Cuando el gobierno del Reino Unido canceló sus planes de electrificar las líneas ferroviarias que atravesaban Gales, Midlands y el norte de Inglaterra y cortó la electrificación de la red ferroviaria Great Western, terminó prematuramente el programa de inversión ferroviaria, considerado uno de los más grandes del país desde la época victoriana. Pero ahora el gobierno y los fabricantes de trenes esperan que el hidrógeno sea una alternativa a la electrificación de los ferrocarriles británicos.
Trenes de hidrógeno
Los trenes de hidrógeno ya han reemplazado los motores diésel más sucios en Alemania, y algunas compañías ferroviarias creen que el Reino Unido hará lo mismo para 2022. Aún se necesitan inversiones para introducir nuevas tecnologías. Pero pueden ser un paso importante para reducir la huella de carbono de los ferrocarriles.
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Actualmente, solo un tercio de la red ferroviaria del Reino Unido está electrificada y se han convertido pocas vías adicionales en los últimos años. A medida que el gobierno deja de electrificar la red, se enfrenta a un dilema: ¿cómo eliminar los trenes diésel que producen dióxido de carbono y otros contaminantes dañinos?
La estrategia actual es comprar trenes bimodales que puedan cambiar a diésel cuando se aparten del camino sin electricidad. Pero esto no resuelve el problema como tal.
Si electrificar el resto de la red parece demasiado caro, una posible alternativa sería generar electricidad a bordo del tren. Una forma de hacerlo es utilizar pilas de combustible que combinan gas hidrógeno con oxígeno del aire para producir electricidad y agua. El hidrógeno puede transportar más energía que las baterías del mismo peso, lo que significa que los sistemas de pilas de combustible pueden ser más ligeros. Además, toman menos tiempo para repostar que las baterías para recargar y no tienen los mismos altos costos ambientales de fabricación.
El gas hidrógeno debe comprimirse en tanques, que generalmente se encuentran en el techo del tren. Pero agregar un sistema de frenado regenerativo para cargar una batería extra pequeña reducirá la cantidad de hidrógeno necesaria para impulsar el tren.
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El alto costo de instalar líneas aéreas significa que es probable que los trenes de hidrógeno sean una forma más económica de electrificar líneas ferroviarias con relativamente poco tráfico. También tiene sentido experimentar con trenes de hidrógeno para detectar cualquier problema inesperado. Sin embargo, su uso generalizado requerirá una inversión significativa en la producción y el almacenamiento de hidrógeno. Dado que se han construido muy pocos ferrocarriles con hidrógeno, no está claro si pueden ahorrar dinero al eliminar la electrificación de grandes líneas, si una economía de escala funcionará.
Una mejor solución también puede ser el desarrollo de trenes híbridos de modo dual que puedan cambiar entre la electricidad de los cables aéreos y las pilas de combustible. Esto es más adecuado para redes ferroviarias que atraviesan puentes y túneles.
Otro problema con las pilas de combustible de hidrógeno es que ahora el combustible se produce a partir de metano (gas natural) mediante un proceso denominado reformado con vapor de metano, que también produce altos rendimientos de monóxido de carbono altamente tóxico. Puede convertirse en dióxido de carbono, pero el combustible de hidrógeno seguirá contribuyendo a las emisiones de gases de efecto invernadero.
Hidrógeno puro
Una forma ecológica de producir hidrógeno es a través de la electrólisis, cuando se pasa una corriente eléctrica a través del agua. En teoría, podría usar el exceso de energía eólica (y posiblemente solar) para generar esa electricidad y hacer del hidrógeno una fuente de energía renovable. El problema es que es poco probable que las plantas de electrólisis sean económicas si no están en funcionamiento durante la mayor parte del día. Esto significaría que cuando no hay un exceso de viento para alimentarlos, necesitarán electricidad regular de la red, lo que hace que el proceso sea muy caro (y no necesariamente renovable).
La segunda alternativa es el uso de un método de producción "termoquímico", que implica la interacción del agua con azufre y yodo en presencia de calor. La buena noticia es que este método resultará económico durante los próximos diez años, gracias al desarrollo de centrales nucleares de IV generación. Estos pequeños reactores modulares de alta temperatura se están desarrollando en China, EE. UU., Canadá y Japón, pero no en el Reino Unido ni en Europa.
A pesar de todas las restricciones sobre el uso de hidrógeno como combustible de transporte, a medida que más y más países (en particular, Japón) realicen más investigaciones en el campo de la economía del hidrógeno, su costo disminuirá. El hidrógeno incluso puede reemplazar al gas natural en las principales tuberías de gas, lo que también ayudará a reducir el costo de su uso para el transporte.
Ilya Khel
