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Jun 26, 2023

Levantando las Barreras al Reabastecimiento de Combustible

A medida que el mundo vuelve a la normalidad, muchas personas en Alemania y otros países toman

A medida que el mundo vuelve a la normalidad, muchas personas en Alemania y otros países toman el tren, especialmente para ir al trabajo y en las áreas metropolitanas. Una de las ventajas es la movilidad que ahorra recursos y es respetuosa con el medio ambiente. Los sistemas de propulsión tienen un papel importante que desempeñar en esto.

Cuando se trata de movilidad futura, Jens Sprotte está totalmente comprometido con la protección del clima y la conservación de los recursos. Sprotte, un hombre rebosante de energía, es el director senior responsable del tren de transporte local Coradia iLint, que funciona con hidrógeno, en la filial alemana del fabricante de trenes francés Alstom. Si las autoridades dejan que el vicepresidente de marketing y estrategia se salga con la suya, los trenes propulsados ​​por hidrógeno que no dañan el medio ambiente podrían desempeñar un papel importante incluso antes. Esto sería particularmente útil en el transporte público regional, que se caracteriza por distancias relativamente cortas y paradas frecuentes, y donde hay muchas líneas que en la actualidad solo pueden operar con locomotoras diesel debido a la falta de líneas eléctricas aéreas. El Grupo Alstom ya está mostrando cómo es posible una vía diferente en el estado de Baja Sajonia, en el norte de Alemania, donde el Coradia iLint funciona en un servicio regular en la región costera del Mar del Norte alrededor de Cuxhaven. El Coradia iLint también se probará en Canadá en el verano de 2023. Transportará pasajeros en la red Réseau Charlevoix a lo largo del río San Lorenzo. El hidrógeno verde será suministrado por una planta de Harnois Énergies en la ciudad de Quebec. Alstom pretende utilizar los resultados del proyecto para evaluar mejor el desarrollo de la tecnología del hidrógeno en el mercado norteamericano.

Alstom fue el primer fabricante en establecer el nuevo sistema con pilas de combustible de Canadá en operación regular. Estas celdas generan energía eléctrica a partir de hidrógeno y oxígeno, y la corriente para impulsar el tren se almacena en lo que se conoce como baterías de tracción. La energía generada durante el frenado también fluye directamente a las baterías para su almacenamiento. Esto reduce el consumo de hidrógeno y aumenta la autonomía.

Para que los trenes de hidrógeno lleguen a muchas más rutas, Sprotte necesita mucha más atención. Se está involucrando en esto con entusiasmo deportivo, e incluso organizó un récord mundial. Reservó un espacio especial para su Coradia iLint en la concurrida red ferroviaria Deutsche Bahn, invitó a equipos de televisión y editores de periódicos a estaciones en todos los estados alemanes a lo largo de la ruta y los envió en el tren impulsado por hidrógeno desde el extremo norte hasta el sur. borde.

Sprotte originalmente esperaba que su tren cubriera al menos 1000 kilómetros con un solo tanque de combustible. La estimación fue deliberadamente cautelosa, y al final quedó suficiente para ir mucho más allá. El viaje terminó justo antes de que los dos tanques a bordo estuvieran completamente vacíos, después de 1.175 kilómetros y un consumo de 250 kilogramos de hidrógeno. Eso equivale a 21,3 kilogramos de hidrógeno por cada 100 kilómetros de vía.

"Nuestro iLint es tan económico que solo necesita recargarse cada dos días en una operación regional típica", alardea Sprotte. Pero todavía hay una trampa increíblemente frustrante. Después del viaje récord mundial, el Coradia iLint no pudo regresar a casa por sus propios medios. El recién llegado brillante tuvo que ser acoplado a otra locomotora. ¿Pero por qué? "Porque casi no hay estaciones de servicio de hidrógeno adecuadas para los trenes en la línea", dice Sprotte. Eso tiene que cambiar, y ahora está quedando claro que fabricantes como Alstom intervendrán por sí mismos. "Ya no es suficiente para nosotros poner un tren en los rieles para nuestros clientes. Cuando los hacemos funcionar con hidrógeno, también tenemos que proporcionarles la infraestructura y operarla. Y eso comienza con las estaciones de servicio de hidrógeno".

