Los trenes de carga eléctricos a batería podrían suceder antes de lo que cree

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Los Intertubes se encendieron como una hoguera el mes pasado cuando el fabricante estadounidense Wabtec presentó la primera locomotora totalmente eléctrica nueva para transportar carga en América del Norte, así que imagínense lo que podría suceder si cientos o incluso miles de trenes de carga eléctricos de batería estallaran repentinamente. sobre los rieles. Puede que no suceda de la noche a la mañana, pero podría suceder antes de lo que cree.

Trenes de carga eléctricos a batería

Los trenes de mercancías con motor diésel tienen un historial relativamente bueno de emisiones de carbono, por así decirlo. Sin embargo, siempre hay margen de mejora, especialmente cuando se avecina una crisis climática y se involucran cuestiones de justicia ambiental. La ventaja de las emisiones de los trenes de carga diesel también comenzará a evaporarse cuando los camiones de batería y celda de combustible comiencen a incursionar en el mercado del transporte de carga.

Sin embargo, hasta ahora, los trenes de carga eléctricos a batería han demostrado ser un objetivo difícil de alcanzar. Entre otros factores, los escépticos citan problemas logísticos que incluyen rutas largas y la ausencia de una infraestructura de carga.

Aún así, ha comenzado a moverse algo de actividad en torno a los trenes de carga eléctricos a batería. La nueva locomotora eléctrica de batería de Wabtec, por ejemplo, hará sus primeros recorridos en una ruta de 139 millas desde los suburbios de Pittsburgh, Pensilvania hasta la ciudad de Conneaut, Ohio, acompañada por la última versión de las locomotoras diésel de bajo consumo de combustible de la compañía. El combo diésel-eléctrico puede decepcionar a los fanáticos de la electrificación, pero Wabtec aún espera una reducción general de las emisiones del 30%, que no es poca cosa.

Las pilas de combustible ofrecen otra ruta hacia la electrificación. Sierra Northern Railroad en California, por ejemplo, recientemente ganó una subvención para construir una locomotora eléctrica de celda de combustible para aplicaciones de carga. Se limitará a trabajar en un patio de maniobras, pero las locomotoras de cambio pueden recorrer muchos kilómetros al día, por lo que los ahorros de emisiones podrían sumarse.

La luz al final del túnel

Dado este estado de cosas, puede parecer que el sueño de los trenes de carga eléctricos a batería sigue siendo un sueño. Sin embargo, un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía de EE. UU. Acaba de publicar un estudio que indica que podría ser rentable convertir la flota de trenes de carga diésel de la nación en energía de batería, y podría lograrse en tan solo unos segundos. pocos años.

Puedes obtener todos los detalles jugosos en el diario. Energía de la naturaleza bajo el título, “Los beneficios económicos, ambientales y de resiliencia de la red de convertir trenes diésel en baterías eléctricas,”Pero la esencia es simple. Como explicó Berkeley Lab en un comunicado de prensa la semana pasada, la industria del transporte de mercancías por ferrocarril de EE. UU. Ya está a medio camino de la electrificación porque casi todos Los trenes de carga diésel en los EE. UU. ya funcionan con propulsión eléctrica.

“A diferencia de otras regiones del mundo, todos los trenes de carga en los EE. UU. Siguen siendo diesel eléctricos, en gran parte porque la estrategia de electrificación típica de construir líneas electrificadas sobre vías es más difícil de implementar en los EE. UU. Con sus vastas distancias”, explica Berkeley Lab.

“En los trenes diesel-eléctricos, un motor diesel está conectado a un alternador que luego suministra electricidad a los motores eléctricos conectados a los ejes de la locomotora. Por lo tanto, la modernización de los trenes para que funcionen con baterías es factible porque los trenes diesel-eléctricos ya tienen un motor eléctrico ”, agrega el laboratorio.

El caso para un cambio rápido a trenes de carga eléctricos a batería

Natalie Popovich, autora principal del estudio, enfatiza que la velocidad es el nombre del juego. También señala que la justicia ambiental es un fuerte motivador para que los trenes de carga del país abandonen el diesel, junto con las perspectivas de una caída general de las emisiones de carbono.

Las emisiones de las locomotoras diésel representan solo una pequeña fracción de la contaminación atmosférica general en los EE. UU., Pero el impacto cae desproporcionadamente en comunidades vulnerables cercanas a los patios de carga.

“Nuestro análisis muestra que un cambio al transporte de carga con baterías eléctricas reducirá la emisión anual de dióxido de carbono de la industria en más de la mitad, eliminando más de 400 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono en 20 años”, dijo Popovich.

