¿Es viable el motor de agua y aluminio?
El objetivo de este artículo es realizar una primera valoración económica del coste de producción de Hidrógeno, a bordo de vehículos, mediante la reacción de la aleación de Aluminio y Galio, al añadirle agua, en comparación con el precio de junio de 2014 de la gasolina 98.
Las datos utilizados proceden de la ponencia de la Universidad de Purdue, de Estados Unidos, (http://nanohub.org/resources/6568) y de mi propia investigación personal.
El coste de producción energético unitario utilizando energía fotovoltaica es el siguiente:
- La demanda energética para la producción de un Kg. de aluminio mediante vía electrolítica es 14 kWh(eléctrico).
- El coste de producción de un kWh (eléctrico) en un campo fotovoltaico es 0,05 €, de modo aproximado. Este precio puede ser incluso inferior, si se dispusiese de un sistema de baterías que almacenen la electricidad fotovoltaica producida, cuando el precio horario del pool energético es inferior a los 0,05 € el Kwh.
- Un Kg. de Aluminio en conjunción con agua permiten generar una cantidad de hidrógeno que desde un punto de vista energético equivale a 4,4 kWh (térmico), y una cantidad de calor de 4,2 Kwh (térmico).
- El rendimiento de los dispositivos termoeléctricos esta entre 0,3 y 0,6, según la enciclopedia Wikipedia, por lo que consideramos 0,3, Por tanto, los dispositivos termoeléctricos pueden transformar el calor en electricidad, obteniendo: 4,2 x 0,3 = 1,26 Kwh (eléctrico).
La energía contenida en el hidrógeno se puede transformarse en electricidad, en una pila de combustible, con un alto rendimiento, bastante mayor que el de un motor de ciclo térmico.
Aunque la calidad (posibilidad de obtener trabajo) de la energía eléctrica, de la energía contenida en el hidrógeno, y de la contenida en la gasolina 98 no es la misma, podemos considerar que la energía total que se obtiene de la reacción de aluminio con el agua es 4,4 + 1,26 = 5,66 Kwh
El impuesto de valor añadido actual es 21 %
Bajo estos supuestos, el coste de producción energético térmico para su uso en un vehículo, produciendo hidrógeno a bordo es 1,21*0,05*14/5,66 = 0,15 €/kWh, IVA incluido. Para el cálculo del coste no se han considerado el coste asociado a la amortización de las cubas electrolíticas e instalaciones complementarias y acciones de mantenimiento.
El precio de venta al público, en junio de 2014, de la gasolina 98 era 1,555 euros/litro, y el litro de gasolina 98 tiene un poder calorífico de 8,89 Kwh (térmico), y, por tanto el coste energético aproximado para el usuario de este tipo de combustible es 1.555 / 8.89 = 0,17 €/kWh (térmico).
Desde junio a diciembre de 2014 el precio de los combustibles derivados del petróleo ha bajado significativamente, pero esto es consecuencia del enfrentamiento entre Estados Unidos y Rusia, y otras circunstancias geopolíticas, que no son el objetivo de este articulo.
Como el petróleo no se repone, y además contamina mucho, llegará un momento en que el petróleo se acabe, o sea más caro, o la contaminación sea insoportable, y ese será el momento adecuado para esta tecnología de producción de hidrógeno a bordo de vehículos.
Hay que hacer constar que el precio de la gasolina, y los derivados del petróleo en general, tienden a aumentar, aunque hay fluctuaciones, y que el coste de producción del Kwh de origen fotovoltaico tiende a disminuir, pero de manera constante.
Una vez amortizadas las instalaciones fotovoltaicas y las cubas electrolíticas, el coste de producción del Kwh, puede estar entre un 10 y un 20 % del valor actual, por lo que el coste de 0,15 euros/Kwh pasaría a ser de 0,03 euros/Kwh, debido a que el consumo de materias primas es mínimo, y la energía procede del Sol, que actualmente es gratuita.
Lo que indica un margen interesante para el análisis de esta solución tecnológica de alimentación energética para vehículos.
Por último, y no menos importante, todos los materiales que se utilizan, aluminio y galio, en esta tecnología son reutilizados completamente, por lo que no existe consumo significativo de materias primas de ningún tipo, ni contaminación, ya que los electrodos de las cubas electrolíticas pueden ser de material inerte y no necesitar consumo de carbón.
