pico de motor de 125 kW el pack tendría que tener una potencia específica de celdas de 1.180 w/kg. Esta cifra ya la tenemos hoy día, e incluso bastante mayor en algunos tipos de baterías como por ejemplo las de A123 (B456 hoy día) sin ir más lejos, por lo que la potencia no sería un problema. Además las celdas de un pack de 100 kwh sólo tendrían que poder dar corrientes de 1,25 C para alcanzar los 125 kw.

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Una cosa curiosa es que en ambos sistemas la potencia depende de factores distintos. En el coche de la pila de hidrógeno la potencia depende en exclusiva de la potencia de la pila y el apoyo que proporcione su batería auxiliar. En el de baterías, cuanta más capacidad tenga el pack, más potente es. Un pack de baterías de 100 kWh podría alimentar sin problemas a un motor de 500 kw, en cambio el sistema de H2 que hemos diseñado no podría hacerlo con esa pila, necesitaría una 5 veces más grande y potente. O tirar mucho de su batería intermedia, con sus correspondientes limitaciones.

También se pueden dibujar unas gráficas con supuestos que igualan ambos sistemas para 500 km de autonomía pero que nos indiquen la evolución de volumen y peso de cada sistema para otras autonomías diferentes. Si de repente quisiéramos 1000 km (200 kwh), entonces el sistema de hidrógeno necesario pesaría 224 kgs y ocuparía 299 litros. En cambio con esas supuestas celdas de 856 wh/l y 944 wh/kg el pack de 200 kwh se iría a los 265 kg y 334 litros. El sistema de hidrógeno sería algo más compacto y ligero en esas condiciones. En cambio si buscamos los 300 km (60 kwh) de autonomía en el coche a pila de combustible el sistema pesaría 95 kg y ocuparía 114 litros con los supuestos anteriores mientras que con esas baterías sólo pesaría el conjunto 79 kg ocupando 100 litros. Las baterías serían algo más compactas y ligeras.

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De cualquier manera lo cierto es que cualquiera de esos dos sistemas es hoy día muy optimista, pero tal vez no podamos decir lo mismo dentro de 10 años.

¿Y el repostaje o la recarga?

Este es el caballo de batalla más mencionado en cuanto al “hidrógeno vs baterías” se refiere. Tesla ya ha demostrado que, precio y peso aparte, se puede hacer un coche a baterías real con unos 400 km de autonomía (a 120 km/h más bien unos 364 km). Parece claro que en algún momento, si abaratan el kwh y mejoran la energía específica, sacaran un pack más grande y alcanzarán realmente los 500 km a 120 km/h.

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Además Tesla ha demostrado que es posible recargar en menos de una hora esa tremenda batería en sus Supercargadores. De hecho cargando a los 135 kw de potencia previstos, esos 100 kwh teóricos se cargarían en 45 minutos. Pero también es cierto que con la infraestructura adecuada un coche de pila de hidrógeno sería capaz de repostar en 5 minutos o incluso menos.

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Así que para que nuestro coche a baterías de 100 kwh pueda recargar en 5 minutos, ¿que hace falta? Si nuestro coche aceptase recargas de 1,2 megavatios podríamos rellenar una batería de 100 kwh por completo en 5 minutos. Ahí es nada.

No parece muy realista, la verdad, aunque nunca se sabe. Y no por las baterías, ya que recargar a 1,2 megavatios una batería de 100 kwh es recargar cada celda a 12C, lo que técnicamente no es imposible. Las actuales SCiB de Toshiba pueden recargarse a 8C y eso en un pack de 100 kwh sería poder cargarlo a 800 kw, cargando los 100 kwh en unos 7,5 minutos. Y si recordáis hace ya tiempo vimos un avance con electrodos de óxido de vanadio y grafeno que permitían baterías capaces de descargarse y cargarse a potencias brutales de hasta 190C, lo que hace que 12C parezca bastante factible en un futuro relativamente cercano.

Otra cosa es que además para cargar a 1,2 megavatios, incluso a 1000 voltios eso siguen siendo 1.200 amperios. Aunque el coche aceptara 2000 voltios seguimos teniendo 600 amperios ¿Os imaginais el cable que hace falta para 600 amperios? No lo podríais casi ni mover. Probablemente tendría que enchufar la manguera algún tipo de brazo robot. La de Chademo ya es incómoda y solo necesita transportar 125 amperios.

