Armadoras avanzan para que el Hidrógeno sea el futuro del transporte, pero… ¿Habrá suficiente?

En muchos sentidos, hay mucha esperanza del éxito del hidrógeno en la industria del transporte. Las flotas están desesperadas por una opción de propulsión diésel y cero emisiones para camiones pesados. Y a pesar de algunas preocupaciones, existe un optimismo generalizado de que el hidrógeno podría proporcionar a las flotas de combustión en los motores.

El 24 de julio, el Engine Technology Forum ETF celebró un webinar para esbozar un nuevo estudio, Powering On: Internal Combustion Engines & the Clean Energy Future. El propósito es detallar dónde se encuentra el desarrollo de hidrógeno en este momento, y destacar qué ventajas podría eventualmente ceder esta tecnología para las operaciones de la flota de camiones pesados.

Allen Schaeffer, director ejecutivo de la ETF, abrió el webinar al señalar que los motores de combustión interna son la opción de alimentación estándar, y típicamente la única, en cientos de aplicaciones que sirven a cada rincón del mundo.

Además, señaló, la magnitud de la dependencia global de los ICE y los extraordinarios desafíos de la transición a diferentes sistemas energéticos sugieren fuertemente un papel continuo para estos motores muchas décadas en el futuro, incluso a medida que surgen nuevos combustibles y tecnologías.

Nuestra economía global depende casi exclusivamente de motores de combustión interna para todas sus necesidades de energía y movilidad, dijo Schaeffer.

Todas las tecnologías de descarbonización que se están implementando o considerando enfrentan varios límites y barreras. Los ICE están en una posición única para el futuro, aprovechando la economía basada en combustibles fósiles de hoy en día y adaptándose a la de mañana más sostenible que depende de combustibles renovables y de carbono dramáticamente reducido.

El poder de estancia del motor de combustión interna

Según Schaeffer, los motores de combustión interna seguirán prosperando y dominando la mayoría de los sectores de la economía durante décadas por tres razones:

• Casi única dependencia del ICE y su infraestructura de apoyo en amplios sectores de la economía global para los que no hay alternativa adecuada
• Mejoras continuas de la eficiencia y menores emisiones, así como importantes oportunidades para utilizar combustibles de menor carbono que lo coloquen para competir con alternativas emergentes.
• Retos e incertidumbres debidos al apoyo a la financiación, la infraestructura, la aceptación del mercado, así como muchos otros factores inherentes a la introducción de nuevos combustibles y sistemas energéticos.

Necesitaremos una cartera de energía y tecnología cada vez más diversificada que abarque motores de combustión interna avanzados con una mayor dependencia de combustibles líquidos y gaseosos renovables con bajas emisiones de carbono e hidrógeno, dijo Schaeffer.

Se espera que los ICE no solo tengan poder en el mercado, sino también crecimientos por una década o más, dijo Schaeffer. Diversos pronósticos del mercado pronostican tasas de crecimiento anual combinadas de hasta 9% de 2023-2030.

Aunque los estándares de emisiones futuros cada vez más estrictos están diseñados para acelerar la introducción de vehículos de cero emisiones, todavía se proyecta que la tecnología ICE alimentará de un tercio a la mitad de la nueva flota de vehículos en 2032.

Para los vehículos comerciales más grandes, se prevé que la tecnología del ICE sea la fuente de energía para el 75% de los nuevos vehículos. El poder de permanencia del ICE avanzado es aún más pronunciado en las aplicaciones de trabajo pesado en agricultura, construcción, mar, ferrocarril y generación de energía.

Tecnologías complementarias de la Sostenibilidad

El camino hacia el futuro para los ICE está muy avanzado, dijo Schaeffer. Ese proceso implica aprovechar los progresos realizados en el pasado para satisfacer las nuevas emisiones y las necesidades de eficiencia del combustible.

Según el libro blanco, el análisis del ciclo de vida muestra que, en última instancia, el factor clave para reducir las emisiones es el combustible y no el tren moto. En otras palabras, la fuente del problema de las emisiones de GEI son los combustibles fósiles, no el motor de combustión interna.

Un grupo de panelistas habló de los diversos desafíos y oportunidades que el cambio de los combustibles fósiles presenta para los ICE en aplicaciones de camiones pesados. Entre ellas figuraban:

• Jim Nebergall, Director Ejecutivo de la EBU, Cummins
• Ivan Tate, Jefe del Centro Técnico, FPT Industrial
• Louise Arnold, directora de la Línea de Productos, Johnson Matthey
• Dmitri Konson, Vicepresidente de Ingeniería, Tenneco Clean Air

Todos los OEM tienen alguna forma de desarrollo de ICE de hidrógeno en marcha hoy, dijo Ameya Joshi, vicepresidenta de ClearFlame, en declaraciones introductorias.

Se está haciendo una gran cantidad de trabajo. Como resultado, la tecnología de motores ha avanzado bastante en los últimos años. Pero todavía hay mucho trabajo por hacer en la mejora de la eficiencia de un ICE de hidrógeno.

