Una transición energética confiable requiere la implicación de una variedad de dominios científicos:físico, humano, social, económico, así como las ciencias de la vida y de la tierra, con la preocupación particular de poner al usuario final en el centro del desarrollo tecnológico. Como parte del proyecto ULHyS (Université de Lorraine Hydrogène Sciences et Technologies), la Universidad de Lorena reúne a unos diez laboratorios en torno a cinco temas de investigación, desde la producción de hidrógeno hasta el despliegue territorial. En este contexto, Se invitó a varios miembros de ULHys a visitar la estación de servicio de hidrógeno FaHyence en Sarreguemines.

Inaugurado en abril de 2017, FaHyence es la primera estación de combustible de Europa que produce hidrógeno por electrólisis en el sitio utilizando electricidad verde a partir de energías renovables suministradas por Electricity of France (EDF). El sitio tiene una capacidad de 40 kg de hidrógeno por día, lo que representa la necesidad de aproximadamente 20 a 25 vehículos por día para presiones de carga entre 350 y 420 bar.

Rangos de unos 350 km, sin ninguna emisión de gases de efecto invernadero

Otras estaciones de combustible de hidrógeno en Francia incluyen el proyecto HyWay, que ha estado operativo desde el verano de 2018 en el sitio de la CEA (Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica) en Grenoble, y otros dos están en construcción en Rodez y Nantes. FaHyence es el resultado de una colaboración entre EDF, EIFER, McPhy, Symbio Fcell y el Conglomerado Urbano de Confluencias de Sarreguemines (CASC). Para garantizar un funcionamiento regular de la gasolinera, Aproximadamente diez vehículos de hidrógeno circulan en el conglomerado urbano:Kangoo ZE eléctrico (Renault) equipado por Symbio Fcell con una pila de combustible que actúa como extensor de autonomía. Las pilas de combustible de tipo PEM (membrana de electrolito polimérico) funcionan con hidrógeno puro y, en consecuencia, sin ninguna emisión de gases de efecto invernadero con alcances de hasta 350 km. de ellos 200 km gracias a una batería de iones de litio de 33kWh y 150 km gracias a un PEMFC de 5kWh conectado a un depósito de hidrógeno de 1,8 kg presurizado a 350 bar.

Incluso si la estación de servicio no es de libre acceso, cualquier vehículo - francés, Europeo o internacional:el funcionamiento con hidrógeno puede realizar una recarga después de una simple solicitud de autorización en el CASC con una ventaja evidente:el llenado de hidrógeno es completamente gratuito. Como consecuencia, Otros socios profesionales del conglomerado han comprado nueve vehículos utilitarios adicionales y varios usuarios privados alemanes y belgas ya han llenado sus depósitos en Sarreguemines.

FaHyence forma parte del proyecto H2ME (Hydrogen Mobility Europe) financiado por el programa europeo FCH JU (Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking) que tiene como objetivo el despliegue de 49 estaciones de servicio de hidrógeno y 1, 400 vehículos en la UE para 2020. El hidrógeno es el tercer capítulo del proyecto de movilidad sostenible de FaHyence además de la electricidad y el biometano. Es un laboratorio viviente ambicioso y un ejemplo evidente de aplicación de la tecnología del hidrógeno.

Un tanque lleno en cuatro minutos planos

Los usuarios han aprendido a aprovechar los dispositivos de llenado sin problemas. La interfaz es clásica y el procedimiento similar a los sistemas convencionales que utilizan combustibles fósiles permitió minimizar el período de adaptación. Aún se necesitan mejoras en términos de ergonomía e interacciones, pero el principio de funcionamiento sigue siendo bastante sencillo. En comparación con las horas de carga necesarias para los vehículos eléctricos convencionales basados ​​en baterías, los cuatro minutos para llenar el tanque de un vehículo con hidrógeno parecen ser más que aceptables.

La estación contiene un electrolizador alcalino con una capacidad de producción de 1.8 kg / h que requiere 50 litros de agua por kilogramo de hidrógeno producido. Además, hay un compresor de dos niveles, los primeros alcanzan presiones de unos 30 bar, y el segundo equipado con un circuito de refrigeración hasta -20 ° C permite alcanzar presiones de hasta 420 bar. Este dispositivo de compresión aporta dos grandes ventajas:La primera es que permite llenar no solo vehículos de hidrógeno a 350 bar (caso de FC-EV como el Kangoo ZE), pero tambien seguro con algunas limitaciones de volumen, vehículos eléctricos que funcionan con hidrógeno que requieren presiones de llenado de 700 bar y alcanzan rangos de unos 450 km (caso de FCV como el Toyota Mirai, el Honda Clarity Fuel Cell y el Hyundai Nexo…). La segunda ventaja es que el sistema de enfriamiento reduce el tiempo de llenado a cuatro minutos en comparación con siete minutos para los sistemas que operan a temperatura ambiente.

Una gasolinera infraexplotada que fácilmente podría volverse competitiva

"La tecnología del hidrógeno en sí no es el factor limitante", dice Christian Hector, jefe del servicio técnico de Cofluences e iniciador del proyecto FaHyence. "El elemento más restrictivo es el electrolizador". Con un promedio de 2.2 repostajes por día, representando apenas el 5% de su capacidad nominal, la estación está claramente infrautilizada. Como consecuencia, el costo por llenado sigue siendo demasiado alto para ser competitivo con los sistemas clásicos. Si bien el costo por kilogramo de hidrógeno depende de las condiciones locales; en Sarreguemines son 10 € por kg, y la media nacional es de unos 6 € por kg. Tenga en cuenta que se necesita aproximadamente 1 kg de hidrógeno para viajar 100 km.

Para que la estación sea rentable, se requeriría un mínimo de 30 vehículos que llenen diariamente su tanque. "Pero el beneficio económico no fue la motivación de este proyecto, "dice Héctor." El propósito era probar la movilidad eléctrica en un contexto transfronterizo, así como para validar la fiabilidad técnica de una gasolinera de hidrógeno en combinación con un electrolizador in situ ". Aunque el futuro de esta estación, cuyo apoyo financiero finaliza en 2020 sigue siendo incierto, los objetivos se han alcanzado y esto gracias a la tenacidad de Héctor y su equipo de movilidad verde en el CASC.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.