Escocia apuesta por los trenes de pila de combustible de hidrógeno para un ferrocarril sin emisiones

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Escocia estableció un objetivo de descarbonización para 2035 para su sistema ferroviario de pasajeros el verano pasado, y seguro que tienen mucho trabajo por delante. Exprimir a las locomotoras diesel fuera de escena no es tan fácil como parece. La electrificación ha sido el arma de elección, y ahora se están moviendo para matar con nuevos trenes de pilas de combustible de hidrógeno. Espera, ¿qué pasó con la electrificación?

Escocia está en camino de concretar su primer hidrógeno tren de pasajeros con pila de combustible a tiempo para la COP 26 en Glasgow (foto cortesía de Arcola).

Espera, ¿qué pasó con la electrificación?

Es curioso que preguntes. No pasó nada con la electrificación. Depende, eso es todo.

La instalación de nueva infraestructura eléctrica en rutas que antes no estaban electrificadas puede enfrentarse a obstáculos de ingeniería y de costos, lo que corta esa opción para algunos ferrocarriles. Los trenes también se pueden electrificar con baterías a bordo, como cualquier otro vehículo eléctrico. Sin embargo, los paquetes de baterías para locomotoras y otros usos de servicio pesado pueden tardar una eternidad en cargarse, lo que genera conflictos con la programación y la disponibilidad de la flota en algunos casos.

Hasta ahora, las locomotoras eléctricas de batería se han limitado principalmente al trabajo de jardinería. BNSF acaba de comenzar a probar un combo de batería híbrida para recorridos más largos en los EE. UU., pero se apoya en gran medida en el diésel.

El cambio de batería es una solución al problema de la carga. Está surgiendo en el campo de los automóviles eléctricos, pero conlleva algunos desafíos logísticos propios cuando se trata de paquetes de baterías del tamaño de una locomotora.

Eso finalmente nos lleva al hidrógeno, y la experiencia de electrificación del Reino Unido es instructivo en ese sentido. En 2012, el Reino Unido anunció planes ambiciosos para electrificar toda su flota de locomotoras diésel, pero las cosas comenzaron a desmoronarse después de solo unos meses cuando la ambición chocó con el estado de la tecnología, entre otros problemas.

Para 2018 la idea de convertir trenes eléctricos a las pilas de combustible de hidrógeno se convirtió en parte del plan. Ese proyecto va tomando forma bajo el programa de trenes de pilas de combustible “Breeze” con la firma francesa Alstom.

Las celdas de combustible producen electricidad al exponer hidrógeno y oxígeno ambiental a un catalizador, por lo que las locomotoras de celdas de combustible son electrificadas, pero diferentes. De hecho, los sistemas de pilas de combustible de las locomotoras pueden desplegar tanto baterías como pilas de pilas de combustible (más sobre eso en un segundo), para que usted obtenga lo mejor de ambos mundos.

Celdas de combustible de hidrógeno de Scotland Hearts

La tendencia de las locomotoras de pila de combustible de hidrógeno parece estar ganando terreno. Alstom también anunció recientemente planes para introducir trenes de pila de combustible a Austria e Italia, y ahora aquí llega Escocia con una nueva iniciativa importante de trenes de celdas de combustible encabezada por la nueva empresa Arcola Energy.

No están bromeando. La nueva iniciativa conecta a Arcola con el Empresa escocesa organización de desarrollo económico, la agencia gubernamental de transporte Transporte Escociay el acelerador de hidrógeno en la Universidad de San Andrés.

Si existen dudas sobre el compromiso de Escocia con una economía del hidrógeno, el Acelerador de Hidrógeno está aquí para disiparlas.

El acelerador de hidrógeno describe su misión como fundamental para “definir y lograr la descarbonización en Escocia”. Eso incluye asumir un papel de liderazgo en la evaluación de la tecnología, así como optimizar y estandarizar la tecnología y dirigir el alcance y las comunicaciones.

El Acelerador también ayuda a empresas privadas, recursos académicos de I + D y otros recursos locales a conectarse. La nueva incubadora de sostenibilidad en el Parque de Innovación Michelin Escocia en Dundee es un ejemplo. Se lanzó hace solo unos meses y la primera cohorte de ocho empresas ya está comenzando a asentarse. Una segunda cohorte está prevista para 2021, así que estad atentos para más información sobre eso.

El secreto de la descarbonización detrás del nuevo impulso de diésel a hidrógeno

Junto con socios gubernamentales y académicos, el equipo de Arcola incluye la firma consultora Arup y especialistas en cumplimiento Consultoría de riesgos de Abbotty verificación de terceros a través de Servicios de certificación AEGIS.

