El tren alimentado por hidrógeno ya avanza a toda máquina
La alternativa al diésel LOS SECRETOS DE LAS LOCOMOTORAS HÍBRIDAS
Las empresas españolas no quieren dejar escapar el tren del hidrógeno, que contribuirá a descarbonizar el sector ferroviario, sustituyendo a las locomotoras diésel que hoy opera en más de 5.500 kilómetros de vías sin electrificar que existen en España (hay más de 15.000 km en total) y en unos 80.000 km de raíles europeos (el 40% de toda la red). Eso ya no tiene cabida en un escenario de movilidad sostenible como el que se pretende levantar, una de las piezas clave para lograr una Europa neutra en emisiones de carbono en 2050. Así que petroleras, operadoras y fabricantes de trenes se han puesto manos a la obra en el desarrollo de toda la infraestructura y tecnología necesarias para que el nuevo tren de hidrógeno circule por nuestras vías. Y por qué no, también por las europeas.
Talgo ya está ensayando el modelo Talgo Vittal-One, un tren dual eléctrico y de hidrógeno que estará listo en 2023. Se prevé que a finales de este mismo año realice las primeras pruebas por vías reales en la localidad de Don Benito (Badajoz), en un guiño hacia esa España vaciada donde este tipo de vehículo puede jugar un gran papel. Además, esta misma semana ha firmado una alianza con Repsol, que proveerá de la infraestructura necesaria para hacer llegar el hidrógeno verde a la futura locomotora.
CAF (Construcciones y Auxiliar
de Ferrocarril) también ha hecho su apuesta para participar en esta liga. Lidera técnicamente el proyecto FCH2Rail con el objetivo de diseñar y fabricar un prototipo ferroviario propulsado por hidrógeno. En este caso, se trata de adaptar un tren de cercanías de la serie Civia de Renfe y dotarlo de un sistema de propulsión de hidrógeno. Se prevé probar el tren en vía a mediados de 2022.
En ese plan participa un consorcio de empresas de cuatro países europeos, entre las que están las españolas Renfe, Adif y el Centro Nacional de Hidrógeno (CNH), junto a otras como Toyota. El proyecto ha sido seleccionado por FCH JU, una agencia de la Comisión Europea dedicada a impulsar el desarrollo del hidrógeno y de las pilas de combustible, para dotarle con una subvención de diez millones de euros. CAF también tiene como objetivo poner su propio tren de hidrógeno en servicio de pasajeros a finales de 2023.
Dura competencia
Nuestras empresas se están posicionando en una carrera muy competitiva con otras corporaciones europeas. Tal es así que solo hay que analizar los últimos movimientos que se están produciendo en este mercado. El pasado mes de mayo, el presidente y CEO en España y Portugal de la multinacional francesa Almston, Leopoldo Maestu, contó a un grupo de periodistas que había transmitido al Gobierno español su interés por traer a nuestro país su tecnología para impulsar un tren de hidrógeno verde con los fondos Next Generation. Comenzaría las pruebas en seis meses, para tenerlo operativo a nivel comercial en un plazo de entre 24 y 30 meses.
No se puede ignorar que Almston cuenta ya con algo de ventaja, pues desde 2018 su tren de hidrógeno de pasajeros, el Coradia iLint, recorre una línea regional en la Baja Sajonia (Alemania). Desde entonces ha recibido pedidos (tiene 50 unidades en cartera) de países europeos como Reino Unido, Holanda, Alemania, Austria e Italia. Y a los directivos de la empresa francesa tampoco se les escapa que nuestro Gobierno quiere contar con dos líneas
No existe un tren que solo se alimente de hidrógeno. Los proyectos en marcha son locomotoras híbridas. Es decir, poseen pilas de combustible de hidrógeno y baterías. En las primeras se genera electricidad a partir de la reacción química entre el hidrógeno y el oxígeno de la atmósfera. Este proceso no emite CO2 sino vapor de agua. El hidrógeno se encuentra almacenado en tanques instalados en el tren. Las baterías almacenan electricidad y aportan energía cuando el tren acelera o en otros picos de demanda eléctrica que se puedan producir. «Sirven para amortiguar las variaciones bruscas de potencia que requieren los trenes», explican desde CAF de trenes comerciales propulsados por hidrógeno renovable en 2030, como recoge la Hoja de la Ruta del Hidrógeno.
Tampoco la alemana Siemens Mobility se quiere quedar atrás y trabaja en su primer prototipo Mireo Plus H, una solución híbrida con batería y pilas de combustible de hidrógeno almacenado en tanques instalados en el techo de los convoyes. A finales de año la corporación germana dio un paso más al asociarse con Deutsche Bahnn, la principal empresa ferroviaria de ese país, para desarrollar el proyecto H2goesRail. Este incluye una estación de servicio que suministrará hidrógeno verde fabricado in situ al tren de hidrógeno y también aportará la infraestructura para su mantenimiento.
El interés por los trenes de hidrógeno sobrepasa las fronteras europeas. Los Ferrocarriles Rusos, RZD, y los franceses, NCF, se han aliado para construir trenes que funcionen con hidrógeno. También Canadian Pacific planea desarrollar una locomotora de hidrógeno para cubrir una línea en Norteamérica.
