Roman GłogulskiUn estudio realizado por un grupo europeo de expertos en descarbonización de vehículos pesados tiene como objetivo comparar y simular diferentes escenarios. Un aspecto de este estudio es el análisis de las suposiciones respecto al mantenimiento de camiones impulsados por celdas de combustible de hidrógeno. A menudo, se descubre que ciertas suposiciones son poco confiables después de un análisis detallado, a pesar de considerarse creíbles.
Un camión impulsado por celdas de combustible es básicamente un vehículo eléctrico con un módulo adicional de propulsión basado en celdas de combustible de hidrógeno. Esto significa que la conducción eléctrica funciona en base a baterías, un sistema de carga eléctrica sin partes móviles, una unidad de gestión de energía y un motor. Los sensores, el control por ordenador y otros componentes tienen muy pocas partes móviles y requieren un mantenimiento poco frecuente. Esto ha sido confirmado por estudios sobre vehículos eléctricos basados únicamente en baterías.
Dado que los vehículos de celdas de combustible son híbridos de hidrógeno-eléctrico, también incluyen tanques de hidrógeno avanzados con una presión de 700 atmósferas o tanques incluso más complejos para hidrógeno líquido con sensores de presión y sistemas de seguridad. El sistema de dispensación de hidrógeno debe ser capaz de manejar cambios significativos de presión en el caso de tanques presurizados o cambios de volumen grandes, y por lo tanto presión, en el caso de calentar el hidrógeno líquido para convertirlo en forma gaseosa. Además, estos vehículos enfrentan importantes desafíos en la gestión de la temperatura, lo cual requiere sensores y componentes de temperatura, así como celdas de combustible caras y de duración limitada que requieren hidrógeno y aire limpios. Como resultado, también se requiere un sistema de admisión de aire y filtración, así como un sistema de escape para eliminar el vapor de agua resultante de la reacción del hidrógeno con el oxígeno, sin riesgo de que se congelen los conductos.
Es claramente evidente a partir del diagrama que muestra el sistema de gestión de aire en los vehículos de celdas de combustible que los elementos adicionales de estos vehículos son complejos. Hay muchos puntos de falla potenciales y componentes que requieren un mantenimiento regular.
El ejemplo más cercano son los vehículos híbridos eléctricos. Los datos sobre automóviles de pasajeros muestran que los costos de mantenimiento de los vehículos híbridos son significativamente más altos que los de los vehículos basados únicamente en baterías y similares a los costos de mantenimiento de los vehículos con motores de combustión interna.
En un estudio realizado por el Consejo Internacional de Transporte Limpio sobre el sector del transporte, que comparó los costos de propiedad de diferentes tipos de vehículos, se tuvieron en cuenta mejoras en los costos de mantenimiento de camiones impulsados por celdas de combustible de hidrógeno, pero no se observó ninguna mejora para los vehículos eléctricos de batería. La hipótesis asumió que los vehículos de largo alcance y servicio pesado, el único segmento en el que algunas organizaciones todavía tienen esperanza en la tecnología de celdas de combustible, tendrían costos de mantenimiento casi idénticos a los vehículos eléctricos de batería después de 2030, así como costos de mantenimiento inmediatos comparables a los vehículos diésel.
Todos los datos se proporcionan en euros por cada 100 kilómetros.
Al revisar este estudio inicialmente, hubo cierta sorpresa en considerar la madurez de la tecnología de celdas de combustible, especialmente teniendo en cuenta que los autobuses de celdas de combustible se han probado en todo el mundo desde 2000 y las carretillas elevadoras de hidrógeno incluso durante más tiempo. En comparación, los camiones y autobuses eléctricos de batería son relativamente nuevos.
Sin embargo, surgen dudas sobre las razones por las cuales todos creen en los bajos costos de mantenimiento de los camiones impulsados por celdas de combustible.