El plan es aprovechar la tecnología “A-Drive” recientemente lanzada por Arcola para desarrollar un nuevo tren motriz que se ajuste a las normas de cumplimiento y seguridad ferroviaria.

Las baterías están incluidas, por cierto. Como lo describieron nuestros amigos en Transportador a granel, el A-Drive está diseñado con baterías que se pueden adaptar a aplicaciones particulares, además del motor eléctrico y los sistemas de almacenamiento de hidrógeno y pila de combustible.

Entonces, ¿por qué baterías en un tren eléctrico de hidrógeno? Eso es fácil. Las baterías A-Drive permiten el frenado regenerativo, lo que implica capturar y almacenar energía cinética para su reutilización.

El objetivo es entregar un tren de hidrógeno totalmente certificado en solo 10 meses, que está a la vuelta de la esquina, pero tienen un comienzo en funcionamiento. El plan es que Arcola convierta uno de los trenes de pasajeros de clase 314 de ScotRail en una plataforma de I + D “lista para la implementación” para los socios del consorcio, con Bo’ness y Kinneil Railway brindando soporte en el sitio.

Si todo va de acuerdo con ese plan, el próximo plan es utilizar las lecciones aprendidas para desarrollar un plan de todo el sistema para introducir trenes de hidrógeno en los ferrocarriles de Escocia.

Y ahí es donde las cosas se ponen interesantes. La descarbonización no es simplemente una cuestión de deshacerse del combustible viejo e introducir el nuevo. Los impactos del carbono en el ciclo de vida también entran en juego. Desde la perspectiva del ferrocarril, el enfoque de dump and go pierde una oportunidad de oro para aprovechar ahorros adicionales de carbono mediante la reutilización de material rodante antiguo. Eso es exactamente lo que Escocia tiene en mente.

“Este proyecto tiene el potencial de cambiar las reglas del juego para el futuro del material rodante ferroviario de Escocia”, explica el secretario de Transporte, Michael Matheson. “Nuestro Plan de acción para la descarbonización de ferrocarriles se propone hacer que nuestros ferrocarriles de pasajeros estén libres de emisiones para 2035, pero para maximizar nuestras ambiciones de cambio climático, también existe el requisito de analizar lo que hacemos con las acciones retiradas. Si podemos volver a ponerlos en uso de una manera neutra en carbono, se pueden lograr enormes beneficios climáticos “.

¡Ah! ¡Interesante! Los fanáticos de las baterías pueden preguntarse por qué la actualización de locomotoras diésel con paquetes de baterías no funcionará de la misma manera. Si tiene alguna idea al respecto, envíenos una nota en el hilo de comentarios.

Más y mejor hidrógeno en camino

Mientras tanto, Arcola y sus socios trabajarán las veinticuatro horas del día para poner en marcha el nuevo tren a tiempo para pavonearse durante el próximo Conferencia de la ONU sobre cambio climático, COP26, en noviembre, que será presentado en Escocia por Glasgow City.

¿Qué pasa con eso ?, podría preguntarse. La fuente principal del suministro mundial de hidrógeno es el gas natural, lo que significa que cambiar de un motor diésel a una celda de combustible no es todo lo que parece, en cuanto a la descarbonización.

Afortunadamente, como se trazó temprano y a menudo en las páginas de Electronia, el hidrógeno procedente de recursos renovables está entrando en escena. Las fuentes de H2 verde incluyen biogás, biomasa, aguas residuales, agua de mar y cualquier agua vieja. Los gases residuales industriales y los residuos sólidos también se encuentran en la mezcla.

El ángulo del agua está obteniendo actualmente la mayor tracción en el mercado comercial. Se trata de sistemas de electrólisis, que utilizan electricidad para separar el gas hidrógeno del agua. Eso no habría tenido ningún sentido en los viejos tiempos, cuando la mayor parte de la electricidad del mundo provenía de fuentes de energía fósiles. Todavía lo hace, pero la energía renovable está comenzando a dominar y gran parte de la última actividad de hidrógeno se centra en las fuentes renovables.

Eso gira de regreso a Escocia, donde la abundancia de energía eólica marina y otras energías renovables encamina al país a producir una sobreabundancia de kilovatios limpios. Green H2 ya juega un papel importante en la última versión del plan de descarbonización general de Escocia, y no tiene a dónde ir más que hacia arriba.

En un desarrollo especialmente interesante, Escocia está conectando un sistema de energía de las mareas con una batería de flujo y un sistema de electrólisis de H2 verde, así que estad atentos para obtener más información al respecto.

Sigueme en Gorjeo.

Foto (captura de pantalla, recortada): hidrógeno tren para el sistema ferroviario de Escocia cortesía de Arcola.

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Sin más, te dejo hasta la siguiente noticia. ¡Hasta más ver!

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