abril 20, 2021

Los trenes de hidrógeno prometen para la economía verde en la India

En India, el transporte ferroviario es la segunda forma de transporte más utilizada que consume 2.8 billones de litros de diesel por año. La factura de combustible de los ferrocarriles alcanza alrededor de Rs 32,000 por año, de los cuales el gasto de diesel es de alrededor de Rs 18,000. Aquí hay trenes impulsados ​​por hidrógeno que prometen una economía verde en la India.

Según los datos recopilados por el Instituto Potsdam para la Investigación del Impacto Climático (PIK), las emisiones de gases de efecto invernadero de la India fueron de 3,571 millones de toneladas de CO2 equivalente (MtCO2e) en 2015.

La degradación de los recursos energéticos no renovables es generalizada en todo el mundo. Solo podemos suponer que cada generación es más desafortunada que las personas anteriores, a menos que la tecnología nos ayude a encontrar una solución efectiva a las crisis. Las crisis verdes afectarán a todos a nivel mundial.

Teniendo esto en cuenta, los ferrocarriles indios, la compañía de transporte de pasajeros más grande del mundo, se encaminaron hacia una economía ecológica a través del advenimiento del tren hidráulico. Hydrail es un tren que usa hidrógeno para propulsión. Se espera que opere en una línea ferroviaria de pasajeros suburbana para fines de 2021. ¿Podría funcionar este esfuerzo en India en otras partes del mundo?

¿Por qué el hidrógeno?

Los niveles actuales de emisión de gases de efecto invernadero deben reducirse al menos en un 80% para evitar un impacto climático global significativo. ¿El impacto climático global se está volviendo cada vez más complicado por la creciente demanda de energía? La necesidad de más energía se debe a la población y a la urbanización en constante expansión.

En tal escenario, el hidrógeno puede convertirse rápidamente en un combustible prometedor para diversas áreas que requieren energía.

  • El hidrógeno es seguro de manejar y usar como combustible de transporte.
  • A diferencia de los trenes diésel, los motores de propulsión de hidrógeno no emiten dióxido de carbono, sino solo gotas de vapor y agua, con la consiguiente reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, mínimo en comparación con los diésel y los eléctricos.
  • El hidrógeno se puede producir económicamente a partir de la nafta como materia prima en refinerías, a partir de gas de horno de coque en minas, o preferiblemente a partir de residuos de biomasa.
  • Ofrece menores tasas de consumo que el diesel.
  • Los trenes de hidrógeno emiten bajos niveles de ruido, lo que garantiza movimientos suaves.

Desarrollo en el mundo

El primer tren de pasajeros impulsado por hidrógeno del mundo se lanzó en septiembre de 2018 en Salzgitter (Alemania) Coradia iLint.

El tren Coradia iLint fue diseñado por Alstom y se consideró único por su combinación de elementos. La contribución significativa de este tren es:

  • Conversión de energía limpia.
  • Almacenamiento flexible de energía en baterías.
  • Gestión inteligente de la energía disponible.
  • Proporcione una velocidad de 140 mph.

Específicamente diseñadas para operar en líneas no electrificadas, las celdas de combustible de hidrógeno permiten la operación limpia y sostenible del tren asegurando altos niveles de eficiencia. Alstom afirma que dicho tren puede correr aproximadamente 1,000 kilómetros en un solo tanque de hidrógeno.

Posteriormente, el primer tren de hidrógeno en el Reino Unido HIDROFLEX se lanzó en junio de 2019, el resultado de un sistema de celdas de combustible adecuado para un tren de clase 319. Este tren podría viajar en rutas electrificadas convencionales, evitando independientemente la necesidad de cambiar los controles de los conductores.

Desarrollo en India

El tren de hidrógeno propuesto en India será una locomotora híbrida de celda de combustible de 300 kW. La locomotora combinará los beneficios ambientales del hidrógeno como fuente de energía con los menores costos de infraestructura de un motor diesel-eléctrico.

El tren tendrá cuatro autobuses de pasajeros que operan a una velocidad máxima de 140 km / h. Un autocar transportará cilindros de gas hidrógeno, celdas de combustible, condensadores, baterías y convertidores de CC. El hidrógeno será alimentado desde los cilindros a las celdas de combustible y la energía entregará el tren.

Tal locomotora híbrida será la locomotora de celda de combustible más poderosa jamás producida. La locomotora de pila de combustible será producida por Diesel Loco Modernization Works (DMW), Patiala.