Cummins ha estado trabajando en la tecnología ICE de hidrógeno durante tres años, dijo Nebergall en su discurso de apertura. Los clientes también están invirtiendo en los sistemas económicos necesarios para producir y almacenar hidrógeno verde renovable, agregó.

En la vista de Cummins, el hidrógeno será el combustible futuro tanto para los ICE como para los camiones eléctricos de batería de pila de combustible.

“Vemos estos como tecnologías complementarias”, explicó. Los ICE de hidrógeno complementan los vehículos de pila de combustible porque ambos enfoques nos permitirán construir la escala y el volumen necesarios para aumentar la demanda. Y tener ambas tecnologías en juego impulsa la creación más rápida y el establecimiento de una infraestructura de combustible de hidrógeno.

La opción más diésel-como disponible

Lo más importante es que Nebergall dijo que los ICE de hidrógeno no son un vuelo de fantasía.

Ya sabemos cómo hacer que los motores funcionen con hidrógeno como combustible, dijo.

Y los usuarios finales están entusiasidos con esta tecnología porque puede proporcionarles la solución de combustible verde más diésel disponible para nosotros. Proporciona tanto el poder como el par que necesitan para mover los bienes pesados. Y un ICE de hidrógeno puede operar en el entorno de transporte existente y aplicaciones que tenemos hoy.

Johnson Matthey desarrolló la pila de combustible de hidrógeno para la NASA que aterrizó hombres en la Luna, dijo Louise Arnold.

Lo bueno del hidrógeno es que puede ser casi una sustitución de combustible diesel, dijo. Y, a largo plazo, puede ser un gran facilitador que nos permitirá eventualmente llegar a un futuro aún más bajo en el camión.

Los camiones con batería-eléctricos son una gran opción para los requisitos de baja a media potencia que no tienen requisitos de alcance más allá de la tecnología de baterías, añadió Dmitri Konson con Tenneco Clean Air. Los BEV también requieren tiempo en la jornada laboral para hacer una pausa y recargar el camión, aunque la carga nocturna es la solución perfecta para ese requisito.

Y los camiones de pila de combustible prácticamente siguen ese grado de funcionalidad, agregó Konson. Los camiones de pila de combustible tienen un rango más largo que los BEV, y los procesos y tiempos necesarios para repostarlos son mucho más prácticos para las flotas.

Konson señaló que las aplicaciones de transporte de alta potencia/alto alcance necesitan una tecnología de propulsión que tenga una buena densidad de energía, tiempos prácticos de repostaje y la robustez, durabilidad y resistencia a las impurezas que le permitan trabajar en la construcción y la agricultura, así como en la autopista. Y creemos que los ICE de hidrógeno son la solución de energía para aplicaciones de alta potencia verde/alto alcance.

Hidrógeno verde y postratamiento de motores

Hay varios tipos diferentes de hidrógeno disponibles. El hidrógeno verde, que se produce con energía renovable, es el más deseable para los objetivos de sostenibilidad a largo plazo.

Arnold dijo que dependiendo de dónde promeba el combustible de hidrógeno y cómo se haya producido, puede tener diferentes niveles de pureza. Pero un motor de hidrógeno puede ejecutar cualquiera de ellos sin ningún problema.

Las impurezas en el hidrógeno como combustible son bastante bajas, agregó. Lo que significa que en el extremo de emisión de las cosas, las emisiones de los tubos de escape son lo más cercanas a cero que podamos medir. Esencialmente, lo que está saliendo de la tubería de escape es más limpio que lo que está entrando en el motor.

La cantidad de nitrógeno en hidrógeno es muy pequeña, agregó Konson. Así que no hay emisiones de NOx saliendo del motor.

Pero, dijo, quemar hidrógeno como combustible de motor produce agua como subproducto del proceso de combustión.

Que el agua nos crea algunos desafíos en términos de sistemas de postratamiento, dijo. Pero con la gestión térmica adecuada en el motor, estamos seguros de que esos problemas pueden ser superados.

Al final del día, sin embargo, Konson dijo que los ICE de hidrógeno eventualmente introducirán menor complejidad y costo en las operaciones de gestión de flotas.

Creo que los costos caerán por la línea de base de operaciones de diesel hoy en día, dijo. Todavía tenemos muchas cuestiones técnicas complejas para resolver. Pero, eventualmente llegaremos a un consenso en el mundo del diseño de motores en cuanto a cuál será el proceso de combustión y qué forma de hidrógeno usarán estos motores como combustible. Al igual que con un menor número de opciones técnicas en el juego, vendrá una disminución de la complejidad y el costo.

El objetivo final, dijo Tate con FTP Industrial, es crear ICE de hidrógeno que sean de dólar por dólar, y hora por hora, tan capaces como los motores diesel son hoy.

Y estos serán motores nuevos, agregó. Aunque muchos de los componentes de un motor de hidrógeno son los mismos que un diesel, cuesta mucho más adaptar un motor diésel para quemar hidrógeno que simplemente comprar un nuevo motor.

Fuente Trucking Info