Las empresas aceleran sus proyectos a la espera de que se genere una masa crítica en la cadena de valor que refuerce la competitividad de la tecnología
La apuesta de China
Y China tiene un tranvía de hidrógeno desde 2017. El gigante asiático «ya ha desarrollado los trenes ligeros de hidrógeno. Ahora tiene en mente el tren pesado para transporte de mercancías. El pasado junio el fabricante de trenes chino CRRC anunció que está desarrollando un modelo con potencia de 1.550 kW y una autonomía de 24 horas, comparable a las locomotoras diésel actuales», cuenta Javier Brey, presidente de la AeH2 (Asociación Española del Hidrógeno).
En este mercado tan feroz... ¿tienen posibilidades de competir nuestras empresas? En el sector no tienen dudas. «Tenemos grandes fabricantes de trenes que son muy competitivos y pueden llegar a tiempo en esta carrera», considera Javier Brey. En Talgo también lo tienen claro: «España es un país con liderazgo ferroviario; somos líderes en alta velocidad, después de China; vendemos trenes a otros países, tenemos experiencia y contamos con unas tecnologías muy avanzadas», defiende Emilio García, director de Innovación de Talgo.
Pero como toda tecnología disruptiva necesita el espaldarazo de inversiones públicoprivadas para que sea rentable, porque hoy por hoy es cara si se compara con los trenes diésel a los que pretende sustituir. «Tanto el coste de los vehículos, como la propia explotación (costes de operación y mantenimiento) requieren un nivel de inversión significativamente superior al de sistemas de propulsión convencionales como el diésel. Por eso, es necesario generar una masa crítica en toda la cadena de valor del hidrógeno (desde su generación, almacenamiento y distribución hasta el consumo) que permita abaratar los costes y hacer que el hidrógeno puedan ser competitivo frente a otros combustibles y fuentes de energía», indican desde CAF.
En la misma línea se pronuncia Marc Torrell, del grupo de Nanoiónica y Pilas de Combustible del Instituto de Investigación en Energía de Cataluña (IREC): «La tecnología de pila de combustible de hidrógeno –dice– está desarrollada, hay que desplegar la infraestructura: fabricar los vehículos, instalar puntos de generación del hidrógeno, hidrolineras...».
El sector mira a los fondos Next Generation para desplegar los proyectos. Cumplen los requisitos: son innovadores, desarrollan tecnología y contribuyen a la descarbonización. Pero hace falta más. «Si no tenemos una referencia, que el Gobierno compre trenes nacionales, es difícil vender fuera. Nuestros trenes tienen que adquirirse en el país donde los diseñamos y fabricamos. Todo el desarrollo, toda la tecnología, nuestro centro de innovación está en España. Trabajamos con centros tecnológicos, universidades y empresas españolas. España debe apostar por la innovación en movilidad, y el gran valor de sus empresas. No podemos comprar tecnología fuera cuando sabemos hacerla aquí», sostiene Emilio García.
Electrificación de vías
Desde luego, es un gran reto que hay que afrontar porque las locomotoras de hidrógeno están llamadas a sustituir a los trenes diésel que hoy circulan por vías sin electrificar. «El objetivo es la descarbonización del transporte. El tren eléctrico es muy fácil de descarbonizar si tuviéramos un mix eléctrico en España 100% renovable», aprecia Marc Torrell.
Pero, aunque así fuera, los expertos coinciden en que no se puede electrificar los más de 5.500 kilómetros de vías que aún no cuentan con una catenaria en España. El coste sería desorbitante. «Electrificar un kilómetro de vía cuesta más de medio millón de euros», indica Brey. Si se hacen cuentas, «costaría 3.000 millones electrificar las líneas que aún no lo están», calcula. Muchas son vías con poco tránsito, que no serían rentables, o se encuentran en mal estado. Y hay «zonas donde es imposible poner catenarias como parques naturales o en los puertos para los trenes de maniobra», insiste Brey.
El tren del hidrógeno es el candidato para revitalizar esas vías sin electrificación y dar oportunidades a zonas despobladas. De momento, «el hidrógeno verde no sirve para trenes de alta velocidad ni de mercancías porque no genera la suficiente potencia para gran tonelaje y la gran velocidad. Está desarrollado para líneas de bajo tráfico, para trenes ligeros de pasajeros, con dos o tres coches, como los regionales o de cercanías, suelen alcanzar de máxima 160 km/hora y tienen una autonomía de entre 800 y mil kilómetros», cuenta Iván Rivera, miembro del Comité de dirección de la compañía Railway Innovation Hub, una asociación para la innovación ferroviaria.
Retos por resolver
Quedan cuestiones por resolver. Primero: para que el tren del hidrógeno sea sostenible, «el hidrógeno tiene que ser realmente verde», indica Rivera. El hidrógeno verde se produce a través de la electrólisis del agua: mediante una corriente eléctrica se rompe la molécula H2O y se separa el oxígeno del hidrógeno. Es sostenible, es decir con cero emisiones de CO2, si esa electricidad proviene de fuentes renovables.
Segundo, hay que resolver cómo hacer llegar el hidrógeno hasta el tren. Por ejemplo, Talgo apuesta por hidrolineras para suministrar el gas «en estaciones o en talleres de mantenimiento», comenta Emilio García. El reto está en dónde generar y cómo distribuir el hidrógeno a esas hidrolineras. «Lo mejor sería desarrollar sistemas electrolizadores que puedan generar hidrógeno in situ y suministrarlo al tren», cree Rivera. O «hacer llegar la red de gas a los puntos de carga de los trenes. La red transportaría gases renovables (por ejemplo, biometano o metano sintético) que, a través del proceso de reformado, podrían generar hidrógeno sin emisiones netas», propone Torrell. Cómo se solucionan estos retos lo veremos en los próximos años, porque la carrera hacia el tren de hidrógeno ya es imparable.