La planta de energía debe obtenerse de un proveedor internacional, mientras que el sistema de batería de plomo ácido y el sistema de almacenamiento de hidrógeno comprimido ligero montado en el techo. El hidrógeno será tomado de un proveedor indígena declarado por los ferrocarriles indios.

Por ahora, el hidrógeno debe obtenerse de las industrias en las que se produce como subproducto. El siguiente paso puede ser la incorporación de un sistema que produzca hidrógeno a bordo utilizando tecnologías de división de agua con el uso de nanomateriales.

Otra alternativa ecológica es la producción de hidrógeno a partir de biogás o de la materia prima, que se está probando.

conmoción

  • Costo – La compra / producción de trenes de hidrógeno es costosa en comparación con las locomotoras diesel. Sin embargo, los costos de operación y mantenimiento serían más bajos a largo plazo, dada la naturaleza recargable de las baterías de iones de litio.
  • Velocidad – Estos trenes de hidrógeno son capaces de operar a una velocidad de 140 km por hora, una velocidad competitiva para los trenes diesel y eléctricos.
  • Economía verde – La incorporación de propulsión de hidrógeno en los trenes reducirá la contaminación del vehículo.
  • Ingresos – Los trenes de hidrógeno emiten un ruido insignificante y deben proporcionar servicios modernos que atraigan a más pasajeros para viajar en tren.
  • Capacidad – Los trenes de hidrógeno pueden transportar hasta 300 pasajeros simultáneamente, mejorando la capacidad del vehículo.

Los desafios

  • Producción – El hidrógeno no está disponible de forma gratuita en la atmósfera. Por lo tanto, requiere un aporte de energía y una serie de procedimientos para producirlo, almacenarlo y luego usarlo. El desafío es encontrar el más barato y más conveniente a través de una buena dosis de investigación y desarrollo.
  • Infraestructura de suministro y distribución – Si el hidrógeno necesita ser rellenado en los cilindros a bordo, se debe desarrollar la tecnología y la infraestructura de distribución.
  • Altos costos de producción – Aunque los trenes impulsados ​​por hidrógeno parecen ser útiles a largo plazo; También son más caros que las locomotoras diesel con un costo de alrededor de Rs. 53,29 millones de rupias por tren
  • Incertidumbre sobre las aplicaciones en el transporte de mercancías. – La tecnología es lo suficientemente potente como para transportar servicios de pasajeros. Sin embargo, aún no está claro si lo mismo puede ser viable para atraer pesos pesados ​​al tráfico de carga.

Conclusión

Se espera que 2021 se convierta en el año de las pilas de combustible de hidrógeno en la India. Por supuesto, esta será la principal fuerza impulsora para lograr el objetivo de electrificación de toda la red ferroviaria para 2024. Esto lo convertirá en el primer ferrocarril del mundo, de este tamaño y dimensión, en operar completamente con electricidad. Hasta ahora, 37.500 km (58%) de las rutas están electrificadas con un accionamiento eléctrico de 25 KVAC en India.

Para el futuro, se espera que el hidrógeno sea la tecnología más prometedora para establecer una red ferroviaria de cero emisiones en India para 2030 para un futuro más sostenible.

Bharti Jain

Bharti es ingeniero electrónico y de comunicaciones, se graduó de la Amity School of Engineering and Technology, GGSIPU, Delhi en 2011. Comenzó su carrera como ingeniero de firmware para el procesamiento de señales digitales en Azcom Info solutions Pvt. Ltd, Delhi-NCR . Ha trabajado en la capa física de LTE en MATLAB y C durante más de dos años, entregando emuladores de TI al ejército francés para la comunicación basada en LTE. Actualmente es gerente de proyectos certificado por PMP e ISO 9001: 2015 y trabaja en RITES Ltd, Ministerio de Ferrocarriles. Con amplia experiencia en la gestión de proyectos de señalización y telecomunicaciones para ferrocarriles indios y sectores de energía en todo el país. Ha recibido capacitación en varios cursos técnicos como «Sistemas de protección y alarma de trenes, Sistema automático de cobro de tarifas en el tren subterráneo, Cursos de informes básicos y Curso profesional de gestión de proyectos como miembro del Instituto de gestión de proyectos en los Estados Unidos También ha recibido varios premios de la compañía por sus esfuerzos innovadores y publicaciones técnicas.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *