Por Nick Buccheri, Presidente, América, Automatización Discreta en Emerson
La búsqueda de la descarbonización está impulsando cambios profundos en el transporte, posicionando a la industria al borde de una transformación monumental.
El regulador reductor de presión de dos etapas TESCOM serie HV-3500 está especialmente diseñado para su uso a bordo de vehículos industriales y comerciales con pila de combustible de hidrógeno. El HV-3500 permite a los fabricantes maximizar la eficiencia del combustible y mantener las flotas en la carretera durante distancias más largas. (Imagen cortesía de Emerson)
Abordar y prevenir los impactos más extremos del cambio climático es ahora una estrategia central para los gobiernos y las industrias de todo el mundo. La introducción de una legislación que abarca objetivos ambiciosos de emisiones netas de carbono cero ha estimulado a todos los sectores, incluido el transporte, a buscar métodos innovadores de descarbonización.
Actualmente, el sector del transporte contribuye con el 29% del total de emisiones de gases de efecto invernadero de EE. UU., lo que ofrece una importante oportunidad para reducir su huella de carbono a través de tecnología energéticamente eficiente y de bajas emisiones.
Simplemente limitar o capturar las emisiones de carbono de los vehículos propulsados por combustibles fósiles no será suficiente a largo plazo. El objetivo final para un progreso sustancial de la industria y el logro de objetivos netos cero es claro: todos los vehículos deben generar y transferir energía sin emisiones de carbono.
Empresas de todo el espectro del transporte están invirtiendo en diversas soluciones energéticas libres de carbono, reconociendo que no existe un enfoque único para lograr emisiones netas cero. Si bien los vehículos eléctricos de batería muestran un rápido crecimiento, por sí solos no pueden afrontar el desafío; Los vehículos propulsados por hidrógeno llenan los vacíos de rendimiento.
Progresos en vehículos libres de carbono
Las regulaciones gubernamentales, acompañadas de una tecnología neta cero establecida, están impulsando el cambio de combustibles fósiles a fuentes de energía libres de carbono en varias etapas. Adoptar múltiples vías tecnológicas, desde mejorar la eficiencia de los motores de combustión interna hasta promover la adopción de vehículos eléctricos de batería a través de incentivos, respalda la inversión en el potencial de los vehículos eléctricos de pila de combustible de hidrógeno (FCEV).
Soluciones como el regulador de presión de ventilación TESCOM serie 26-2000 están diseñadas para proporcionar un control de procesos seguro, confiable y preciso en la industria del hidrógeno. (Imagen cortesía de Emerson)
Los vehículos eléctricos de batería han experimentado un rápido crecimiento en los últimos 15 a 20 años. A pesar de mejorar el almacenamiento de la batería y la eficiencia del consumo de energía, siguen siendo los más adecuados para distancias cortas. Su limitación en el kilometraje entre recargas los hace inadecuados para los viajes de larga distancia típicos del transporte comercial. Un camión de larga distancia propulsado por baterías puede enfrentar desafíos ya sea al transportar la misma carga o requerir paradas de recarga más frecuentes debido al peso de la batería de alta resistencia.
Aprovechar la infraestructura existente
La infraestructura industrial y tecnológica existente puede facilitar la transición hacia la descarbonización. La adaptación de la tecnología existente de motores de combustión interna a la combustión de hidrógeno presenta una alternativa para aplicaciones específicas, como maquinaria pesada que requiere ráfagas de alta potencia.
A pesar de inconvenientes como las emisiones, la combustión de hidrógeno puede ser una alternativa viable a la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno en aplicaciones específicas. Aunque la combustión de hidrógeno no produce emisiones de dióxido de carbono (CO2), genera emisiones de óxido nitroso (NOx) cuando el hidrógeno se quema con gas nitrógeno (N2). Sin embargo, la eficiencia de las pilas de combustible de hidrógeno suele superar el 50%, mientras que la combustión de hidrógeno produce una eficiencia del 25-30%.
Factores críticos en la descarbonización
El peso juega un papel fundamental al comparar las pilas de combustible de hidrógeno con el almacenamiento en baterías, especialmente para el transporte de mercancías de larga distancia. Para un almacenamiento de energía equivalente, las pilas de combustible de hidrógeno son más ligeras que las baterías, lo que permite que los camiones equipados con pilas de combustible de hidrógeno transporten un tonelaje similar al de los camiones diésel. Los tanques de hidrógeno se recargan mucho más rápido que la recarga de las baterías de los camiones, lo que maximiza el tiempo de conducción en rutas de larga distancia.
Variedad de opciones
Con el apoyo de iniciativas gubernamentales y proyectos globales, la industria del hidrógeno está preparada para una rápida expansión.
Vehículos comerciales
La tecnología del hidrógeno en camiones de carga de larga distancia presenta una oportunidad importante para descarbonizar un segmento clave del transporte. Los camiones propulsados por hidrógeno ofrecen tiempos de reabastecimiento de combustible más cortos y distancias de viaje más largas entre paradas en comparación con los camiones eléctricos de batería. Por ejemplo, una flota de camiones propulsados por hidrógeno con sede en Suiza ha recorrido más de 3 millones de millas desde 2020. Las principales empresas de bienes de consumo también están probando semirremolques propulsados por hidrógeno para reemplazar sus flotas de diésel.
Transporte público
Se están explorando más aplicaciones de celdas de combustible de hidrógeno en el transporte público, como lo ejemplifica la ciudad de Nueva York que recibió una subvención para sus dos primeros autobuses con celdas de combustible y estaciones de servicio de apoyo. Se prevé que estos autobuses transporten pasajeros a finales de 2024.
Trenes
La integración de generadores eléctricos de pila de combustible de hidrógeno en trenes de pasajeros puede sustituir a las locomotoras diésel-eléctricas. Estos trenes transportarán suficiente hidrógeno para viajes de larga distancia, lo que permitirá espaciar la infraestructura de repostaje de hidrógeno y facilitará la transición a la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno.
Ya se ha introducido el “Hydrarail”, que utiliza combustible de hidrógeno a bordo. En Alemania, un tren de pasajeros propulsado por pila de combustible de hidrógeno recorrió 1.175 kilómetros sin repostar su tanque de hidrógeno en 2018.
Trazando un rumbo más ecológico
Depender únicamente de una tecnología corre el riesgo de ralentizar la transición hacia un futuro sin emisiones para el transporte. Tanto las tecnologías de vehículos eléctricos de pila de combustible de hidrógeno verde como las de vehículos eléctricos de batería son prometedoras para reducir sustancialmente las emisiones de gases de efecto invernadero del sector. En lugar de un escenario de “esto o lo otro”, el futuro está en adoptar ambas tecnologías, dadas sus ventajas únicas que se adaptan a diversos segmentos del transporte.
Aunque no está tan desarrollado como la tecnología de baterías eléctricas, el hidrógeno verde demuestra potencial para abordar necesidades clave de transporte. Con inversiones estratégicas en toda la cadena de valor, la industria del hidrógeno puede mejorar de manera eficiente sus tecnologías e infraestructura, acercándonos al futuro libre de carbono por el que luchamos.