“Una conversión rápida del sector ferroviario de carga no solo es técnicamente factible y rentable, sino que traerá beneficios económicos y de salud inmediatos y duraderos a las comunidades de menores ingresos”, agregó, “Y brindaría un impulso a los esfuerzos de nuestra nación para frenar el cambio climático, especialmente considerando que se espera que la capacidad ferroviaria de carga de EE. UU. se duplique para 2050 “.

El factor clave que aprovecha la conclusión de los autores es la fuerte y constante caída en el costo de las baterías de iones de litio.

“A precios de batería en el futuro cercano, los trenes eléctricos de batería pueden lograr la paridad con los trenes diesel-eléctricos si se incluyen los costos ambientales o si las compañías ferroviarias pueden acceder a precios de electricidad al por mayor y lograr un uso del 40% de la infraestructura de carga rápida”, escriben. “Contabilización de contaminantes atmosféricos de criterio reducido y CO2

El costo de la batería no es el único factor. Otro elemento es el tamaño relativamente grande de las locomotoras. Reducir el peso y el tamaño de las baterías es un problema crítico para los automóviles y camiones eléctricos, pero los trenes de carga eléctricos a batería podrían funcionar con tecnología que centre más la atención en el alcance y la potencia.

Los muchos beneficios de la energía de la batería

A pesar de las largas distancias involucradas en la red de transporte ferroviario de EE. UU., El estudio también señala que los trenes de carga solo tienen un promedio de 150 millas por día. Ese es otro factor que abre la posibilidad de reemplazar el diésel por baterías.

“Un tren de carga a batería consumiría la mitad de la energía que requiere un tren diésel-eléctrico, y teniendo en cuenta la caída de los precios de las baterías y los costos ambientales del diésel, los trenes eléctricos a batería van camino de ser más rentables que los diésel-eléctricos trenes ”, explica el laboratorio.

En cuanto a los tiempos de carga, el estudio indica que la naturaleza centralizada de la infraestructura ferroviaria ayudaría a crear economías de escala para invertir en estaciones de carga rápida.

El estudio también señala otras ventajas. Las baterías se pueden alojar en carros tiernos modulares, que podrían desengancharse y usarse para energía de emergencia y otras situaciones en las que una gran fuente de energía móvil de cero emisiones sería útil.

Los carros auxiliares a batería también podrían usarse para reducir las emisiones en los puertos de contenedores y a bordo de los buques portacontenedores.

Amol Phadke, autor correspondiente del estudio, señala que “la conversión del sector ferroviario de carga de EE. UU. A baterías eléctricas generaría alrededor de 220 gigavatios-hora de almacenamiento móvil”. Eso también se traduce en beneficios finales para los operadores de trenes de mercancías.

“Esta capacidad de almacenamiento de energía móvil también crearía una nueva fuente de ingresos potencial para los operadores de ferrocarriles de carga”, explica Phadke.

El equipo de Berkeley Lab también señaló que el reacondicionamiento de baterías en una locomotora diesel-eléctrica podría lograrse sin deshacerse de la parte diesel del sistema, por lo que el combustible diesel aún estaría disponible en caso de que se necesite una fuente de combustible secundaria.

“Esta capacidad de combustible dual, que permite el uso de baterías o diésel, es una ventaja única en comparación con la electrificación completa del sistema ferroviario de carga o el uso de celdas de combustible de hidrógeno”, señala el laboratorio.

Próximos pasos para las locomotoras con cero emisiones

El estudio no indica ningún obstáculo significativo, pero aún así, el diablo está en los detalles. Los próximos pasos incluirán estudios adicionales, así como proyectos de demostración a una escala lo suficientemente grande como para cubrir la infraestructura de carga.

Mientras tanto, nuestros amigos en Edad del ferrocarril tenga en cuenta que ya se encuentran disponibles vagones de batería para trenes de carga eléctricos a batería. Un chasis de vagón de mercancías estándar funcionaría, con algunas modificaciones.

Las baterías de iones de litio no son la única opción para los trenes de mercancías con baterías eléctricas. Edad del ferrocarril cita las baterías de flujo como una opción emergente, y podrían ofrecer ventajas de duración y ciclo de vida sobre la tecnología de iones de litio.

Si tiene alguna idea al respecto, envíenos una nota en el hilo de comentarios.

Sigueme en Twitter @TinaMCasey.

Foto: Locomotora eléctrica a batería cortesía de Wabtec.

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