El problema de la infraestructura no es exclusivo de Alstom. Cuando se utiliza hidrógeno, la gente suele pensar en términos de su propia industria en lugar de sistemas globales. La logística, las estaciones de servicio y el uso eficiente a través de las redes aún están en pañales y lo han estado durante años. Es cierto que diferentes usuarios tienen diferentes aplicaciones. "Pero el hidrógeno es siempre el mismo. Y tiene que estar disponible para cualquiera que lo quiera, directamente donde se necesita. Eso es esencial para aprovechar las sinergias y lograr economías de escala", dice Christian Dittmer-Peters. Como socio de la consultora de gestión Porsche Consulting, está ayudando a Alstom con su campaña ferroviaria respetuosa con el medio ambiente. Está comprometido con la construcción de un "ecosistema de hidrógeno multiusuario".

En las vías de la fábrica de Alstom Transport Deutschland GmbH en Salzgitter, en el norte de Alemania, los nuevos trenes de hidrógeno salen de las largas naves de producción. Desde finales de agosto de 2022, estos trenes han ido reemplazando gradualmente a los vehículos diésel de la autoridad de transporte público del estado de Baja Sajonia (LNVG) en los servicios regulares de la red de transporte local entre Cuxhaven, Bremerhaven, Bremervörde y Buxtehude. La flota de LNVG comprenderá un total de 14 trenes Coradia iLint. En Bremervörde, Linde GmbH, líder mundial del mercado de gases industriales, construyó una estación de servicio de hidrógeno para los trenes. Lo mejor es que el gas proviene como desecho de una planta química en el pueblo de Stade, a solo 30 kilómetros de distancia. Si no se utilizara como energía en los trenes, se desecharía.

El operador, la autoridad local de transporte, está muy satisfecho: "Al utilizar los trenes de hidrógeno en los servicios regulares, en los últimos meses hemos demostrado que esta innovadora forma de propulsión no es inferior al diésel. Todo lo contrario", dice. Carmen Schwabl, directora general de LNVG. "Con el proyecto de hidrógeno, hemos dado impulso al desarrollo de trenes de hidrógeno en Alemania y, para hacer aún más por el clima, ya no compraremos vehículos diésel".

Y el Dr. Mathias Kranz, Director General de Negocios In Situ ya Granel de Linde en Alemania, está entusiasmado con una nueva área de negocios: "En Linde, hemos estado comprometidos con la difusión de tecnologías de hidrógeno sostenible durante más de 30 años. Al establecer primera estación de servicio de hidrógeno del mundo para trenes en Bremervörde, hemos abierto un nuevo sector de movilidad". La red en el norte de Alemania es el primer servicio regular de pasajeros del mundo con trenes de hidrógeno.

Otra red, la asociación de transporte Rin-Meno (RMV) comenzó a operar 27 trenes de hidrógeno en diciembre de 2022. Llevarán pasajeros desde la metrópolis bancaria de Fráncfort del Meno hasta Brandoberndorf en la región de Taunus, una ciudad con una población de 2.000 habitantes. La estación de servicio de hidrógeno necesaria fue construida en el parque industrial de Frankfurt-Höchst por Infraserv Höchst, la empresa que opera el parque industrial. El director gerente de RMV, el Prof. Knut Ringat, señala con orgullo que esta innovación en la región Rin-Meno es "la flota de trenes de hidrógeno más grande del mundo". Los trenes RMV no solo son tan silenciosos como los vehículos eléctricos, sino que solo emiten vapor de agua durante su funcionamiento. Esto significa que ahorran alrededor de 19.000 toneladas de CO2 cada año. El hidrógeno se produce en el parque industrial cercano, también como producto de desecho de los procesos químicos. Ringat también cita como objetivo la movilidad pública sin contaminación: "Para lograrlo, exigiremos sistemas de propulsión respetuosos con el medio ambiente en todas nuestras licitaciones a partir de 2030", promete el responsable de la asociación de transporte.

Tecnológicamente y también en términos de procesos de producción, el cambio al hidrógeno ha sido durante mucho tiempo parte de la vida cotidiana del fabricante Alstom. "Todos los componentes esenciales de la transmisión estaban completamente desarrollados y disponibles en el mercado", dice Sprotte, gerente de Alstom. Lo que es mucho más complicado es algo que el cliente espera tener desde el día en que se entregan los trenes: "Como fabricante, debemos proporcionar a nuestros clientes todo un ecosistema de la infraestructura de hidrógeno necesaria para que puedan estar seguros de que están comprando un alto medio de transporte duradero y de alto rendimiento", dice Sprotte. Desde que comenzó el proyecto, ha recibido visitantes de 35 países deseosos de saber más. Otros proyectos en el norte de Italia, Francia y los Países Bajos están a punto de comenzar.

