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25/11/10

Comentarios al post de Kantor “Gas&Petróleo: el escenario de sustitución”

Kantor ha escrito una interesante entrada en su blog analizando la evolución de las reservas de gas y petróleo en los próximos 30 años y posicionándose a favor del gas como sustituto del petróleo en el transporte. Os recomiendo su lectura.

Hay muchas partes de su entrada con las que estoy esencialmente de acuerdo y sobre ellas no me extenderé. Sin embargo otras partes sí merecen algún comentario, que por haberme salido un poco extenso lo he convertido en un post. Ya os habéis leído el suyo, ¿verdad?... ¿no? Pues venga, os doy 5 minutos más…

……..

Vayamos bloque por bloque del post de Kantor.

1.- Transición energética global: los próximos treinta años

En él dice Kantor:

Por otra parte, existe (ahora) un sustituto sencillo y barato para el petróleo en los motores de combustión interna; se trata del gas natural. Mientras escribo estas líneas el gas natural, un combustible solo un poco menos versátil que el petróleo se quema (criminalmente) en plantas de producción eléctrica, mientras algunos gobiernos (los mismos que han apoyado el timo de las renovables, y que por tanto apoyan el desperdicio atroz del gas) apuestan otra vez por la solución más cara y propagandística, tirando millones en el coche eléctrico, cuando el automóvil de gas natural (y su versión hibrida) pueden retardar el problema de los combustibles líquidos durante al menos tres décadas: las necesarias para disponer de un amplio parque de reactores nucleares de tercera generación (y los primeros breeders comerciales en funcionamiento) y baterías eléctricas de nanotubos de carbono, o en su defecto, una tecnología viable del hidrógeno como vector energético.”

Lo cierto es que la proliferación de Ciclos Combinados a gas natural (CC), en España y otros países, a partir de los años 90, fueron el resultado de unos incentivos que en ese momento empujaron a los agentes hacia esa tecnología de generación eléctrica: el desarrollo tecnológico y comercial de las turbinas de gas (con su consecuente reducción de costes) confluyó con la aparición de contratos de abastecimiento e infraestructuras de un gas natural que por aquél entonces ya se consideraba “sencillo y barato”. El elevado rendimiento de estas plantas, su (relativamente) bajo impacto ambiental y la rapidez de construcción (y bajos costes de inversión) eran la promesa de futuro para la generación eléctrica a la que todos se apuntaron, sobre todo ante unas centrales de carbón muy contaminantes y una (si no criminal, sí estúpida) moratoria nuclear. Posteriormente el gas subió de precio, y además empezaron a proliferar las renovables (sobre todo la eólica)… aunque Kantor considera que todo apoyo a las renovables es un apoyo implícito a la quema de gas en CC por su posicionamiento como energía de respaldo ante la intermitencia de aquéllas, lo cierto es que todas las compañías apostaron por el gas como “energía de base”… mientras que las renovables abocan al gas a ser mera energía de respaldo, con cada vez menos horas de funcionamiento pero con la necesidad imperiosa de disponer de dicha potencia instalada (ya lo analizamos en éste y éste post). Es decir, que ese supuesto “desperdicio de gas” que provocan las renovables, se da poco y cada vez menos… de hecho el verdadero problema es el “desperdicio económico” que supone este hecho para los que invirtieron en Ciclos Combinados.

Por lo tanto, la historia de los CC de gas fue como fue por una cuestión de incentivos, y no fueron los gobiernos sino las empresas privadas las que hicieron su elección, la que creyeron mejor en ese momento, sin prever el impacto futuro de las renovables y cómo éstas iban a comprometer dramáticamente la rentabilidad de los Ciclos.

En cuanto al penúltimo comentario sobre el coche eléctrico, desde luego es “caro y propagandístico” repetir el error que se cometió con la fotovoltaica, que es subvencionar la instalación (en el caso del coche, la compra) de tecnologías ineficientes y que están al comienzo de su curva de aprendizaje, en lugar de incentivar el I+D (en el caso del coche, sobre las baterías) que permita hacerlas comercialmente viables en, digamos, una década.

