La furgoneta «híbrida» de Stellantis: hidrógeno y batería

[JoseMGarcia77]

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La furgoneta «híbrida» de Stellantis: hidrógeno y batería
Javier Moltó

Stellantis, la empresa surgida de la fusión de FCA y PSA, ha anunciado la próxima comercialización de una furgoneta con sistema de suministro de energía híbrido, enchufable, sin motor de combustión. El concepto es similar al de los coches híbridos enchufables que conocemos en la actualidad, pero el motor de combustión y la gasolina han sido sustituidos por una pila de combustible y unos depósitos para almacenar hidrógeno. La pila de combustible no sustituye al motor de combustión. Sirve únicamente para producir electricidad.

Los coches que utilizan hidrógeno, como concepto, son similares a los submarinos nucleares, llevan incorporada dentro del vehículo una planta de producción de electricidad. En el caso de los submarinos, o de los portaaviones, esa planta de producción de electricidad utiliza combustible nuclear. En los coches de hidrógeno, o en los trenes que ya se están produciendo, el combustible es hidrógeno y la planta de producción de electricidad es la pila de hidrógeno, en el que el hidrógeno, junto con el oxígeno del aire, se transforma en agua y electricidad.

Se trata, por tanto, de un híbrido diferente a los que conocemos en la actualidad, porque hasta la fecha todos los híbridos tenían dos tipos de motores: uno eléctrico y otro de combustión interna. Por tanto, no se trata de un sistema híbrido de transformación de energías para producir movimiento, sino de un sistema híbrido de transformación de energía para producir energía eléctrica.

Estructura del vehículo comercial de Stellantis con batería y pila de combustible
La pila de combustible y el motor eléctrico van situados donde tradicionalmente han ido colocados los motores de combustión interna, la batería, bajo los sientos y los tres tanques que almacenan el hidrógeno van situados horizontales en la base de la plataforma.
Datos técnicos del sistema de almacenamiento y propulsión

Pila de combustible
Tipo Celdas de polímero sólido (PEM)
Potencia máxima (kW / CV) 45 / 61
Masa máxima de hidrógeno almacenado a 700 bar (kg) 4,4
Batería
Tipo Ion litio
Potencia (kW / CV) 90 / 122
Capacidad (kWh) 10,5
Máxima potencia de carga (kW) 11
Motor eléctrico
Tipo Síncrono de imanes permanentes
Potencia máxima (kW / CV) 100 / 136
Potencia máxima en modo ECO (kW / CV) 60 / 82
Par máximo (Nm) 260
Prestaciones
Velocidad máxima (km/h) 130
Aceleración de 0 a 100 km/h (s) 15
Autonomía estimada con batería de acumuladores Unos 40 – 50 kilómetros
Autonomía estimada con hidrógeno (km) Unos 350 – 400 kilómetros
Por los datos que ofrecen desde Stellantis, queda claro que se trata de furgonetas de reparto con un uso previsto en núcleos urbanos, porque la potencia que permite la pila de combustible, de sólo 61 caballos, queda escasísima para mover una furgoneta cargada a poco que la pendiente supere el 1% en autovía. Incluso para grandes ciudades españolas, como Madrid y Barcelona, con fuertes pendientes, los 61 caballos se quedan cortos y sería necesario tirar de la batería de acumuladores para superar pendientes como las de la calle Velázquez en Madrid o Aribau en Barcelona. Las vías de circunvalación, M-30 y M-40 madrileñas, son relativamente planas, pero incluso en una vía de circunvalación como Las Rondas de Barcelona, que no es tan llana, una furgoneta de estas características puede tener dificultades para moverse al ritmo del pelotón de tráfico con carga y en cuestas. Cuando la batería esté agotada, los 61 caballos deben de ser claramente insuficientes.