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Y por último está la infraestructura, ya que no parece muy sensato pensar en electrolineras por doquier con puntas de varios megawatios. Pero si llegamos a ese punto de despegue de la movilidad eléctrica la solución serán las instalaciones con almacenamiento intermedio. Un sistema de gran capacidad de baterías (por ejemplo de flujo, inerciales, o de segunda vida) en una electrolinera podría absorber y almacenar energía de la red de forma moderada y constante en función de las previsiones diarias, por ejemplo a 50, 100 o 200 kw. Potencias muy asumibles.

Así desde el lado de la infraestructura la electrolinera es una carga constante que no plantea mayores problemas. En el momento de llegar un coche a la electrolinera a recargar es el sistema intermedio de almacenamiento quien vuelca la energía en el coche a la potencia necesaria. La red ni se entera. Esta clase de sistema tiene particularmente sentido si está bien dimensionado y conectado a una red inteligente, pudiendo además funcionar estas estaciones como respaldo o estabilizador de la red en puntas de consumo, o como depósitos en momentos valle.

Ya existen compañías que ofertan esta clase de soluciones en forma de trailers o contenedores para gestión de grandes cargas o almacenamiento de energía para redes de parques eléctricos. La tecnología desde luego ya existe y está comercializada, y su mercado crece cada año.

Ambri

Ambri tiene soluciones de almacenamiento ya en mercado

Bueno, me direis, pero todo eso será muy caro. Desde luego hoy lo es, y mucho, pero también las hidrogeneras lo son, y las estaciones de cambio de baterías. El tiempo y la economía tendrán la última palabra, desde luego.

De cualquier modo yo no creo que veamos cargas así de potentes fácilmente. No las veo realistas ni necesarias, así que desde ese punto de vista creo que el hidrógeno tendrá la partida ganada por mucho tiempo a no ser que el intercambio de baterías se convierta en algo estándar, cosa que dudo seriamente.

Intercambio de baterías de Tesla

Intercambio de baterías de Tesla

Sin embargo la recarga rápida en un futuro a medio-largo plazo a potencias de 200 kw sí parece más realista. Recordad además que es aconsejable parar cada dos o tres horas de conducción por lo que en una pausa de 15 minutos a 200 kw de potencia podríamos recargar hasta 50 kwh. Suficiente para más de dos horas en autopista, y a 200 kw la corriente de carga por celda en una batería de 100 kwh es de sólo 2C. Yo desde luego puedo vivir con eso sin problemas. Esos 200 kw empiezan a sonar cada vez mejor como potencia de compromiso.

Y fin…

En definitiva, ahí tenéis mis conclusiones y mis cifras, que son por supuesto muy opinables. Pero si algún día las baterías llegan a tener 944 wh/kg, 856 wh/l y llegan a admitir recargas sin problemas a 12C, técnicamente ya serán iguales a un muy buen sistema de pila de combustible de hidrógeno para autonomías de 500 km. Los costes ya son asunto para otro día. Que cada cual saque ahora las conclusiones que quiera, pero sed buenos y corteses ante todo. Al fin y al cabo, los dos son coches eléctricos.


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Energias renovables

27 Comment responses

  1. Avatar
    December 02, 2014

    Muy buen artículo David, como debe ser 😉

    En mi opinión se impondrá el sistema que tenga mejor publicidad y que logre el menor precio de compra, ya tengo comprobado que mucha gente sabe del hidrógeno y se les ha quedado a fuego sus 2 mejores bazas, autonomía y velocidad de carga, y sin embargo no saben que ya hay coches eléctricos circulando o bien se quejan de “autonomía” y “horas de carga”, hay muchísimos intereses en contra de los eléctricos puros y sinceramente creo que eso deja claro lo que puede pasar, es un juego donde se juega muy sucio, dando medias verdades en todo momento, las baterías puede que no avancen al ritmo que se espera (nunca lo han hecho) y sin embargo los que apuestan por el hidrógeno pueden ir tirando el precio aunque sea a base de ayudas de los estados, eso sumado a que parece ser que a todo el mundo le importa un pimiento el tema de la eficiencia… pues sinceramente, quizá estoy hoy muy pesimista pero yo veo claro que el hidrógeno se impondrá a la larga, aunque ahora mismo casi ni existan, además eso da tiempo a las grandes marcas para “vender todo el pescado” y amortizar al máximo los de combustión.

