Resumen
- La competencia de otros fabricantes con los BEV podrían igualar el impacto que los vehículos eléctricos con celda de combustible (FCEV) podrían traer a Tesla desde ahora hasta 2020.
- Los automóviles FCEV de Toyota y Honda disponibles en California cuentan con increíbles ofertas respecto al Modelo 3 de Tesla.
- A Elon Musk le gusta desacreditar las celdas de combustible de hidrógeno, pero están recibiendo apoyo serio de fuentes poco probables.
- El hidrógeno es un factor de crecimiento no solo en los automóviles, sino también en el transporte a larga distancia.
- Lo único que restringe el crecimiento de FCEV son las redes de estaciones de combustible. Una situación similar a la que atravesó Tesla hace cinco años, antes de su red «Supercharger», que en la actualidad solo cuenta con más de 1.000 puntos en todo el mundo.
Primero, aclaremos algo que a menudo me preguntan en Internet. El hidrógeno NO es un combustible utilizado con frecuencia en los motores de combustión interna debido principalmente a su alto costo. La gasolina es mucho más barata, aproximadamente dos tercios más barata. El hidrógeno gaseoso se utiliza en el transporte como «combustible» en las celdas de combustible que se convierte en electricidad para alimentar los motores eléctricos. La gasolina y el combustible diesel no pueden usarse en celdas de combustible. Entonces, las dos formas más comunes de alimentar motores eléctricos en automóviles y camiones hoy en día son las baterías y las pilas de combustible de hidrógeno. Las baterías han estado recibiendo mucha prensa y han disfrutado de una gran ventaja. Pero en silencio, detrás de escena, el paisaje cambia y el hidrógeno está en movimiento.
Baterías
Las baterías para ser utilizadas en automóviles y camiones son pesadas y costosas. Tesla mantiene en secreto el costo de una batería o de motores eléctricos de reemplazo para sus vehículos. Hasta ahora, todos han sido hechos bajo garantía. Al revisar las facturas de Tesla publicadas en Internet, nunca se revelan los costos atribuibles a las reparaciones realizadas en virtud de la garantía. GM publica el reemplazo del paquete de baterías para el Chevy Bolt a $ 15,734.29.
Una buena parte de los altos costos de las baterías son los materiales que la componen, los que vienen en aumento. Un artículo del New York Times de la semana pasada informa los siguientes aumentos de precios registrados durante este año:
- Cobalto: 115%
- Litio: 45%
- Grafito: 30%
En el esfuerzo que viene llevando a cabo Elon Musk en la búsqueda de un planeta «más verde», uno debe cuestionar la efectividad de las baterías. La idea es alejarse de los combustibles fósiles que emiten CO2 a la atmósfera. Entonces, con las baterías, todavía estamos extrayendo minerales utilizando equipos pesados que queman diesel. Los minerales crudos aún deben ser refinados y enviados a los fabricantes de baterías. Más combustible quemado. Más CO2 liberado. El mismo CO2 que atrapa el calor del sol y contribuye al calentamiento global.
El problema más serio que enfrentan las baterías para los fabricantes de automóviles como Tesla es la ventaja china.
«Pero los fabricantes también están lidiando con una dimensión geopolítica. Tres cuartas partes de las reservas mundiales de litio, un ingrediente crucial en el tipo más común de las baterías utilizadas en los automóviles eléctricos, se encuentran en China y Chile, según el Servicio Geológico de los Estados Unidos. A medida que aumenta la demanda, China podría desplegar sus recursos naturales como un garrote diplomático de la misma forma que Arabia Saudita usa el petróleo». ( NY Times, 18 de diciembre de 2017)
¿Es de extrañar que el gobierno chino respalde por completo el esfuerzo por reemplazar motores de gasolina y diesel con vehículos eléctricos de batería (BEV) o que China los llame Vehículos de Nueva Energía (NEV)? Si bien esto sería genial para China, podría ser un desastre futuro para todos los demás fabricantes de automóviles.
Celdas de combustible de hidrógeno
Producir cantidades ilimitadas de hidrógeno es tan simple como dos ingredientes: agua y electricidad. El hidrógeno se extrae del agua en un proceso llamado electrólisis. Según el Departamento de Energía de los EE. UU. » … una celda de combustible acoplada con un motor eléctrico es de dos a tres veces más eficiente que un motor de combustión interna que funciona con gasolina » .
