El transporte busca energía alternativa menos contaminante

El transporte en toda su amplia extensión, tanto de personas como de mercancías busca solucionar el problema climático de la emisión de CO2 y partículas contaminantes, a través del uso de combustibles que sean alternativos al derivado de los combustibles sólidos de petróleo (gasolinas, sobre todo diésel). Con ello se quiere cumplir con las recomendaciones que está llevando a cabo la Unión Europea, que ha marcado el horizonte 2035 como fecha para la eliminación del uso del diésel en la propulsión, por ejemplo, de los ferrocarriles, o el cumplimiento en el año 2050 del Green Deal, es decir del Pacto Verde Europeo, que busca la reducción de hasta un 90% de la emisión de partículas contaminantes al medio ambiente. Esos nuevos combustibles se basan sobre todo en la energía eléctrica, y en el uso de pilas de combustible, o en el empleo de Gas Natural Licuado, o biocombustibles. El problema es que no todos estos tipos de alternativa son válidos para todos los sistemas de transporte.

Las nuevas tecnologías van a permitir mejorar, aun más, la sostenibilidad del transporte. Últimamente, y tras el empleo de energía eléctrica de forma directa, se ha podido mejorar el comportamiento de vehículos de transporte urbano, así como del ferrocarril. En el caso de solucionar la propulsión de vehículos de transporte de pasajeros y mercancías por carretera, es ya más complicado y de momento se encuentra estancado. El ferrocarril es el que está utilizando más la energía eléctrica gracias al uso de catenarias y a los acumuladores que llevan los convoyes. Pero también hay un problema a nivel europeo.

La situación actual del ferrocarril en Europa presenta la existencia de más de 80.000 kilómetros de líneas ferroviarias sin electrificar, un 39% del total de la red, por donde sólo pueden circular trenes movidos por diésel. Por esas infraestructuras circulan del orden de 12.000 convoyes y unas 5.800 locomotoras emitiendo una alta cantidad de partículas contaminantes al medio ambiente. Aunque desde hace años se ha intentado ir paliando esta situación con la electrificación de las vías, el coste de estas obras es muy elevado, por ejemplo, en el caso de España, donde la red total cuenta con 12.149 kilómetros, y sólo el 35%, es decir unos 5.289 kilómetros están electrificados, un kilómetro con catenaria supone más de 500.000 euros de inversión.

Considerado el ferrocarril como la mejor alternativa al transporte en Europa, siendo el más apoyado, tanto por los diferentes países como por los fondos de “conectar Europa” de Bruselas, los principales fabricantes europeos, como son el alemán Siemens, el francés Alstom, y los españoles CAF y Talgo han desarrollado una nueva forma de propulsión que no precisa el diésel para el movimiento de los convoyes, y que ha reducido a, prácticamente, cero las emisiones de CO2 a la atmósfera, porque sólo emite vapor de agua. Se trata del hidrógeno. De las pilas que producen energía a través de hidrógeno.

El funcionamiento de una pila de combustible en un ferrocarril no es muy complicado. El tren dispone de un dispositivo electroquímico capaz de producir electricidad a partir de hidrógeno y oxígeno, éste último se capta del aire. La electricidad que se ha generado se lleva a un motor eléctrico, que es el encargado de mover el tren. El hidrógeno que es suministrado a la pila es almacenado en unos tanques que se encuentran dentro del tren. Además, las unidades del convoy cuentan con unas baterías encargadas de recuperar la energía que se libera durante el proceso de frenado.

Alstom, Siemens, Talgo y CAF

El primero en presentar un modelo de tren movido por pilas de hidrógeno ha sido el fabricante francés Alstom, que ya está funcionando en Alemania (Baja Sajonia), desde finales del 2018. El Coradia Lint, es un modelo dotado con pilas de combustible que transforman el hidrógeno y el oxígeno en electricidad, aportando únicamente una emisión de vapor de agua al medio ambiente. Cuenta con una autonomía de hasta 1.000 kilómetros con una carga al día, y puede desarrollar una velocidad máxima de 140 kilómetros por hora. La configuración de las primeras unidades permite el transporte de hasta 300 pasajeros. Desde el fabricante se considera que se trata de un modelo “ideal” para operar a nivel regional. Tras recibir la homologación por parte de la Autoridad Alemana de Ferrocarriles (EBA) estos trenes fueron utilizados en servicios regulares de pasajeros entre las localidades de Cuxhaven, Bremerhaven, Bremervorde y Buxtehude (Baja Sajonia).