Efectivamente, sobre el papel (es decir, atendiendo sólo a las reservas y la tecnología disponible) estoy de acuerdo con Kantor en que el automóvil de gas natural podría retrasar unas décadas el problema de los combustibles líquidos… la cuestión es, de nuevo, si se dan los incentivos, que además son distintos en los diferentes países, para que dicha sustitución se dé en la práctica: en los países que ya disponen de un amplio parque de automóviles movidos por GNC (gas natural comprimido), éste no ha logrado sustituir más que a una parte del parque movido por combustibles líquidos (normalmente, taxis urbanos), a pesar de su menor coste de utilización. La razón fundamental entiendo que es su baja autonomía.
En el resto de países, que no tienen la infraestructura de surtidores de GNC (aunque ésta no me parece muy problemática) y, sobre todo, que tendrían que sustituir su parque automovilístico actual por otro con GNC o bien adaptar los motores de los automóviles, se me hace difícil pensar en qué tipo de incentivos podrían tener los usuarios particulares para acometer los costes de sustitución, perdiendo dramáticamente espacio de carga y aún más dramáticamente autonomía de uso… mientras diésel y gasolina sigan estando disponibles y a un coste aceptable. El reciente informe del MIT que comentábamos en éste post, le da un papel bastante insignificante al uso del gas para el transporte en los próximos años, aunque sí recomienda que los gobiernos faciliten su utilización.

Otro punto importante es la geopolítica de abastecimiento del GN, muy distinta a la del petróleo y que provoca que prácticamente los únicos usos relevantes del GNC como combustible vehicular se den en países con yacimientos de gas o acceso fácil a los mismos.

Aparte del coste de sustitución / adaptación de los motores actuales, y las cuestiones logísticas y geopolíticas, no olvidemos que la combustión del gas natural, aunque claramente más limpia que la de los líquidos, sólo reduce las emisiones de CO2 en un 26% frente a éstos, por lo que apenas puede considerarse como solución en cualquier escenario que considere necesaria una radical reducción de emisiones. Incluso sin considerar razonable un escenario tal, no es inverosímil que las sucesivas mejoras en los actuales motores diesel y gasolina logren una reducción de emisiones similar…

De todas formas, no quiero extenderme demasiado sobre este punto en particular, pues Kantor ha prometido hablar de ello en su próximo post, y como es un tío bien informado, seremos cautos y esperaremos su escrito con paciencia e interés.

Tan sólo decir para finalizar este bloque, que su último comentario sobre las baterías eléctricas de nanotubos y la tecnología de hidrógeno, también me parece apostar en demasía por un “deux ex machina tecnológico”… Para mostrarlo, fijaos bien en la siguiente gráfica, donde muestro la densidad energética de varios combustibles: se puede ver dónde están las baterías eléctricas, incluso considerando los límites teóricos conocidos hasta el momento y las baterías de nanotubos… y dónde está el hidrógeno, frente a los combustibles líquidos “al uso”. No olvidéis que el parámetro relevante para comparar la densidad energética es aquél en el que se va a usar el combustible, es decir, “por litro” en todos los líquidos y gases y “por kg” en el caso de las baterías o cualquier combustible sólido. Y sin olvidar, tampoco, que no es la densidad energética por sí sola, sino combinada con la facilidad (economía) de uso, transporte y almacenamiento a Tª ambiente, lo que convierte a los líquidos en elementos duros de pelar a la hora de ser sustituidos, tarea posiblemente titánica para las baterías y para el hidrógeno.

Por cierto: echad un vistazo a la posición del Gas Natural Comprimido, y entenderéis por qué la autonomía de dichos vehículos se ve tan penalizada frente a los diésel y gasolina, e incluso frente a los de GLP…


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3.-Un modelo (con “teorización implícita”) de sustitución entre gas natural y petróleo

Dice Kantor:

se espera que estos yacimientos no convencionales puedan alimentar la mitad de la demanda de gas natural”.