La tecnología de hidrógeno para alimentar celdas de combustible se encuentra en la misma fase que tenían los BEV cinco años atrás, pero desarrollándose mucho más rápido. Para compañías como Tesla, esta creciente fuente de energía podría representar un duro golpe en las ventas de aquellos vehículos que dependen de baterías para almacenar la energía para operar motores eléctricos. El mayor problema para Tesla es que son un espectáculo de un solo acto. Solo construyen BEV. Todos los otros grandes fabricantes obtienen la mayor parte de sus ganancias de las ventas de autos a combustión. Invierten solo algunas de esas ganancias en el desarrollo de alternativas a esta tecnología, pero ninguno ha apostado toda su existencia en BEV como lo ha hecho Tesla.
Leer también:El hidrógeno podría constituir la quinta parte de la energía que consumamos en 2050
A diferencia del carbón, el petróleo o el gas natural, el metano y el hidrógeno se pueden generar en procesos naturales. El gas metano es un subproducto natural de los rellenos sanitarios que se captura y utiliza como fuente de energía. El hidrógeno se puede generar a voluntad e in-situ al separar las moléculas de oxígeno e hidrógeno del agua utilizando un electrolizador.
CNBC informó recientemente a cerca de una centrl hidroeléctrica suiza que abastece una planta de generación de hidrógeno. El hidrógeno es comprimido en un acoplado tanque y trasladado periódicamente a la estación de servicio para ser descargarlo en los tanques de almacenamiento. Este es solo un ejemplo de la energía renovable que se utiliza para generar hidrógeno en la alimentación de vehículos.
Nuevos avances en la generación de hidrógeno
La firma británica ITM Power PLC construye y vende estaciones de abastecimiento de hidrógeno diseñadas para generar hidrógeno gaseoso en el lugar para la alimentación de automóviles, camiones y autobuses en el Reino Unido.
La red propuesta por Nikola le permitirá vender hidrógeno a los usuarios de automóviles y camiones fuera de su propio grupo de compradores desde el principio, creando otra nueva fuente de ingresos. Las ganancias ayudarán a compensar los costos de construcción de su red. Nikola busca usar electricidad de fuentes renovables en cada sitio que se considere.
Royal Dutch Shell es compatible con el hidrógeno.
Royal Dutch Shell parece no desperdiciar ninguna oportunidad. Están jugando de titulares el partido en soluciones de energía alternativas. Han estado trabajando con diseñadores de BMW en un una estación nueva y futurista. Este breve video muestra la idea detrás de este proceso que consiste en utilizar el exceso de energía -que de otro modo se perdería- en la generación de energía de fuentes renovables para generar y usar hidrógeno en lo que podría convertirse en un gran ahorro.
El concepto es aún más atractivo a medida que ampliamos la cantidad de energía solar y eólica que se genera. Se está volviendo común ver que los molinos de viento se cierran en días ventosos porque la red no puede aceptar la energía adicional. Vi esto rutinariamente en Montana. Esto significa la pérdida de ingresos para la empresa dueña de parques eólicos o solares. Encontrar nuevas formas de absorber / vender este poder adicional es una mejor solución para todos. Con la conversión a hidrógeno almacenado fácilmente, las estaciones pueden aprovechar las tasas de electricidad más bajas disponibles y almacenar el hidrógeno creado en tanques para su uso posterior. Las baterías no pueden llenarse más allá de sus capacidades, mucho más pequeñas.
Shell con estaciones de hidrógeno en operación en California, Inglaterra y Alemania ha tomado una gran ventaja sobre otras compañías petroleras en la búsqueda de formas de poner a disposición la energía limpia disponible. Shell tarda aproximadamente dos meses en construir una estación de hidrógeno que se puede ubicar en estaciones de servicio existentes usando un área del tamaño de una cancha de tenis.
Once compañías japonesas, incluidos los gigantes automotrices Toyota, Nissan y Honda, y las petroleras JXTG Nippon Oil e Idemitsu Kosan, han firmado un acuerdo para formar una nueva compañía en la primavera de 2018, destinada al desarrollo completo de las estaciones de recarga de hidrógeno (HRS) para vehículos de celda de combustible (FCV). «(FuelsandLubes.com 21/12/17 )
Incluso el Departamento de Energía de los EEUU está promoviendo el hidrógeno. El 19 de enero de 2017, otorgó un premio de $ 1 millón a los desarrolladores de una nueva y compacta estación de abastecimiento de hidrógeno llamada SimpleFuel. El departamento de energía está convencido de que las celdas de combustible de hidrógeno y los vehículos eléctricos a batería son la mejor de quitar del mercado ala gasolina. El ingrediente que les falta es una red de abastecimiento de hidrógeno.
En los conteos actuales del Departamento de Energía de los Estados Unidos, hay 39 estaciones públicas de hidrógeno en cuatro estados (CA, MA, CT y SC). Se planean 34 más para 2018 en 6 estados (NY y RI agregarán estaciones públicas en 2018). También hay 24 estaciones privadas H2 en ocho estados adicionales con siete estaciones más planificadas para 2018. (TX, IL, MI, OH, MD DE, PA y NJ). Habrá entonces un total de 104 para finales de 2018. Ese número crecerá una vez que Nikola anuncie las ubicaciones que está evaluando para el despliegue de su red.