Por su parte, el fabricante alemán Siemens, también ha entrado en la tecnología del hidrógeno. De acuerdo con Deutche Bahn está desarrollando un sistema global de uso de hidrógeno, basado en un tren de última generación y una estación de combustible de nuevo diseño, que está en fase de prueba.

El sistema, compuesto tanto por vehículos como infraestructura, tiene como objetivo reemplazar los trenes diésel que operan en las rutas regionales y reducir aún más las emisiones de CO2. Se ha planeado una fase de prueba de alrededor de un año en la región que rodea la ciudad de Tübingen. El gobierno del estado de Baden-Württemberg apoya el proyecto, y el Ministerio Federal de Transporte e Infraestructura Digital (BMVI) ha anunciado su intención de financiarlo. El prototipo que Siemens Mobility pondrá en marcha está basado en el tren regional Mireo Plus. El tren de dos coches dispondrá de un rango de operación de hasta 600 kilómetros, y podrá alcanzar 160 kilómetros a la hora.

En España, los dos fabricantes ferroviarios, Construcciones y Auxiliar de Ferrocarriles (CAF), y Talgo está desarrollando también programas que emplean hidrógeno en la propulsión de sus trenes. En el caso de la segunda, ya ha sido presentado en sociedad su prototipo, y se ha anunciado el calendario de fabricación y puesta en marcha de ese futuro tren de hidrógeno, que prevé una primera fase de pruebas que se llevará a cabo durante el año 2021 y la posterior instalación de esta tecnología en los nuevos trenes entre 2022 y 2023. La compañía explica que este sistema se configura como una solución modular que permite su instalación en todo tipo de trenes, así como en reconversiones de diésel a hidrógeno, pero que se ha diseñado específicamente para la plataforma Vittal de Cercanías y Media Distancia.

En concreto, el sistema utiliza pilas de hidrógeno que aportan la energía a los motores eléctricos del tren y se alimenta de fuentes de energía renovable, como la solar fotovoltaica o la eólica, que producen hidrógeno que se almacena y, posteriormente, se utiliza para alimentar los sistemas de propulsión avanzados basados en pilas de combustible que incrementan la aceleración disponible en los arranques, aprovechando las frenadas del tren para recargarse.

Por su parte, CAF ha comenzado a desarrollar su proyecto que va a contar con un plazo de cuatro años. Se inscribe dentro de la propuesta FCH2RAIL, seleccionado por la agencia de la Comisión Europea dedicada a impulsar el desarrollo del hidrógeno y de las pilas de combustible. El proyecto FCH2RAIL será liderado técnicamente por CAF en un consorcio formado por las empresas, DLR, RENFE, TOYOTA MOTOR EUROPE, ADIF, IP, CNH2 y FAIVELEY Stemmann Technik y cuenta con un presupuesto por encima de los 14 millones de euros, de los cuales aproximadamente el 70% será soportado por los fondos europeos.

Pero no todo es ferrocarril, también el transporte de viajeros por carretera está desarrollando proyectos que permitan a los autobuses moverse con hidrógeno. Recientemente el operador de movilidad ALSA ha presentado en Madrid el primer autobús de hidrógeno que operará una línea urbana en España. Vehículo que tras la realización de pruebas se podrá incorporar a una línea urbana de forma estable. El autobús incorpora una tecnología de propulsión pionera, una pila de combustible alimentada por hidrógeno, y que tiene una gran autonomía, a diferencia de los vehículos eléctricos de baterías, que le permite operar una línea urbana sin largas paralizaciones para recargas.

El GNL de uso urbano y marítimo

Otro tipo de combustible que se ha impuesto ya en diferentes transportes urbanos de viajeros es el Gas Natural Licuado, (GNL) que emite menos contaminación al medioambiente. No obstante, el mayor desarrollo se está llevando a cabo hacia un medio de transporte que se considera de los más contaminantes, como es el marítimo. La remotorización de diferentes buques va adoptando sistemas mixtos de propulsión. Actualmente hay más de 250 buques que emplean el GNL y que logran reducir en un 30% las emisiones del CO2 y en un 80% las de NOx. Un ejemplo es el nuevo barco fast-ferry que se ha construido en el astillero gijonés Armon, para la naviera Balearia. El buque Eleanor Roosevelt es el primero del tipo fast-ferry del mundo en usar GNL para propulsarse. Actualmente se encuentra realizando las primeras pruebas. Cuenta con una capacidad para 1.200 pasajeros y una bodega para 500 metros de camiones y 250 turismos