He hablado con varias personas y recopilado datos informales sobre los costos de mantenimiento. El transportista local Pau en Francia retiró sus autobuses de hidrógeno en 2023 después de cuatro años de funcionamiento, admitiendo que los costos de mantenimiento eran excepcionalmente altos y mantenerlos en funcionamiento planteaba constantes desafíos.
«Nuestras estaciones de servicio tuvieron más problemas de los que esperábamos y los autobuses tuvieron muchas averías menores. ¡Paso las tres cuartas partes de mi día allí, aunque sea solo una de las 17 líneas!» dijo un representante de la compañía de gestión de flotas.
Experiencias similares de mayores costos de mantenimiento ocurrieron en Whistler, Columbia Británica, muchos años antes, según lo confirmado por los datos obtenidos de Ballard Power Systems.
Según la compañía canadiense Ballard Power Systems, que produce motores para vehículos de celdas de combustible, el mantenimiento de los autobuses de hidrógeno en Whistler costó $1.34 por kilómetro en comparación con los 65 centavos por kilómetro para los autobuses diésel.
Dos transportistas diferentes, separados por muchos años y un océano, tuvieron experiencias idénticas con autobuses de diferentes fabricantes. Pero estas son solo historias anecdóticas. Si esta fuera la única información disponible, se podría descartar como algunas malas experiencias.
Sin embargo, cuando el director de ventas de vehículos ferroviarios de la empresa alemana Stadler habla sobre los trenes de hidrógeno, me pregunto cuál es la verdad realmente.
«Además, los sistemas de propulsión de celdas de combustible requieren costos de mantenimiento significativamente más altos que las baterías solas, que deben reemplazarse en promedio cada tres años (…). Debido a la presencia de un tanque de hidrógeno, el mantenimiento es naturalmente más complejo que para los trenes de batería», explica Obst. «Los trenes de hidrógeno también requieren baterías como fuente de alimentación de emergencia».
Por lo tanto, cuando vi que el estudio que estoy revisando asume costos de mantenimiento muy bajos, presenté esta información y sugerí que los costos de mantenimiento presumiblemente casi idénticos no son apropiados. El investigador principal me remitió a la fuente, así que la revisé. Resultó ser un grupo de investigación alemán que realizó un estudio en la misma dirección que el que revisé hace unos meses.
Este estudio, traducido utilizando un sitio web muy útil que continuamente me pide donaciones, es el informe del taller «Cambio de propulsión de vehículos comerciales: Formas de descarbonizar camiones más exigentes con énfasis en la electrificación» de 2020 de la Plataforma Nacional Alemana de Movilidad.
Comencé a leer con la esperanza de encontrar referencias a investigaciones y análisis empíricos. Sin embargo, resultó que tres investigadores de dos instituciones – Wolfgang Schade de M-Five y Patrick Fieltsch y Heike Flamig de Haus der Technik – participaron en este proyecto.
Preguntas frecuentes (FAQ) basadas en los principales temas e información presentada en el artículo:
1. ¿Qué es un camión impulsado por celdas de combustible?
Un camión impulsado por celdas de combustible es un vehículo eléctrico que utiliza hidrógeno como fuente de energía a través de la conversión de hidrógeno y oxígeno en la celda de combustible, generando energía eléctrica.
2. ¿Cuáles son los principales desafíos relacionados con el mantenimiento de camiones impulsados por celdas de combustible?
Estos vehículos tienen muchos elementos complejos como tanques de hidrógeno avanzados, sistemas de dispensación de hidrógeno, gestión de temperatura y filtros de aire que requieren mantenimiento regular. También tienen altos costos de reemplazo de combustible.
3. ¿Cuáles son los datos sobre los costos de mantenimiento de camiones impulsados por celdas de combustible en comparación con otros tipos de vehículos?
Los estudios indican que los costos de mantenimiento de los camiones impulsados por celdas de combustible son más altos en comparación con otros tipos de vehículos, como los vehículos diésel y los vehículos eléctricos de batería.
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