Es cierto, pero la explotación de yacimientos no convencionales de gas (y más aún de petróleo) implica un alto consumo de agua y energía y unas elevadas emisiones de CO2 y riesgo de contaminación de acuíferos. Su evolución futura depende mucho de las restricciones medioambientales que se impongan (que, una vez más, diferirán por país), pero en cualquier caso fueron catalogados por el MIT como “gestionables, aunque desafiantes”.

En cualquier caso, el modelo de teorización implícita de Kantor se centra en mostrar que existen reservas combinadas (gas y petróleo) suficientes para el medio plazo, y que ello no debe ser motivo de preocupación inmediata… cuando el verdadero problema, en mi opinión, es lo que el modelo deja fuera: no es tanto la disponibilidad de reservas sino la garantía (o seguridad) de suministro lo que nos debe preocupar, y sobre ella hay fuertes dudas. Es decir, es un problema de “time to market”: la pregunta no es tanto la cantidad que queda por descubrir, sino si la industria será capaz de desarrollar las infraestructuras necesarias a la velocidad necesaria para abastecer el crecimiento de la demanda esperado.

La clave, es el ratio P/R del modelo de Kantor. Si bien dicho ratio no ha cambiado demasiado en los últimos años, parece haber consenso en que debería subir fuertemente en los próximos, ya que la demanda sigue creciendo y los nuevos descubrimientos no reponen el petróleo extraído (ver gráfica siguiente, que muestra la historia de los grandes descubrimientos y las reservas que han ido añadiendo, frente a la producción):



Más allá de que un P/R creciente, si se consigue, pueda reducir en algunos años la disponibilidad de reservas calculada por Kantor, están las serias dudas de que de facto este hecho se pueda conseguir, es decir, incrementar la producción al ritmo requerido. Los motivos son variados (tomado de Mariano Marzo.-Abril 2010):

- La exploración y producción es cada vez más cara
- La producción mundial de petróleo convencional está en declive
- Muchos países han sobrepasado el cenit de producción
- La producción convencional ajena a la OPEP ha superado el cenit
- Cada vez somos más dependientes de las exportaciones de la OPEP
- Y, sobre todo, las inversiones necesarias podrían no concretarse a tiempo, debido a:
  • Políticas de control del ritmo de extracción en países productores
  • Menos oportunidades de inversión para las compañías internacionales y petronacionalismo
  • Limitaciones políticas, conflictos bélicos y terrorismo,
  • Falta de personal cualificado
  • Un EROI (Energy Return of Energy Investment) cada vez más desfavorable.

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4.-Conclusión: pesimismo sobre la electrificación del transporte, incertidumbre sobre el petróleo y suficiencia de gas y petróleo

En cuanto a la sustitución del petróleo por el gas en la alimentación de los MCI (motores de combustión interna), esperaremos al próximo post de Kantor. Mientras tanto, reitero mis dudas de que se den los incentivos adecuados en la mayoría de países como para que se acometa tal transición y los importantes cambios en la geopolítica y la logística del GN que requeriría. Sí veo su posible aportación en algunos nichos: flotas de transporte (limitado por la escasez de autonomía) y trasporte urbano (taxis, autobuses, trenes…)

En cuanto a la producción eléctrica, difiero en que la producción de electricidad sea un problema resuelto. Por una parte, es un “problema” que difiere mucho de país a país. Por otra, si se establece definitivamente una tasa sobre la Tm de CO2 emitido que incorpore más o menos adecuadamente las externalidades de este tipo de combustibles, es más alta la probabilidad de que el gas sustituya al carbón en generación eléctrica que la probabilidad de que sustituya al petróleo en automoción.
Y, por último, la energía nuclear tiene sus propios problemas aún no resueltos, como hemos comentado (y comentaremos) en otras ocasiones.