Proporción exacta de hidrógeno y acumuladores

En agosto de 2020, en una de mis elucubraciones en las que proponía adivinar un coche para el futuro, planteé el concepto que ahora anuncia Stellantis. Desconocía los planes de Stellantis y mi idea surgió por la decepción que me causó el Porsche Taycan, un coche tradicional, sin ninguna innovación reseñable, más que una batería enorme y una potencia desternillante, difícil de utilizar en cualquier situación.

En aquel artículo, escribía: «A mi juicio, en el futuro, hay una alta probabilidad de que los coches tengan una batería enchufable de tamaño moderado y que el extensor de autonomía se realice mediante una pila de combustible alimentada por hidrógeno».

En la furgoneta que ahora anuncia Stellantis, el hidrógeno no se utiliza como extensor de autonomía sino como fuente principal de energía. Sin embargo, como el sistema de acumular energía para producir electricidad es mucho más eficiente termodinámicamente en una batería de acumuladores que mediante la producción y almacenamiento de hidrógeno, lo deseable económicamente para cualquier propietario de esta furgoneta es utilizar siempre, en la medida de lo posible, la batería y dejar el hidrógeno para cuando ya la haya agotado. El hidrógeno es un «almacenador de energía» caro. Utilizarlo habitualmente en un vehículo que recorre muchos kilómetros al día, y cuyo uso debe resultar competitivo para el negocio, no parece una buena solución. Al menos de momento.

Tengo la duda de si en Stellantis han diseñado esta furgoneta con una batería pequeña por limitaciones de la plataforma que han aprovechado, o si ellos consideran que tiene sentido esta proporción entre capacidad de almacenamiento de hidrógeno y baterías para no limitar la capacidad de carga. Porque la contrapartida a utilizar una batería de mayor capacidad es el incremento de peso y por tanto el mayor consumo y la menor capacidad de carga.

Stellantis. Furgoneta con batería y pila de hidrógeno. Vehículo "híbrido", con un único motor eléctrico.
Un problema de peso y de capacidad

Se trata, por tanto, de una decisión difícil. En un vehículo de pasajeros el problema del peso y el consumo no resulta tan determinante como en un vehículo comercial, por muchos motivos. Principalmente porque no suelen realizarse tantos kilómetros diariamente y, en segundo lugar, porque la necesidad de transportar pesos muy elevados es normalmente inexistente para un vehículo de turismo.

Desde un punto de vista económico, parece lógico pensar que el tamaño ideal de la batería debe permitir realizar hasta un 80% – 90% del kilometraje diario de un vehículo comercial y que el consumo del hidrógeno sea residual. La dificultad radica en saber cuántos kilómetros realiza diariamente una furgoneta de reparto en el interior de las ciudades, por lo que una oferta de este tipo de vehículos deberá incluir diferentes opciones de capacidad de batería, para poder acomodarla al kilometraje diario y a la capacidad de carga.

El hidrógeno es un elemento que permite almacenar energía con poco peso. Ese es su principal valor. Otro de sus valores, frente a las grandes baterías de acumuladores, es que no utiliza tantos recursos escasos para su producción. Sin embargo, los procesos de obtención limpios, mediante electrólisis del agua, no son eficientes y se consume mucha energía en ellos, lo que repercute en el precio y también en la cantidad de hidrógeno disponible, porque la energía, de momento al menos, no nos sobra. Otro de los motivos por los que requiere mucha energía es porque hay que comprimir el hidrógeno a 700 bares de presión, para que ocupe un espacio moderado.

La economía del hidrógeno puede llegar a ser totalmente descarbonizada. El hidrógeno, como los combustibles fósiles, es un buen almacén de energía. Los combustibles fósiles nos los ha entregado la naturaleza tras millones y millones de años de producción. En cambio, para obtener hidrógeno, tenemos que realizar los procesos en tiempo real. También con la energía que nos proporciona el sol, o con la nuclear, si queremos que la descarbonización sea total. No será un cambio sencillo.