    Los eléctricos quedarán en lo que ahora son, un intento por salir al mercado con autonomías ridículas y que serán pisados por los de siempre, nuestras marcas de confianza, esas que quieren un escenario de revisiones periódicas y combustible con precio especulable. Solo me queda la esperanza puesta en Tesla, que lo hace todo muy bien, pero vuelvo a lo del principio, pregunta por la calle y casi nadie sabe que existe.

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      December 02, 2014

      Yo no estaría tan pesimista.

      ¿Alguien sabe cuantos km dura un motor a pila de combustible hoy en día?
      ¿Que precio costaría cambiar esta pila de combustible con un repuesto original?
      ¿Y si se estropea la batería que utiliza dicho vehículo a hidrogeno? ¿Que pasa si no tiene casi autonomía?

      ¿Y si tienes un accidente? ¿Que pasa con dicho deposito de hidrogeno?
      ¿La gente va a ser tan tonta como para pagar un coche más caro, con un seguro más caro y un combustible más caro para ser más guays que nadie?

      Sinceramente, las baterías de los VE están en su fase más corta de desarrollo, en cambio el VH lleva años en desarrollo y el rendimiento de este es tan malo o igual de malo que el de un vehículo a combustión actual.

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    December 02, 2014

    No tiene que plantearse como una disyuntiva de baterías o hidrógeno. Probablemente los dos sistemas convivan. Con los años se optimizarán, aumentarán su capacidad de almacenaje y velocidad de carga y en ese momento cada uno, dependiendo de sus necesidades, optará por uno u otro.
    Hoy día conviven sistemas sin ser necesario que el otro desaparezca (gasolina-gasoil, termos de gas-electricidad, cocinas de gas-eléctricas, etc.).
    Prefiero recargar mi coche todas las noches en mi casa sin tener que parar en ningún sitio a repostar. Si no tengo casa donde hacerlo es posible que mi sistema de transporte sea el coche a hidrógeno.
    Es cuestión de necesidades y prioridades. Si tengo que hacer 800 Km sin parar a repostar (no es lo mejor) mi sistema no puede ser (de momento) un coche eléctrico con baterías.
    Siempre tenemos la costumbre de adoptar el dualismo o maniqueísmo en muchos órdenes de nuestra vida y quizás el tema está mal enfocado desde el principio, como ocurre con este artículo. Nos hacen creer que es necesario elegir y que un sistema se imponga al otro y en realidad lo que quieren (los que escriben) es que nos enzarcemos en discusiones y entremos cuantas más veces mejor en el foro para que las cuentas les salgan cada vez mejor.

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      December 02, 2014

      Hola, 17870. Estábamos escribiendo a la vez. Estoy contigo en que el blog en el que estamos quiere visitas, cuantas más mejor, y que yo mismo he criticado en muchas ocasiones las noticias flojas que daban para un titular y poco más, a todas luces intrascendentes. En esta ocasión, creo que yerras porque un artículo como este, medio anclado en lo disponible hoy día con cada tecnología y tratando de vislumbrar el horizonte que nos depara, está muy acertado.
      Y no es moco de pavo enzarzarnos en una discusión, siempre constructiva, sobre el futuro energético del mundo. Esto no es decidir si jugamos a la ruleta o el black jack, nuestra civilización está sustentada en el petróleo y los poderes económicos no cederán fácilmente el cambio de sistema a menos que tengan controlado al sustituto del petra oleum.
      No hace falta leer mucho para darse cuenta de que todas las subvenciones y políticas energéticas de futuro se destinan a allanar el camino al coche de H2. No es el más eficiente, no es el recambio natural, es el recambio que pueden controlar.
      Mientras tanto, los Astérix de la movilidad nos quedaremos con nuestros eléctricos con baterías. No se fabricar H2, pero es muy fácil generar electricidad…

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  3. Avatar
    December 02, 2014

    Muy bueno el estudio, aún con las licencias tomadas para simplificar y aclarar conceptos, el mensaje llega claro. Lo bueno es que este juego de la oca está sucediendo en tiempo real, nosotros somos testigos y el tiempo dirá quién ha mentido, quién ha manipulado, quién ha apostado por la ficha ganadora…
    Me encantaría un artículo similar en el que tratáseis el tema energético, la eficiencia de ambos sistemas, el mantenimiento, la amortización… es algo así como una lucha entre las impresoras de tinta y las láser.