La tarea de Alstom ahora es eliminar los obstáculos externos del camino. Sprotte explica esto usando el proyecto Bremervörde como ejemplo: "La ubicación es geográficamente favorable, casi en el medio de la red de transporte regional. Si se les permitiera, Alstom y Linde podrían suministrar conjuntamente varias comunidades circundantes con hidrógeno listo para usar, por ejemplo para los vehículos comerciales municipales. Pero no pueden, y es que la financiación pública del proyecto solo se concedió con la condición expresa de que la estación de servicio se utilizara exclusivamente para el transporte ferroviario". Esto fue recibido con incomprensión por los socios involucrados.

Sprotte dice que está comprometido a lograr que los legisladores se alejen de una mentalidad de "solo transporte" o "solo energía". Una revolución de la energía y el transporte solo tendrá éxito si hay un pensamiento conjunto, en otras palabras, si las estrategias de transporte e hidrógeno en Alemania están vinculadas. Desde un punto de vista motivado económicamente, la estación de servicio sería mucho más eficiente si sirviera a algo más que a los trenes que vienen todos los días o dos para repostar, y en su lugar podría ser utilizada por múltiples servicios de transporte. Hay mucha demanda: además de las flotas operadas por las autoridades locales, los posibles beneficiarios pueden incluir servicios regulares de autobús, transitarios, grandes operaciones agrícolas o servicios de paquetería y mensajería.

El fabricante de trenes Alstom está convencido de que la propulsión por hidrógeno tiene un gran futuro, aunque los expertos son conscientes de que en el transporte ferroviario nada supera la eficiencia de la electricidad procedente de una línea aérea. "Pero hay argumentos importantes y muy plausibles a favor del hidrógeno en muchos lugares", dice Sprotte: "La infraestructura para la electrificación es muy cara y apenas vale la pena para el transporte regional en las zonas rurales". Electrificar una línea de vía única cuesta entre 1,4 y 3,6 millones de euros por kilómetro, dependiendo de la topografía, ya sea llanura o colinas. Estas cifras fueron publicadas por el Ministerio Federal de Transporte de Alemania en 2021 según cálculos de DB Netz AG, la filial de Deutsche Bahn responsable de la infraestructura ferroviaria.

El hidrógeno también tiene otras ventajas. Eso es porque, idealmente, el gas está disponible como producto de desecho. Cuando no es así, es posible utilizar tecnologías como la eólica, que en ocasiones se genera en exceso y puede convertirse en hidrógeno. De esta manera, las costosas turbinas eólicas ya no tendrían que apagarse en momentos en que se satisface la demanda de electricidad y no hay clientes para la energía.

En Alemania, muchos trenes regionales actualmente en las líneas se compraron durante un auge poco después del cambio de milenio. Han estado en servicio durante dos décadas y están a la mitad de su ciclo de vida. Esto incluye muchos de los más de 1000 trenes diésel LINT de Alstom que actualmente operan en el sistema de transporte regional de Alemania. Sus sistemas de propulsión, así como los de muchas locomotoras de maniobras, podrían, según Sprotte, convertirse de aceite mineral a hidrógeno por un "desembolso razonable". Lo principal es eliminar las barreras al reabastecimiento de combustible.

Jens Sprotte nació en 1973 y es licenciado en economía por la Universidad de Ciencias Aplicadas de Ostfalia en Wolfenbüttel. En 2003, se unió a Alstom en Salzgitter como gerente de proyecto y entre sus clientes para el tren de transporte local LINT se encontraba Deutsche Bahn. Lejos del ferrocarril, dirigió el programa de intercambio de jóvenes ejecutivos entre Alstom y el gobierno alemán en el Ministerio Federal de Cooperación Económica y Desarrollo durante un año. Desde 2021, ha sido vicepresidente de marketing y estrategia para la región DACH.