En cuanto al aumento del peso del ferrocarril en el transporte de mercancías, totalmente de acuerdo, pero ¿cuánto MCI sustituirá en la práctica? Hay una cota superior en cada país por encima de la cual seguirá siendo imprescindible el transporte por carretera.

También de acuerdo con la electrificación, aunque requiere de la drástica reducción de las pérdidas en la red que todavía se dan.

En cualquier caso, y para ir finalizando, el escenario que plantea Kantor es factible. Sin embargo, existen otros escenarios posibles, sobre todo si nos tomamos el Cambio Climático en serio y entendemos que las renovables han llegado para quedarse. Un esbozo de cómo podría ser ese escenario:

Más nuclear (asumiendo que se crean modelos de mercado eléctrico que incentiven a las compañías a invertir en nucleares). Más renovables, pero combinadas con almacenamientos de energía eléctrica que compensen su intermitencia (centrales de bombeo y coche eléctrico) y con smart grids para su gestión... de modo que la capacidad instalada de CC de gas para respaldo sea mínima y se pueda dedicar a reemplazar las centrales de carbón. Y para el transporte, asumiendo que el coche eléctrico puro aún tardará y posiblemente se limite a flotas urbanas, desarrollo de los híbridos y sí, quizá GNC para transporte colectivo y de mercancías.

Queda por ver, en cualquier modelo, que pasará en países de fuerte crecimiento proyectado y con abundantes reservas de carbón, como China, si no somos capaces de desarrollar tecnologías de captura y almacenamiento de CO2 viables...

29/1/10

Energía para el transporte: el romanticismo del Hidrógeno

Uno de los grandes problemas para conseguir una eventual sustitución de los combustibles fósiles (o al menos una significativa reducción de su uso) por otras fuentes de energía que emitan menos gases de efecto invernadero (GHG), es el TRANSPORTE (el otro gran problema sería el uso del carbón y del gas tanto para la generación eléctrica como para calentarnos cuando hace frío).

¿Por qué el del transporte es un gran problema? Por dos motivos:

 • El 34% de la energía primaria que se produce en el mundo es petróleo. La mitad de él se dedica al transporte (Fuente: 2008 Key World Energy Statistics. IEA)

 • A diferencia de la generación de calor y, sobre todo, de la generación de electricidad, que tienen posibles sustitutos, para el transporte no existen hoy por hoy sustitutos económicamente viables a gran escala, ni siquiera a mediana… (bueno, vale… ni siquiera a pequeña).

 Ahora que parece que muchos gobiernos están dando nuevos impulsos al vehículo eléctrico, conviene recordar que la electricidad que lo impulsa puede ser generada de dos formas:

 • Baterías recargables (que a su vez toman de la red una electricidad que habrá que generar con el adecuado mix de fuentes…)

 • Pila de combustible (o pila de hidrógeno), que no necesita ser recargada.

 A su vez, el hidrógeno (H2) podría utilizarse directamente como carburante, quemándose en el motor, aunque este medio de utilizarlo no es muy inteligente (estoy oxidando una cosa que ya estaba oxidada en su origen y en la que me gasté ingentes cantidades de energía en desoxidar…) y no creo que nadie lo proponga en serio.

 Hablemos un poco del hidrógeno, que tuvo una época dorada hace unos años (sobre todo entre los gurús del “cambio de paradigma energético” y los medios de comunicación) y anda ahora un poco de capa caída. Os enlazo un artículo en Project Syndicate de Peter Hoffman, que es uno de estos gurús del hidrógeno.

 El artículo es muy interesante y lo voy a comentar, porque lo considero un ejemplo paradigmático de cómo se puede, sin decir grandes falsedades, manipular al lector para hacerle creer que la situación es de una determinada manera (en este caso positiva para el futuro desarrollo de las Pilas de H2) y no como realmente es.