    Es triste que el único argumento en contra de los eléctricos puros es la autonomía. Todo lo demás es increiblemente favorable para ellos. Tal y como comentas, yo también puedo vivir con recargas a 200KW para viajes largos. Para el día a día, con un Schuko en el trabajo y un wallbox de 3,5KW en casa ya me basta por ahora.
    Con el H2 es justo al contrario. Todo son problemas excepto para repostar… (bueno, si obvias que no controlan la cantidad suministrada y el problema intrínseco de la manía que tiene el H2 por escabullirse y combinarse con oxígeno en cuanto puede).

    Enhorabuena por el artículo. Nos servirá de referencia a todos.

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  4. Avatar
    December 02, 2014

    En la ecuacción hidrogeno vs electricidad te falta la variable economía.

    Nunca el hidrogeno por muy barato que lo pongan va a ser más barato que la electricidad, eso sin contar que tu puedes generar tu propia electricidad, pero instalar un sistema de electrolisis en tu casa no es minimamente viable (economicamente)

    A la evolución de baterias, tienes que contar tambien con la evolución de los paneles solares y microinversores, que haran que no solo podamos recargar un coche sino tambien abastecer una casa a un coste inferior al de la red general, lo que hara (como esta pasando en australia), que cada vez más casas se desenganchen de las eléctricas y fabriquen su propio “combustible” tanto para el hogar como para su coche.

    Decidme como el hidrogeno, las eléctricas, los petroleros, pueden luchar contra eso por mucho dinero, en publicidad, engaños, sobornos a gobiernos podran luchar.

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  5. Avatar
    December 02, 2014

    En ingeniería hay dos premisas importantes a la hora de diseñar y poner en marcha sistemas:

    -Una bastante importante: A igualdad de condiciones, quédate con el sistema que no use gas a presión, o al menos el que use menos presión.

    -Otra que es fundamental: A igualdad de condiciones, prevalece el sistema más rentable. Siempre.

    Muy mal se le tiene que dar al coche eléctrico en el futuro para no ser la opción mayoritaria, si no la absoluta.

    Saludos

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      December 02, 2014

      No podrías tener mas razón, Hudson.

      Pero lo cierto es que en el mundo no mandan los ingenieros, si no los “contables”.
      Y las masas ignorantes, aborregadas y demasiado mandrosas u ocupadas para salir de su ignorancia se limitan a creer ciegamente a dichos “contables”.

      Una pena.

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    Nada mas viendo el volumen que ocupan todos los elementos de la pila de H2 , volumen y peso mejor dicho y limitacion de potencia se me quitan las ganas de si quiera aceptarlos si me los regalasen xD eso sin contar con la presion a la que van los tanques de H2 , antes preferiria un coche a GNC (y ya de por si los depositos de GNC en coches te roban maletero y no me hacen mucha gracia, los veo mas para buses , furgos y camiones).

    PD Hudson gracias por esas premisas, la del coste la tenia clara y la del gas a presion es de logica tambien xD (pero menos mal que aparecio Tesla y Nissan , sino no se que hubiese pasado en serio).

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  7. Avatar
    December 02, 2014

    Yo el tema de usar H2….pues lo veo como lo que es: un híbrido. Combina un “motor” de H2 con un sistema de baterías. Ya sólo con esto, está claro que nunca se podrá comparar con un eléctrico puro. Como ya se dijo más arriba, la única ventaja es la recarga “rápida”, y tan sólo en mantenimientos de una y otra opción, la balanza “rentabilidad” se inclina claramente del lado del EV.

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  8. Avatar
    December 02, 2014

    David, este artículo es de lo más tramposo. Partiendo de premisas falsas te puedes inventar lo que quieras. Aquí te inventas un sistema de hidrógeno casi ideal, con una eficiencia del 65%, algo que veo factible, pero con una reducción de peso y volumen de los tanques que me parecen casi imposibles. Pero incluso aceptando eso, ignoras que existen otros tipos de baterías.

