Trenes alimentados por hidrógeno vs batería: ¿cuál es más eficiente?

7 agosto, 2020
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Publicado en Destacadas Nos Encanta Noticias
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Traducido por Nicole Jacobs - Fuente Treehugger - Foto por ewg3D/Gettyimages

Casi todos están de acuerdo en que la mejor manera de alimentar un tren es con electricidad de cables aéreos; el único problema es que es realmente costoso de instalar. Incluso en Europa, que cuenta con un un excelente sistema ferroviario, hasta el 40% de 40,000 kilómetros de vías no están electrificadas, y, en muchas de estas líneas, la demanda no es lo suficientemente alta como para justificar el costo, que puede ser enorme.

No es solo el cableado, sino que a menudo los puentes deben ser reconstruidos más alto para manejar la altura de los cables de catenaria y los pantógrafos en los techos de los trenes.

Los gobiernos europeos quieren deshacerse de los trenes que funcionan con diésel como parte de la lucha contra el calentamiento global, por lo que han estado comprando múltiples unidades de hidrógeno y electricidad (HEMU), que son trenes eléctricos que funcionan con celdas de combustible impulsadas por hidrógeno.

Pero hay otro jugador importante en el juego, las unidades múltiples eléctricas de batería (BEMU): trenes alimentados directamente por baterías gigantes, que cada día son mejores y más baratas, están empujando hasta 120 kilómetros de alcance.

Rail Journal cita a Brahim Soua de Alstom, quien dice: “Este no fue el caso hace varios años donde el nivel de autonomía era cercano a los 40 km. Esto es gracias a una mejora en la capacidad de la batería para almacenar más energía para la misma masa de batería”.

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Este es un rango lo suficientemente bueno como para saltarse muchas secciones no electrificadas de Europa. El comunicado de prensa de Alstom explica cómo funciona en estas secciones:

“El Coradia Continental BEMU tiene un alcance de hasta 120 kilómetros y se puede operar bajo catenaria, también en secciones no electrificadas. Los trenes de tres vagones serán 56 metros de largo y estarán equipados con 150 asientos. Tendrán una velocidad máxima de 160 km/h en modo batería. La capacidad de las baterías (iones de litio de alta potencia) se calcula para garantizar un funcionamiento sin catenaria de la línea Chemnitz-Leipzig sin sacrificar el rendimiento o la comodidad”.

Ahora, Oliver Cuenca de International Railway Journal informa que los trenes que funcionan con baterías cuestan un 35% menos para comprar y operar que los trenes de hidrógeno. Las baterías tampoco tienen que ser reemplazadas a menudo como las celdas de combustible, por lo que los costos de mantenimiento serán más bajos.

Fuente renovable

No obstante, el estudio supone que solo se utilizará hidrógeno “verde” producido por electrólisis usando electricidad de fuentes renovables. En realidad, en algunos casos se usará el denominado “hidrógeno gris” más barato, producido como un subproducto de la industria química y petrolera.

Esto es probablemente cierto. El problema es que no tiene sentido reemplazar los trenes diésel si funcionan con hidrógeno gris, que está fabricado de gas natural y emite 9.3 kg de CO2 por cada kg de H2 en el proceso. La gente que se inclina por la tendencia de hidrógeno dice que esto es solo un paso intermedio, que el plan es que el hidrógeno será producido en el sitio mediante electrólisis y energía eólica en una etapa tardía del proyecto. Pero como se señaló antes, aunque el suministro de electricidad renovable de Alemania ha crecido dramáticamente, todavía obtienen la mitad de su energía del carbón y están cerrando sus reactores nucleares. Pasará mucho tiempo antes de que generen hidrógeno a partir de la electrólisis.

A menos que se hiciera de noche…

El estudio también asume que el hidrógeno será más costoso que la electricidad porque, en primer lugar, se necesita electricidad para producir el hidrógeno. Esto puede no ser cierto, ya que es posible que la electricidad utilizada para producir hidrógeno generado en la noche será significativamente más barata debido a una demanda mucho menor en comparación con la electricidad diurna utilizada cuando funcionan la mayoría de los trenes regionales eléctricos.

Excepto que, si los trenes operan durante el día, pueden recargarse por la noche con la misma electricidad barata, tal como lo hacen las personas con sus autos eléctricos. Y almacenará mucho más de esa electricidad. El hidrógeno es una batería pésima; la eficiencia de separarlo del oxígeno ahora es de aproximadamente el 80%.

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Luego hay pérdidas al comprimirlo y enfriarlo, y luego la celda de combustible tiene solo un 50% de eficiencia, proveyendo una eficiencia general en las ruedas de aproximadamente el 35%. Todo esto podría mejorar con nueva tecnología, pero las baterías funcionan con una eficiencia del 80% y también están mejorando, señala el experto en energía, Paul Martin.

Una tecnología que usa tres veces más energía que su competidor, como mínimo, tendrá dificultades para competir si utilizan la misma fuente de energía. Por lo tanto, si el H2 va a ser competitivo, tenga cuidado: no será el hidrógeno “verde” lo que buscan. Será el único tipo que puedes comprar actualmente: hidrógeno NEGRO producido de fósiles sin captura de carbono. Y esa es una manera muy cuestionable de “ecologizar” un diésel.

Incluso las personas que compran los trenes están votando con sus billeteras:

El informe también encontró que la adopción de los BEMUs para operación regular está aumentando rápidamente, con 31.2 millones de km de ferrocarril alemán ahora contratados o licitados exclusivamente para la operación de BEMU. Por el contrario, los trenes de hidrógeno representan tan solo 5.2 millones de km, limitados por dos contratos en Baja Sajonia y Hesse, en donde ambos utilizan trenes Alstom iLINT.

La tendencia de hidrógeno continuará; los gigantes de los combustibles fósiles y las compañías de distribución de gas han invertido tanto en tuberías e infraestructura, y tienen grandes cantidades de gas natural barato que pueden deshacerse del hidrógeno. Seguirán prometiendo que algún día será verde o azul para poder mantener el control del sistema. Pero en realidad, los sistemas eléctricos, ya sea en casas, automóviles o trenes, siguen mejorando cada vez más. Así que electrifiquemos todo y terminemos con la tendencia de hidrógeno.

Este texto apareció originalmente en Treehugger, puedes ver el original en inglés aquí.