¿Cómo pueden los ferrocarriles eliminar gradualmente el gasóleo de sus operaciones?

El combustible HVO y un futuro motor de combustión de hidrógeno contribuirán a reducir las emisiones ferroviarias. «Podemos sustituir los vehículos antiguos por nuevos trenes sostenibles; sin embargo, también tenemos que hacer algo para reducir la huella de carbono de los vehículos existentes que funcionan con gasóleo», declaró Sittipan Reinold, Program Lead Diesel Exit Rail de Deutsche Bahn, durante un seminario web de la publicación hermana RailTech.com.

La reducción de las emisiones actuales de los trenes diésel existentes es el núcleo del programa Diesel Exit de DB, que se puso en marcha este año. «Como DB adelantó su objetivo de neutralidad climática de 2050 a 2040, sólo quedan 18 años, lo que en términos de ciclos de innovación ferroviaria es muy poco tiempo», dijo Sittipan Reinold.

Una de las formas en que DB quiere reducir las emisiones de las operaciones es cambiando al combustible HVO, que significa aceite vegetal hidrotratado. «El HVO es un biocombustible fabricado a partir de residuos y materias primas residuales y componentes. Como no tiene origen fósil y para su producción se utiliza electricidad verde, las emisiones de CO2 del combustible HVO que compramos son un 90% inferiores a las del gasóleo. Además, tiene certificados que garantizan que es el HVO más ecológico y que no contiene aceite de palma».

La principal ventaja del HVO como biocarburante es que es un «combustible drop-in». «Se puede quitar el gasóleo del vehículo y poner HVO, y el tren está en marcha. No hace falta adoptar nada en el tren». DB lo probó primero en su Advanced TrainLab y empezó en enero con la implantación del combustible en sus operaciones.

La filial de mercancías DB Cargo dio un gran paso al homologar todos sus motores diésel en Alemania para el uso de HVO. «Todos los vehículos de DB Cargo están preparados para utilizar HVO, y la cuestión es sólo: ¿con qué rapidez podemos convertir las estaciones de recarga?». En la actualidad sólo hay tres estaciones de recarga de HVO en Alemania, pero pronto habrá más.

Sin embargo, ¿hay suficiente HVO disponible para abastecer todas las operaciones de DB? «En Alemania, DB consume unos 250 millones de litros de gasóleo», afirma Reinold. La capacidad total de producción de HVO en 2021 rondará los 4.000 millones de litros. DB calcula que habrá suficiente HVO verde para al menos todas sus operaciones y otros participantes en el mercado. Según la empresa alemana, la cantidad de HVO con la etiqueta más ecológica aún no alcanza el nivel necesario para todas las operaciones de DB, pero aumentará con la creciente demanda y debería ser suficiente con la conversión gradual de las estaciones de repostaje.

El papel del hidrógeno

Aunque el combustible HVO puede reducir significativamente las emisiones a corto plazo, las miradas se dirigen a menudo hacia el hidrógeno para conseguir emisiones totalmente netas cero en el futuro, así como para el ferrocarril. El actual propulsor de hidrógeno disponible para los trenes -las pilas de combustible de hidrógeno- podría no ser la respuesta a todo. «Para reequipar un tren con un motor mecánico diésel, habría que electrificar toda la cadena cinemática del vehículo, así que estuvimos estudiando otras posibilidades y otras tecnologías para reequipar nuestros trenes actuales. Vemos las pilas de combustible de hidrógeno principalmente como una solución para los trenes nuevos», dice Reinold.

Según Reinold, en la actualidad sigue existiendo un vacío tecnológico en materia de propulsiones alternativas para trenes. «Para el tráfico pesado, las pilas de combustible tienen sus limitaciones en cuanto a rendimiento. Por eso nos fijamos en los motores de combustión de hidrógeno, porque tienen el mismo o casi el mismo rendimiento». Por esta razón y para el caso del reequipamiento, DB también está estudiando las posibilidades de los motores de combustión de hidrógeno, que queman hidrógeno de forma similar a como lo hacen los motores diésel, pero sin emisiones de CO2. No obstante, este tipo de motores aún está en fase de desarrollo. «La principal ventaja es que se podría utilizar el mismo motor existente, con algunas modificaciones. Esto es menos complejo que electrificar toda la cadena cinemática, lo que es necesario para el uso de pilas de combustible de hidrógeno».

Sin embargo, pasará algún tiempo antes de que este motor de hidrógeno esté operativo para los trenes. «Harían falta unos 5 o 6 años para tener un proyecto piloto y, después, podremos estudiar su implantación para una flota mayor», dice Reinold. Por tanto, el HVO desempeñaría un papel esencial en la reducción de las emisiones actuales, ya que aún hay que seguir desarrollando algunos avances tecnológicos. Además, no siempre es económicamente viable invertir millones de euros en pilas de combustible o baterías de hidrógeno si ese vehículo queda fuera de servicio en pocos años, mientras que el HVO puede utilizarse en los últimos años de los trenes diésel para reducir las emisiones.

En el sector ferroviario existe un gran interés por el motor de combustión de hidrógeno, afirma Frederik Wewetzer, Director de Programas de Hidrógeno y Pilas de Combustible de Now GmbH. «Sin embargo, en Alemania, la estrategia política es centrarse en la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno. Especialmente para el reequipamiento, el interés de la industria por los motores de combustión de hidrógeno para trenes es enorme, y deberíamos considerarlo sin duda para el reequipamiento de trenes diésel.» El 36% de las operaciones ferroviarias o 244 millones de kilómetros de la gran red alemana se realizaron con tracción diésel en 2017.

Sostenibilidad de la producción de combustible

En general, la fuente del combustible «sostenible» desempeña un papel destacado en las emisiones finales; también en el caso del hidrógeno, afirma Marko Kapetanović, que realizó un estudio de investigación para calcular las emisiones de CO2 de varias opciones de tracciones alternativas para una línea ferroviaria de Arriva en Groningen (Países Bajos).

Los trenes de Groningen son diésel-eléctricos con un sistema híbrido, por lo que si se convirtieran a un motor de combustión interna que funcionara con hidrógeno, se produciría incluso un aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con el vehículo diésel si se utilizara hidrógeno gris, producido con gas natural o electrólisis con electricidad gris.

«La transición a, por ejemplo, el hidrógeno es un proceso relativamente rápido que puede lograrse en un periodo más corto y, por tanto, puede reducir las emisiones a más corto plazo», explicó Kapetanović. Sin embargo, la elección de la alternativa al diésel depende de muchos factores y, para cada línea ferroviaria, la consideración de tener en cuenta las emisiones y la viabilidad es fundamental para pasar a un funcionamiento sostenible.

Este artículo apareció originalmente en nuestra publicación hermana RailTech.com.

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