    Hay baterías de flujo que puedes repostar el electrolito en 5 minutos, como si llenaras el depósito de gasolina. Si eliminamos el factor económico también podemos usar las baterías de aluminio de Phinergy, con apenas 100 kg puedes recorrer 1.600 km! Luego la cambias por una nueva y 1.600 km más. Con esas dos ya te cargas la supuesta ventaja del repostaje y de la autonomía del H2.

    Encima, cuando te inventas la baterías “ideales” le metes un sistema de refrigeración, que aumenta el peso del conjunto, cuando ya existen tipos de baterías que no necesitan refrigeración alguna. ¿Como sabes tú que se puede reducir el peso de los tanques de H2 casi a la mitad y no se desarrollarán baterías tan estables que no necesiten refrigeración?

    Has hecho un artículo totalmente subjetivo y parcial, tomando solo aquello que te interesa. Este es el problema de inventarse artículos, todo es falso y especulaciones sin sentido.

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      December 02, 2014

      ¿pero tu que artículo has leido? yo lo que he leido, entiendo que el autor intenta entrever las posibilidades futuras de ambas tecnologías. Si crees que hay que hacer alguna aportación al mismo, yo por lo menos estoy interesado en ellas 🙂

      Las baterías esas de flujo ¿que problemas tienen para no estar más presentes en el EV? ¿factor de precios o de pesos?

      En el tema de la refrigeración de baterías, estoy de acuerdo en que existen modelos que no la necesitan, ¿pero no sería ventajoso su uso para prolongar la vida de las mismas?

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        December 02, 2014

        En primer lugar, sobre la refrigeración de baterías, ¿para qué vas a poner una cosa que no necesitas?

        En segundo lugar, el artículo especula sobre un futuro que no existe. Plantea una pila de H2 muy buena con unos tanques estupendos. Entonces yo también puedo plantear que en un futuro existan otro tipo de baterías con características diferentes, como las de flujo, que te permiten recargar en 5 minutos. Si ahora las de flujo no son viables para el coche es por su baja densidad de energía por volumen. ¿Pero intentamos comparar tecnología de ahora con una de un posible futuro? Quizás en un futuro las de flujo sean la rehostia.

        Es más, si obviamos el coste económico y la infraestructura, como hace el artículo, hoy puedes hacer coches eléctricos con 500 km de autonomía con una batería de sólo 40 kg! Eso sí, a la hora de repostar tendrás que ir a la “gasolinera” para cambiar esa batería por otra. Sería como cambiar una maleta pesada por otra y para eso no se tarda más de 5 minutos. Me refiero a las baterías de aluminio, que tienen una energía específica de 1300 wh/kg. Eso es hoy, y no en un futuro que quién sabe cuando llegará. ¿Cuándo va a salir una pila de H2 que iguale eso? Si ahora no se usan masivamente las de aluminio es por coste e infraestructura. ¿Lo obviamos o lo tenemos en cuenta?

        Digo yo que si obviamos algunas variables para el H2 también las podemos obviar para el resto. ¿O sólo aplicamos las reglas para lo que nos interesa? He aquí por qué veo absurdo este artículo.

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          December 02, 2014

          Estimado Marc, evidentemente siempre que se escribe un post tan personal habrá a quien no le guste. Habría pensado en recibir críticas por ser parcial hacia las baterías, pero no al revés. Supongo que eso significa que he tenido más exito del que pensaba tratando de ser algo imparcial. Si lees mi antiguo post acerca del a eficiencia del hidrógeno creo que las dudas se te irán.

          De todas formas me pego la mitad del post hablando de la recarga rápida de baterías, así que creo que queda clara mi postura.

          Pero yendo al grano, según tu planteo una pila tan buena y unos tanques estupendos y luego no hago lo mismo con la batería.Pero un fan del hidrógeno podría argumentar con eso en mente que por que no planteamos una mejora aún mayor de la pila y de los depósitos fantaseando con los nanotubos de carbono, pasando el H2 a ser el 80% en peso y volúmen. O del uso de hidruros metálicos de alta eficiencia, pasando el hidrógeno a un estado de almacenamiento sin presión, similar a las baterías de flujo.

          Si lo ideal es para todos, entonces es para todos. ¿no?