Clean Energy Fuels se han asociado con Pilot/Flying J travel centers para instalar bombas de reabastecimiento de combustible CNG / LNG en estaciones existentes. En estos mismo lugares, hay espacio suficiente para instalar estaciones de generación de hidrógeno para el uso de automóviles y camiones, representando una gran portunidad.
Leer también:El futuro cercano de los autos eléctricos: muchos modelos, pocos compradores
Tesla estará en desventaja por dos razones. 1) Construyeron una red de Supercargadores que solo puede admitir automóviles. Entonces ahora necesitan otra red completa para camiones. 2) Por la demora que lleva recargar las baterías. En el tiempo que tardará un puesto «Megacharger» de Tesla para recargar un camión por 400 millas, un puesto de hidrógeno puede alimentar 2 a 3 camiones para un promedio de 1,000 millas, operando con la máxima eficiencia las 24 horas del día. Tesla necesitará una recarga a altas horas de la noche / temprano en la mañana para minimizar los costos de electricidad que tienen garantizados a sus clientes a solo $ 0.07 / kWh.
Fuera de los Estados Unidos
Hasta ahora hemos estado hablando de la actividad en los EEUU. Cambiemos ahora a China, donde en Nochebuena se anunció que se invertirá un monto de $ 1750 millones (11.500 millones de yuanes) para construir el primer parque empresarial de investigación y producción del país para las celds de combustible de hidrógeno, según las autoridades de la Zona de Desarrollo Económico y Tecnológico de Wuhan, en la provincia de Hubei. Su enfoque, por ahora, es en celdas de combustible para generadores y autobuses.
Europa está más adelante en la expansión de las estaciones de repostaje de hidrógeno que nosotros aquí en los EEUU, tal como puede verse en este mapa, y por una buena razón. La gasolina es mucho más cara allá. Los autos diésel son más abundantes que los automóviles a gasolina debido a los costos de combustible y las clasificaciones de kilometraje. En la primera mitad de este año, las ventas de automóviles a gasolina superaron a las ventas de diesel en Europa por primera vez desde 2009, debido a las revelaciones de las verdaderas emisiones de diesel. La reacción violenta también ha impulsado las ventas de vehículos «alternativos», que aumentaron un 35% en la primera mitad de 2017.
Los estadounidenses no tienen prisa por buscar combustibles alternativos porque no estamos sintiendo el dolor del precio del combustible de $ 5-6 / galón. Debido a nuestros amplios espacios abiertos, el smog ya no es un problema por la reducción de emisiones que hemos logrado hasta la fecha.
Toyota, Honda y otros se están preparando silenciosamente para vehículos de hidrógeno
Toyota construye y vende el Mirai aquí en los EEUU, Japón, Europa y los Emiratos Árabes Unidos. Las ventas en EEUU en 2017 aumentaron un 50% con respecto a 2016, pero siguen limitadas en gran medida a California, debido a la falta de infraestructura de hidrógeno. Esa imagen debería estar cambiando en 2018.
(fuente: greencarreports.com)
Para no quedarse afuera, Honda también está en el juego con tres versiones de su modelo Clarity. Una eléctrica a batería BEV, un híbrido enchufable PHEV con un motor a gasolina y la versión de hidrógeno FCEV.
(fuente: hydrogencarsnow.com)
Tanto Mirai como Clarity FCEV califican para la mayor rebaja en California CVRP de $ 5,000 contra $ 2,500 para BEVs o $ 1,500 para PHEVs.
En todo el sur de California, entre el área de la Bahía y Sacramento, hay 29 estaciones de repostaje de hidrógeno, y el número está creciendo. El Toyota Mirai y el Honda Clarity son excelentes alternativas económicas. El Clarity comienza en un precio de $ 369 por mes en un contrato de arrendamiento de 36 meses con $ 2,868 de descuento y una tarjeta de crédito por $ 15,000 de hidrógeno gratis, suficiente para cubrir el alquiler completo de 36 meses. El reembolso de $ 5,000 que otorga el gobierno californiano, cubre los pagos de los 6 primeros meses del arrendamiento.
En el caso del Toyota Mirai, el arrendamiento es de $ 349 por mes durante 36 meses, $ 2,499 al momento de la suscripción e incluye $ 15,000 de hidrógeno gratis también. Increíblemente, si compra un Mirai (que lo califica para el crédito tributario federal de $ 7,500), Toyota agregará otros $ 7,500 en «soporte de compra». Obtienes los $ 15,000 de combustible gratis y el reembolso de $ 5,000 de California. Entonces, cualquiera de los dos opciones son fantasticas opciones para moverse localmente.