 Hoffman afirma…

 • “Al igual que el gas natural, el hidrógeno se puede utilizar como un combustible para autos haciéndole modificaciones al motor”

 Lo dice así, sin más, como si fuera algo que se pudiera hacer de la noche a la mañana. La verdad es que, a diferencia del gas natural, cuya tecnología de GNC (la C es de “comprimido”) está más que probada y es usada desde hace tiempo en países como Argentina o India, las modificaciones que hay que hacerle al motor, y no sólo al motor, para almacenar y quemar hidrógeno distan mucho de ser irrelevantes, por motivos que entenderéis después de leer esta entrada. Pero sobre todo, y como dije antes, quemar H2 en un motor es lo más estúpido que se puede hacer con él salvo que sea en un cohete espacial.

 Sigamos…

 • “los fabricantes piensan que las celdas de combustible son la mejor fuente de energía para el transporte, la más eficiente, silenciosa y limpia”

 No parece que los planes a medio plazo de los principales fabricantes respalden esta idea, ya que parece que apuestan más por las baterías recargables.

 Pero la afirmación más falaz es la de que la celda de combustible es la fuente de energía más eficiente para impulsar un vehículo. La celda en sí es más eficiente que un motor de combustión interna porque convierte energía química en eléctrica directamente, sin las limitaciones del Ciclo de Carnot. Pero resulta que el H2 no es una fuente de energía primaria, y por lo tanto hay que producirlo… y la producción de hidrógeno es un proceso carísimo… en el que además se consume mucha energía.

 Como ejemplo, por Madrid hace tiempo que circulan varios prototipos de autobuses de la EMT que emplean H2 (Proyecto CUTE)… pues resulta que los autobuses requieren entre un 80% y un 200% más energía que su hermanito con motor diesel (Fuente: http://www.withoutthehotair.com/. David JC MacKay)

 Avancemos un poco más…

 • “Hoy, este tipo de vehículos están hechos a mano y son costosos -por lo general, cuestan aproximadamente un millón de dólares cada uno […] Pero los costos bajarán una vez que se implemente una producción en serie: Toyota […] espera que los costos de las celdas de combustible, el corazón de la transmisión, se reduzcan hasta el 90%.”

 Caramba… aún aceptando los optimistas planes de Toyota, ¿vosotros pagaríais $100.000 por un coche que además arrastra otro tipo de problemillas?

 Atentos ahora, que ésta es de traca:

 • “un kilogramo de hidrógeno tiene más o menos el mismo contenido de energía que un galón de gasolina. Como las celdas de combustible son casi el doble de eficientes que los motores de combustión interna, el costo efectivo por unidad de distancia sería aproximadamente la mitad de eso.”

 Esto sí que me cabrea: un intento deliberado de confundir al común de los lectores aprovechando su ignorancia o su distracción. Resulta que un galón de gasolina (aprox. 4 litros) lo transportas cómodamente en un pequeño bidón de plástico. ¿Alguien se ha parado a pensar lo que supone transportar “1 kg de H2”????

 Resulta que el H2 es el gas más ligero que existe: su densidad es bajísima. Tanto es así, que almacenarlo en cantidad suficiente sólo nos deja dos opciones, ambas muy costosas y con “efectos secundarios”:

 • Comprimirlo.- Incluso comprimido a la nada despreciable cifra de 700 bar, la energía por unidad de volumen del H2 es sólo un 22% de la de la gasolina. Este sí es un dato relevante para poder comparar, y no el que da Hoffman.

 • Licuarlo.- Nada, una bagatela: para ello sólo tenemos que lograr enfriarlo, y mantenerlo… ¡a -253ºC!!!

 … o lo que se hace en realidad, que es una combinación de ambas, sobre todo la compresión.

 Volvamos al ejemplo de los autobuses de H2 de Madrid, que han sido un éxito mediático y también entre los conductores (son cómodos de conducir) y los viajeros (son muy silenciosos). Lo que el público no sabe y los medios no se ocupan es de la opinión del consorcio de empresas que participó en el piloto (Air Liquide, Repsol y Gas Natural).