          Pero en cuanto a mis premisas para la batería, por mucho que mejoren necesitaran estar encapsuladas, protegidas, controladas por un BMS, y quizás, aisladas termicamente o refrigeradas. Creo que el 80% es un buen compromiso a pesar de todo.

          De baterías de flujo, ¿he hablado yo de químicas? Tu mismo reconoces que tienen una baja energía específica. Si algún día llegan a la energía específica que calculo aquí, seguirán siendo una solución válida para mis conclusiones.

          Las de aluminio, tienen tantos problemas y barreras que superar hoy día que antes creeré en las litio-aire, y no me fio mucho de ellas aún. De todas formas son una forma de intercambio de baterías, y si crees que algo así triunfará, siento decirte que estas equivocado. El tiempo lo dirá.

          Por ultimo, por si quedan dudas, estoy convencido que las baterías se impondrán. En mi caso hay un vehículo con 24 kwh aparcado en mi garaje que es prueba de mi fe en ellas.

          Un saludo

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            December 03, 2014

            Hola, David, en primer lugar, gracias por responderme. Intenté ser breve, pero no me salió.

            Decirte que las baterías de aluminio lo puse como ejemplo de baterías de poco peso con las que puedes hacer más de 500km y que ya existen. A lo que respecta peso y volumen, son mucho mejores que el futuro sistema de H2 que has propuesto, pero sólo si no se tienen en cuenta los costes, claro. Serian como baterías desechables. (No creo que sean el modelo a seguir).

            Lo que cuestiono es si tiene sentido hacer esta comparación en los términos que lo has hecho, descartando el aspecto económico, entre otros. Mi conclusión es: no. De nada sirve un sistema compacto y eficiente, sea batería o H2, si los costes son inasumibles.

            Estás intentado comparar dos cosas con tecnologías futuras, las cuales ni siquiera sabemos si las llegaremos a ver, y eso es muy flexible. Quizás las baterías futuras irán integradas en la carrocería, quizás se reduzca espectacularmente el volumen de los tanques de H2, quién sabe. También fuerzas la comparación igualando peso y volumen de ambos, cuando sería más interesante igualar costes. Pero hablando de cosas futuras es difícil de hacer.

            ¿Te imaginas comparar el coche de gasolina con el de hidrógeno? Pero el motor de gasolina futuro tiene un 10% más de eficiencia y el peso y volumen es el 80% del actual. Y además, que el conjunto motor/depósito debe ocupar el mismo peso y volumen, y tener la misma autonomía en ambos casos. Se puede hacer, claro, pero bajo ciertas premisas es hacer trampa.

            Si hubieras hecho la comparación con las pilas de hidrógeno actuales, que se supone que ya hacen 500 km, nos hubiera servido para saber en qué punto están las dos tecnologías. Pero al hacerlo sobre una especulación futura, todo se queda en humo. ¿Por qué una pila de H2 con 65% de eficiencia? ¿Por qué no 60%, o 72,53%, o 80% como dijiste? Cada vez el resultado habría sido distinto. Es muy subjetivo. Intentas hacer proyecciones realistas, pero sin costes ni tiempos eso queda algo insustancial.

            David, siento toda esta crítica porqué sé que te has pegado un currazo impresionante con este artículo. Pero considero que las dos cuestiones esenciales del coche eléctrico son el precio y la autonomía. Lo demás, el peso del coche, su potencia, el tipo de recarga, el confort… eso es más flexible.

            Una cosa más. No estoy en contra del H2, sólo creo que aún debe evolucionar mucho más. Ojalá substituya la gasolina en los casos que no sirvan las baterías. Al final de todo no importa cual tecnología es mejor, al final se impondrá la más económica y rentable.

            Un saludo.

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      December 02, 2014

      Yo entiendo que precísamente establece unas premisas más favorables para el hidrógeno precísamente para ver que, incluso así,, la cosa no está decididamente por el hidrógeno.

      En los comentarios se ha dejado notar múltiples factores que, en efecto, todo parece indicar en favor de la batería.

      Respecto a las baterías de flujo, tengo dudas de que puedan tener la densidad de almacenamiento energético adecuado. Sin embargo, serían un recurso esencial en las estaciones de recarga para hacer ese almacenamiento en estación, para poder descargar lentamente de la red y suministrar a gran potencia al coche.

