Wabtec: O hidrogênio é o combustível para locomotivas do futuro

As ferrovias podem converter motores diesel para queimar hidrogênio diretamente e, em seguida, adotar a tecnologia de célula de combustível com emissões zero, afirma o fabricante de locomotivas

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À medida que a indústria ferroviária procura formas de reduzir e, em última análise, eliminar as suas emissões de gases com efeito de estufa, a Wabtec vê o hidrogénio como o combustível para locomotivas do futuro, quer seja queimado em motores de combustão interna ou utilizado para alimentar células de combustível.

“Acreditamos que esta será uma tecnologia impactante. Não estamos vendo isso como algo marginal. Isto será o que substituirá os motores diesel no futuro”, afirma Philip Moslener, vice-presidente corporativo de tecnologias avançadas da Wabtec.

O hidrogênio não produz emissões de gases de efeito estufa quando queimado como combustível. “Atualmente, não é economicamente viável”, diz Moslener, observando que o hidrogénio custa atualmente significativamente mais do que o gasóleo.

Mas espera-se que a produção de hidrogénio aumente, o que deverá reduzir o custo do combustível diesel rival já em 2030. Nos EUA, a Lei Bipartidária de Infraestruturas inclui 7 mil milhões de dólares em financiamento para desenvolver seis a 10 centros de produção e armazenamento de hidrogénio, embora existam esforços semelhantes em curso no Canadá. Entretanto, as empresas energéticas estão a fazer investimentos em instalações de produção de hidrogénio.

Portanto, a Wabtec pretende adequar seus esforços de pesquisa e desenvolvimento de locomotivas a hidrogênio ao ritmo planejado de produção de hidrogênio na América do Norte. A Wabtec espera colocar em campo seu primeiro protótipo de hidrogênio em 2027.

Células de combustível movidas a hidrogénio, combinadas com baterias para armazenar eletricidade, seriam uma solução de emissões zero para substituir a locomotiva diesel-elétrica, diz Moslener.

Mas as células de combustível ainda não têm a densidade de energia necessária para uma locomotiva de transporte linear. Uma locomotiva rodoviária precisaria de 3.300 quilowatts de potência – ou 10 vezes o que está disponível nas células de combustível que cabem em uma locomotiva hoje, diz Moslener.

No entanto, espera-se que o desenvolvimento de células de combustível cada vez mais potentes continue, tal como a forma como as baterias ganharam maior capacidade de armazenamento e alargaram a autonomia dos veículos eléctricos nos últimos anos.

“Chegaremos lá”, diz Moslener.

Se uma locomotiva de célula de combustível precisar de mais capacidade de bateria, as ferrovias sempre poderão adicionar uma das locomotivas elétricas a bateria FLXdrive da Wabtec ao trem, diz ele.

Devido aos seus requisitos de potência mais baixos, as locomotivas com célula de combustível podem se tornar viáveis ​​mais cedo do que as locomotivas rodoviárias.

Locomotivas rodoviárias e switchers exigirão diferentes sistemas de gerenciamento de energia devido às diferentes demandas de cada tipo de serviço. As células de combustível preferem produzir uma quantidade consistente de energia, diz Moslener, então os comutadores precisariam extrair eletricidade das baterias em vez de usar a célula de combustível. Por outro lado, as locomotivas rodoviárias muitas vezes operam com demandas de energia relativamente constantes e podem utilizar uma combinação de células de combustível e baterias para alimentar seus motores de tração.

O outro caminho é a queima de hidrogênio em motores de combustão interna. “Também vemos isso como uma solução viável, especialmente quando se trata de uma tecnologia de transição”, diz Moslener. “O bom dos motores de combustão interna são os motores. Conhecemos motores. Os clientes estão confortáveis ​​com os motores. Eles sabem como mantê-los. Eles sabem como operá-los.”

Outra vantagem: as locomotivas da série Evolution da Wabtec podem funcionar com hidrogênio com poucas modificações. “O que há de bom em nossa família de motores EVO é que eles têm a capacidade, a genética, de serem modificados para hidrogênio”, diz Moslener.

O maior obstáculo técnico é como levar o combustível hidrogênio para a câmara de combustão. Tal como o gás natural liquefeito, o hidrogénio precisa de uma faísca para acender. As locomotivas Wabtec movidas a GNL em uso na Florida East Coast Railway dependem de injeção portuária com óleo diesel usado como piloto. Essa tecnologia precisa ser adaptada para o uso do hidrogênio, diz Moslener.