Los esfuerzos de hidrógeno limpio están ganando impulso a medida que los países apuntan a emisiones de carbono más bajas. Los vehículos de hidrógeno proporcionan una solución complementaria a corto y mediano plazo para la descarbonización, pero para que los vehículos de hidrógeno alcancen la adopción convencional, hay desafíos que deben abordarse.
Lucintel entrevistó a más de 30 actores clave en la industria para recopilar estas ideas
Los vehículos de hidrógeno son prometedores para un futuro de transporte limpio, pero enfrentan varios desafíos que obstaculizan la adopción generalizada. Algunos de los principales desafíos se enumeran a continuación:
Fig. 1: Desafíos principales en el vehículo de hidrógeno
de alto costo
de los tanques de hidrógeno y los vehículos eléctricos de celdas de combustible (FCEV) ha sido un desafío significativo en comparación con los vehículos tradicionales del motor de combustión interna (ICE)
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Altos costos de fabricación : la tecnología de las celdas de combustible y los tanques de almacenamiento de hidrógeno son caros de producir debido a la ingeniería compleja y materiales especializados. Esto se traduce en altos costos iniciales para vehículos de hidrógeno en comparación con la gasolina o incluso los vehículos eléctricos.
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Costo de reabastecimiento de combustible: El costo del hidrógeno es muy alto que cae en alrededor de $ 36/kg (en las principales estaciones de California) y, por ejemplo, el Toyota Mirai posee 5.6 kg de hidrógeno, por lo que el costo total de llenar un tanque es de alrededor de $ 200.
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Economías de escala limitadas: en comparación con los vehículos de gasolina o eléctricos tradicionales, los volúmenes de producción de vehículos de hidrógeno son mucho más bajos. Esto dificulta que los fabricantes alcancen economías de escala y reduzcan los costos de fabricación.
Problemas con la infraestructura
Hay una falta de estaciones de reabastecimiento de combustible de hidrógeno en varias ciudades. Los centros de hidrógeno eliminarán la inversión y habilitarán la producción a gran escala para redes de hidrógeno limpias
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La escasez de estaciones de reabastecimiento de combustible de hidrógeno: la falta de estaciones de reabastecimiento de combustible de hidrógeno fácilmente disponibles crea una barrera importante para los consumidores. Las largas distancias entre las estaciones y los largos tiempos de reabastecimiento de combustible en comparación con la gasolina son inconvenientes significativos.
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Alta inversión de infraestructura: construir una red de reabastecimiento de combustible de hidrógeno generalizado requiere una inversión significativa en desarrollo de infraestructura, instalaciones de almacenamiento y logística de transporte.
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Hidrógeno verde frente a gris vs azul: las tres posibilidades para las estaciones de alimentación de hidrógeno son SMR (hidrógeno gris), electrolizeros (hidrógeno verde) y SMR con captura de carbono (hidrógeno azul). El sistema que utiliza la mayoría de las estaciones de reabastecimiento de combustible en este momento es SMR (Reforma de metano de vapor), que es una forma de obtener hidrógeno del metano de gas natural, y aunque este es el método más barato para producir hidrógeno y aún es mejor para el medio ambiente que el hielo todavía libera dióxido de carbono en el medio ambiente. La opción ambientalmente ideal sería el electrolizado, pero la tecnología sigue siendo muy costosa y necesita un poco más de inversión. Le preguntamos a un socio en Element One (fabricante de electrolyzer) cuál es el costo de hidrógeno de un electrolyzer actualmente y respondió: "Depende del costo de la electricidad, pero en general, si se trata de aproximadamente 10 centavos por kilovatio hora solo para producir el hidrógeno, será aproximadamente $ 5 por kilogramo. Luego, hay costos adicionales asociados con los costos y cosas así, y por lo tanto, por lo tanto para obtener el precio, serán un hidera verde, lo que será un sistema de hidrógeno verde. Ejemplo, que podemos amortizar ese costo durante un largo período de tiempo, y luego también podríamos obtener el subsidio de $ 3 por kilogramo del gobierno de que podemos generar el costo del hidrógeno mucho más bajo que eso.
Desafíos técnicos
Las pilas de celdas de combustible deben resistir las condiciones de funcionamiento duras, incluidas las variaciones de temperatura y humedad, así como la degradación química, al tiempo que mantienen el rendimiento a lo largo de su vida útil operativa. En segundo lugar, el hidrógeno es un gas altamente inflamable, y el manejo seguro y el almacenamiento de hidrógeno generado a partir de la electrólisis es un desafío
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Durabilidad de las celdas de combustible: si bien las celdas de combustible han mejorado, su durabilidad y rendimiento a largo plazo sobre los ciclos de uso extendido necesitan un mayor avance.
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Almacenamiento de hidrógeno: almacenar suficiente hidrógeno a bordo de un vehículo para un rango de conducción práctico sigue siendo un desafío debido a la baja densidad de energía del gas de hidrógeno. Esto puede limitar la usabilidad de los vehículos de hidrógeno para viajes de larga distancia.
¿Demasiada competencia?
Los vehículos de hidrógeno enfrentan una dura competencia de vehículos de batería.
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Avances en la batería de vehículos eléctricos (BEV): el rápido progreso en la tecnología de la batería y la caída de los costos de la batería hacen que BEVS sea un fuerte competidor en el mercado de vehículos de emisión cero. Actualmente, BEV ofrece costos iniciales más bajos en comparación con los vehículos de hidrógeno y una mayor inastructura existente para el reabastecimiento de combustible. Si bien los vehículos de hidrógeno se pueden reabastecer en aproximadamente 3-5 minutos, similar a los automóviles de gasolina, que es significativamente más rápido que cargar BEV, la infraestructura de carga de BEV se está expandiendo rápidamente, con una red mucho más grande de estaciones de carga pública y privada en comparación con las estaciones de reabastecimiento de combustible de hidrógeno.
· Eficiencia energética: los FCEV tienen un rango de conducción más largo (superior a 300 millas en un solo tanque) en comparación con los BEV, pero los BEV son aún más eficientes energéticamente en un pozo a la rueda, ya que la electricidad se puede usar directamente para cargar la batería con una pérdida de energía mínima.
Otros desafíos
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Percepción del consumidor: los vehículos de hidrógeno son una tecnología relativamente nueva, y la conciencia del consumidor y la comprensión de sus beneficios y limitaciones deben mejorar.
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Incentivos gubernamentales: apoyo gubernamental e incentivos para el desarrollo de vehículos de hidrógeno, la construcción de infraestructura y la adopción del consumidor pueden afectar significativamente el crecimiento del mercado.
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