      Respecto a los grandes amperajes, creo que la solución es olvidarse de la manguera como sistema de recarca ultrarrápida, y usar un sistema de enganche de gran sección ultraoptimizado, en el subsuelo del coche. Aplicar un mecanismo similar al de sustitución de batería, pero para enganche automatizado de unas placas, probablemente de enganche magnético, para pasar luego una cantidad de electricidad enorme para cargar las baterías en minutos.

      En una superficie de un metro cuadrado en el subsuelo del coche, fíjate si no hay sección para pasar electricidad a lo bruto.
      Pero claro, la estación debe ser bastante más compleja. Con un sistema de enganche con hidráulicos, para permitir desplazarse y buscar la posición exacta de enganche con marcas de referencia, retiro automático de una cubierta de protección, fijación magnética al sistema de enganche,, testeo de la resistencia eléctrica de las superficies de contacto, etc. etc.

      Pero a poco, me parece más sencillo que el mismo cambio de baterías. Y no genera los problemas sobre la propiedad y el estado de las mismas.
      También está el problema de solventar el sobrecalentamiento de la carga a tal velocidad. El sistema de refrigeración necesitaría un sistema de apoyo en el mismo mecanismo de enganche para evacuar tal cantidad de calor (Ej: zonas especiales de transferencia de calor por el que el sistema de carga enviará aire frío a presión).

      La carga a poste es mucho más sencilla. Y la infraestructura más barata. Pero la carga ultrarrápida puede hacerse contra estaciones especiales, más caras.
      Si quieres carga rápida, lo pagas.

      Si no, pues poste de carga lenta y a echarle horas (anda que no se va a comer horas muertas el coche para el uso diário). O en casa, con tus propias placas solares.

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    December 02, 2014

    Creo que la cuestion es que los ciudadanos no permitamos que nos controlen y dominen las elites. Conseguido esto dará igual hidrogeno o electrico puro. Mientras tanto el vehiculo electrico puro es la forma de quitarnos el control de encima.

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    December 02, 2014

    Mi mas sincera enhorabuena por tu trabajo David. Echaba de menos un artículo tan serio y elaborado como este. Me ha encantado. Más tarde pondré mi opinión. Ahora sólo tengo tiempo para felicitarte.

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    December 02, 2014

    Otro factor que no has tenido en cuenta en el estudio es que el estado de la pila de combustible está perdiendo rendimiento alrededor del 10% después de sólo 2.500 horas, por lo que al final de su vida util que esta en unos 10 años, tu coche no tendra ni la mitad de autonomia que cuando lo compraste.

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    December 03, 2014

    Gran artículo David. Me alegro de que vuelvas a publicar artículos de elaboración propia después de tanto tiempo…. ¿un año?

    Desde el principio del artículo se explica que en la comparativa se obvian aspectos como la eficiencia y los costes (que ya se analizaron en otro artículo), por eso me parece que están de más algunas de las críticas de los comentarios. Sería bueno leer bien antes de emitir juicios apresurados.

    En cuanto al contenido en sí, yo consideraría la posibilidad de una vía intermedia, la utilización del H como extensor de autonomía. Me explico, en los coches a H es necesaria la existencia de potentes baterías para la frenada regenerativa y para alimentar suficientemente al motor en las aceleraciones. De hecho, el Hyundai ix35 Fuel Cel tiene una batería de nada menos que 24 kWh. Con un poco más de batería y siendo enchufable, se podría poner una pila de H más pequeña y menos depósitos de H. Tendriamos un EV con toda su eficiencia y bajo coste de utilización, pero con un extensor de autonomía a base de H, factible en lugares como California o Japon, con una abundante red de hidrolineras previstas. El único inconveniente es que el sistema sólo sería viable en estos lugares y con vehículos premium, pesados y caros.

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    December 03, 2014

    Esto es un articulo, david. bravo!!

    no obstante, como tu bien dices, es muy teorico, y obvias muchisimas variables que afectarian mucho en todos los supuestos que comentas. No obstante como ejercicio teorico es muy didactico.