Hay un caso aún más convincente a favor del hidrógeno. Steven Beatty, director general de Toyota Canada, dijo en una entrevista el año pasado:
«Ofrece una experiencia de conducción muy similar a la del automóvil que tienes hoy en día: el rápido repostaje, la larga autonomía y el rendimiento general del vehículo son muy similares», dijo, añadiendo que «estas características hacen que el hidrógeno sea más confiable que eléctrico para viajes de largo alcance. Estamos justo en el umbral de lo que creo que es una revolución en la industria automotriz».
Cuando usted compare estos autos con el nuevo Tesla Model 3, los compradores de Tesla opondrán cierta resistencia. El Modelo 3 no tiene programas de alquiler anunciados en este momento. Con los modelos actuales en precios en torno a $ 50,000 o más, los compradores deben desembolsar alrededor de $ 800 o más por mes en un préstamo a 60 meses. El comprador del Modelo 3 no obtiene acceso gratuito a la red de supergadores como lo tienen actualmente los Modelo S y X. (Ese privilegio caducará para los nuevos propietarios de esos automóviles a fines de enero).
Conclusión
La infraestructura de hidrógeno en los EEUU se encuentra dónde estaba hace unos años la red Tesla Supercharger. Por ahora, como lo era en aquel entonces, la expansión se centra donde se ofrecen los mayores incentivos. A medida que el sistema se expanda, las ventas se expandirán también. Pero esta vez Toyota o Honda no están construyendo el sistema por sí mismos. Las agencias estatales están aportando millones para ayudar en el esfuerzo. Royal Dutch Shell ya tiene estaciones operacionales en California. Con un incentivo estatal dos veces mayor al de los BEV, los FCEV son cada vez más convincentes. Nadie debería perder de vista el hecho de que es probable que Tesla pierda el incentivo fiscal federal completo a mediados o finales de 2018, haciendo que las ventas sean más difíciles no solo en su mercado local de California sino en todo el país.
A pesar de que se espera que el camión de Tesla llegue a las autopistas antes que el de Nikola, tiene una seria batalla cuesta arriba para aumentar el conteo de reservas. Con el pedido más grande hasta la fecha de UPS para solo 125 camiones (2% de su flota), la falta de datos de prueba verdaderos de Tesla podría estar obstaculizando estas reservas. Es posible que por esto no hayamos escuchado aún un pedido de FedEx para camiones Tesla. Los camiones que se están reservando son para que las compañías realicen sus propias pruebas en un entorno real y eso obliga a hacer reservas para un número reducido de camiones en relación con el tamaño de la flota.
Con el semirremolque de hidrógeno de Toyota que ya transporta carga en los puertos de Long Beach y Los Ángeles, las cifras de Tesla tendrán que ser realmente buenas para justificar la compra de camiones nuevos para trayectos cortos. El camión de Toyota, que utiliza una conversión del camión diesel, puede reproducirse en forma más rápida y mas barata que esperar comprar nuevos camiones Tesla. Otros constructores de motores y camiones han informado que están trabajando en nuevos sistemas y diseños impulsados por hidrógeno (Kenworth es uno).
Leer también:
No debe haber ninguna duda en la mente de nadie de que el motor de combustión interna (ICE) está a punto de desaparecer, y cuanto antes mejor. La electrificación viene rápido. Los motores eléctricos son más baratos, más limpios, más fáciles de mantener y deberían durar más tiempo que los motores de gasolina comparables. Los menores costos de operación son obvios, sin cambios de aceite ni puesta a punto. Ahora solo se trata de determinar el mejor método para alimentar estos motores nuevos y dudo que sea «el ganador se lleva todo». Las baterías tendrán su lugar, pero aún son muy costosas, tienen una vida útil indeterminada en este momento y requerirán una disposición adecuada. Los sistemas eléctricos de celda de combustible de hidrógeno emiten oxígeno y vapor de agua, los cuales son inofensivos para el medio ambiente y sus paquetes de baterías son mucho más pequeños.
Escribí este artículo yo mismo y expresa mis propias opiniones. No estoy recibiendo compensación por ello (que no sea de Seeking Alpha). No tengo ninguna relación comercial con ninguna compañía cuyas acciones se mencionen en este artículo.
Donn Bailey
Divulgación adicional: para este artículo, omití una discusión sobre el Hyundai Tucson FCEV porque es un SUV compacto, no un sedán, y tiene un precio de $ 100 más por mes en un contrato de arrendamiento. Sin embargo, incluye hidrógeno libre como los demás.