 Yo os las resumo (de un informe de una de las compañías):

 “Durante todo el tiempo que estuvo en operación la planta de producción de H2 sólo se logró aproximadamente el 10% de la producción estimada inicialmente. Las numerosas averías de múltiples componentes, errores de diseño, así como la constante necesidad de revisar el sistema de control dejó en evidencia que aún quedaba mucho camino por recorrer en el desarrollo de esta tecnología.”

 “los costes de mantenimiento de las pilas de combustible así como la escasa autonomía de los autobuses, son clara evidencia de que también en este ámbito hay que evolucionar más.”

 Para finalizar con el repaso al escrito de Hoffman, el último párrafo:

 • “La revolución del hidrógeno ya comenzó, pero con un fusible de combustión lenta. El hidrógeno no es la única arma en la lucha contra el calentamiento global, pero es un elemento esencial -en el sentido más realista del término”

 En mi modesta opinión, y por el conjunto de motivos expuestos, si hay un elemento que precisamente no es “esencial” en la lucha contra el calentamiento global, ése es el hidrógeno.

 ¿Cuáles son mis principales objeciones al hidrógeno? ¿Por qué creo que dista mucho de ser “la revolución que ya comenzó”?:

 La tecnología del hidrógeno tiene importantes desafíos que están muy lejos, lejísimos, de tener una respuesta adecuada: 
  • El almacenamiento del propio H2 en cantidades suficientes, debido a su extrema volatilidad y bajo contenido en energía por unidad de volumen.
  • El desarrollo de las pilas de combustible, que enfrentan sus propios desafíos: durabilidad, coste, densidad energética y arranque en frío.
  • El desarrollo de una infraestructura de suministro.
  • Fuentes de producción de H2 económicas: hasta 2020-2030, se estima que las más económicas serán las que se usan ahora en la industria, que son el Reformado de gas natural y la Gasificación de carbón… todas ellas son emisoras de CO2, por lo que no resuelven el problema que queríamos resolver.
  • Su desarrollo está fuertemente condicionado al desarrollo de las baterías enchufables: si en éstas, que también son caras de momento y con poca autonomía, se logran avances que parecen mucho más próximos que en las pilas de H2, ésta última tecnología se caerá.

 Esos sueños románticos…

 Apostar por el hidrógeno responde al viejo sueño de utilizar el agua, tan abundante y barata, como combustible: ¿quién no ha soñado, desde Julio Verne, con algo así?. Pero resulta que el agua ya está quemada, por lo que quemarla otra vez se me antoja como una mala idea…

 El hidrógeno no es una fuente de energía, es sólo una manera de transportarla, y como medio para transportar energía, es ineficiente y con una infinidad de problemas prácticos. El vehículo de hidrógeno consume muchísima energía, y requeriría por lo tanto de la disponibilidad de grandes cantidades de energía limpia, que en sí mismo es otro desafío que tenemos que afrontar de forma independiente.

 Como dice MacKay, ¡necesitamos soluciones que consuman MENOS energía, y no que consuman MÁS!!

 De este tipo de sueños románticos tenemos otros ejemplos:

 • Vivir de la energía del Sol: el problema es que tendríamos que cubrir el mundo de paneles solares y cultivos energéticos… no quedaría sitio para casi nada más.

 • Crear una estrella dentro de un recipiente (algunos lo llaman “fusión nuclear”): el problema es que llevamos décadas buscando el recipiente…

 No seré yo quien se niegue a que estos sueños se sigan intentando. Incluso creo que el vehículo de hidrógeno puede cubrir algún nicho (transporte en grandes distancias, almacenamiento temporal de energía…). Pero desgraciadamente nuestro problema energético y ambiental es más acuciante: ahora es el momento de no dispersar esfuerzos en sueños lejanos, y concentrar la materia gris y los dineros en lograr soluciones que aporten desde YA.