    Por otro lado sigo viendo muchisimas complicaciones en el hidrogeno, lo siento. No entiendo esta moda ahora del hidrogeno, que tiene mas inconvenientes que ventajas. Me parece una tecnologia viable para grandes instalaciones industriales fijas, pero no para la automocion. Requiere mucha complejidad para instalar en cada vehiculo, cuando un vehiculo electrico puro es la sencillez llevada al extremo. Es el coche del scalextric en la calle. Solo necesita un poco mas de desarrollo en las baterias, que estan viviendo su fase embrionaria en la automocion. Nadie recuerda hace tan solo 20 años motores diesel de 2.5 con 60 cvs de potencia..? fijaos en los modernos 1.6 tdi de mas de cien cvs…

    Ojala me equivoque y el hidrogeno sea una revolucion que nos cambie la vida pero me da la sensacion de que es solo cambiar de lobby.

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  14. Avatar
    December 03, 2014

    Lo que está claro es que las dos tecnologías convivirán, no se quedará con el mercado ni la una ni la otra sino que cada cual con su porción de mercado. ¿conoceis la mecánica de un motor de combustión? Infinitamente compleja y precisa. Valvulas, arbol de levas, balancines, taqués, sistema de inyección, bomba de alimentación, bomba de agua, aceite supermegaguay, cigüeñal… ¿y la mecánica del motor eléctrico? Estátor Rótor y dos rodamientos. Vamos que no me pueden decir que el eléctrico es mas caro que el térmico, vaya, que no. Incluyendo la batería el eléctrico saldrá mucho más económico que el térmico. De aquí sacamos dos conclusiones. El sustituto del térmico tiene muchas posiblilidades de que sea el Hidrógeno por cuestión de autonomía ilimitada. Ahora bien, el coche económico será el de batería con recarga al 95% o 100% en casa. Si recargas fuera de casa te clavan mas que con la gasolina. De modo que en mi opinión el de batería se quedará al menos a medio plazo para autonomías de 120km/h de 200 o 250 km y una vez alcanzadas esas autonomías triunfará el que reduzca el peso-consumo y por supuesto el precio. Resumiendo: autonomía ilimitada a precio de oro->Hidrógeno. Autonomía 200Km precio chollo con recarga en casa->baterías.

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  15. Avatar
    December 03, 2014

    Yo creo Gabriel que se impondrá el eléctrico con una relativamente rápida evolución de las baterías, pero obviamente, es solo una opinión. La verdad sobre el futuro no la sabe nadie.

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    December 03, 2014

    Muy buen articulo David.

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    December 04, 2014

    Desarrollo hipotético y simplista no trasladable al mundo real, con hipótesis y planteamiento muy favorables al hidrógeno eludiendo variables muy importantes como:

    .- Economía, eficiencia y seguridad
    .- Ambientales
    .- Intereses en juego de empresas, la oportunidad de implantación, y los intereses políticos.

    No se pueden tratar por separado cada una de esas variables porque se interrelacionan y el resultado parcial resulta erróneo.

    Buen desarrollo técnico con resultados conformes para las hipótesis supuestas.

    De lectura única y exclusivamente para personas con conocimientos suficientes, que puedan interpretar lo que se quiere demostrar, pero utilizable en contra por una gran mayoría al partir de supuestos prácticamente inalcanzables para el hidrógeno, llevado al terreno del hidrógeno y obviando el peso del estado actual de la tecnología, además de la ausencia de las variables fundamentales mencionadas anteriormente, y meta de coche hipotético de partida erróneo.

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  18. Avatar
    December 08, 2014

    Pues mi opinión es clara y sencilla las 2 tecnologías se van a desarollar y comercializar eso es indudable y será una competencia sana, puede ser en diferentes aspectos del transporte de personas mas el eléctrico y de carga mas hidrogeno pero estamos en el inicio de una nueva era y cada año vamos a acelerar el proceso de evolución,si debo escoger por mi necesidad apoyare el VE porque creo en las nuevas baterías de grafeno dentro de unos 5 años.

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  19. Avatar
    February 05, 2016

    Visto este párrafo de este artículo de hace un año:
    “…si algún día las baterías llegan a tener 944 wh/kg, 856 wh/l y llegan a admitir recargas sin problemas a 12C, técnicamente ya serán iguales a un muy buen sistema de pila de combustible de hidrógeno para autonomías de 500 km.”

    Ya se que es bastante casual, y no me creo lo de grabat, pero eso es prácticamente lo que anuncia Grabat, con la excepción de algo menos de densidad volumétrica. Que curioso.

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