Alstom SA, que cotiza en el mercado, es un fabricante internacional de material rodante con sede en Saint-Ouen-sur-Seine, Francia. Con más de 74 000 empleados en todo el mundo, el fabricante de trenes generó ingresos por 15 500 millones de euros en el año fiscal 2021/2022. La sede corporativa de Alstom en Alemania se encuentra en Berlín. Alrededor de 10.000 personas desarrollan, producen y dan servicio a vehículos ferroviarios, componentes y tecnología de señalización para los mercados nacionales e internacionales en 13 ubicaciones alemanas desde Bautzen a Hennigsdorf y Salzgitter a Mannheim. Estos incluyen el primer tren regional de unidades múltiples impulsado por celdas de combustible del mundo, el Coradia iLint. En los principales aeropuertos de Fráncfort del Meno y Múnich, Alstom opera y mantiene los trenes lanzadera automáticos (llamados transportadores de personas) que produce para transportar pasajeros entre terminales. Los productos de referencia de Alstom en Alemania incluyen los ultramodernos trenes S-Bahn suministrados a Hamburgo, donde la tecnología para la operación automatizada de trenes (ATO) se está instalando por primera vez en Alemania en nuevos vehículos S-Bahn. En lo que se conoce como la segunda etapa de automatización, el viaje en sí se controla automáticamente. El conductor solo es responsable del comando de salida y control de puertas.

"Como consultores de gestión, estamos ayudando a que el hidrógeno sea más que un simple combustible de nicho", dice Christian Dittmer-Peters, socio de Porsche Consulting. "Era importante para el éxito de los nuevos trenes de hidrógeno vincular al fabricante Alstom con las partes interesadas potenciales que desempeñan un papel importante en el ecosistema". Alguien tiene que producir el hidrógeno, alguien más tiene que transportarlo y almacenarlo, y tantos usuarios como sea posible tienen que consumir el combustible para que el sistema sea rentable", dice Dittmer-Peters.

Los clientes de Alstom, las empresas de transporte, no solo querían comprar los trenes, sino que también necesitaban una infraestructura para el nuevo suministro de energía que ellos mismos no podían construir. Esto significa que se debe garantizar que el hidrógeno permanezca completamente disponible durante la larga vida útil de los trenes regionales. "En el estado de Baja Sajonia, encontramos empresarios que estaban dispuestos a ir más allá de su negocio principal y también convertirse en operadores de estaciones de servicio", explica Dittmer-Peters. El objetivo: "La futura red de estaciones de servicio debería hacer que el hidrógeno esté disponible no solo para una compañía ferroviaria, sino también para modos de transporte completamente diferentes, como las flotas de camionetas y camiones de los transportistas o los servicios de entrega".

Tras el exitoso proyecto piloto en Baja Sajonia, el consultor de gestión Dittmer-Peters también ve buenas oportunidades en otros lugares para hacer que el hidrógeno esté disponible y se pueda utilizar para varios modos de transporte en Alemania. Las ubicaciones potenciales incluyen Renania del Norte-Westfalia con Duisport, el puerto interior más grande de Europa en la ciudad de Duisburg, el estado de Schleswig-Holstein y la ciudad portuaria de Hamburgo. Dittmer-Peters: "Ahora tenemos que convencer a los políticos de los beneficios de la tecnología. Necesitamos aún más interacción entre todos los involucrados. Y, en opinión de Porsche Consulting, la financiación pública en el futuro debería estar vinculada a los éxitos y los resultados económicos. Dichos incentivos pueden garantizar que las buenas ideas se pagan solas lo más rápido posible y que los proyectos no duran mientras haya fondos disponibles".

La consultora también ve otro aspecto económico: “En lugar de pagar una compensación por la electricidad que no generan las turbinas eólicas o las plantas solares, se podría hacer hidrógeno con la electricidad excedente para usar la energía más adelante”. Por ejemplo, los agricultores que operan turbinas eólicas en sus campos podrían usar un pequeño dispositivo especial llamado electrolizador para convertir el excedente de electricidad verde en hidrógeno en su granja. Luego, esto podría usarse para alimentar tractores y otra maquinaria agrícola según sea necesario; en otras palabras, con energía que se genera en el sitio de manera respetuosa con el medio ambiente y sin una complicada logística de suministro. Esto también tendría otra ventaja práctica en el sentido de que los futuros accionamientos eléctricos harían que la maquinaria agrícola fuera significativamente más pesada que con los sistemas de propulsión de hidrógeno debido a las grandes baterías. Incluso los vehículos más pesados ​​no serían deseables para el trabajo agrícola, porque compactarían demasiado el suelo y, en consecuencia, reducirían los rendimientos.

Fabricante:Alstom S. A.Tipo:Tren híbrido de dos coches de unidades múltiples para transporte regionalSistema de propulsión:Motores eléctricos alimentados según sea necesario con baterías o celdas de combustible de hidrógenoAlmacenamiento: 16 x 380 litros de hidrógeno en tanques de techo. Baterías de iones de litio debajo del habitáculoFuerza:hasta 544 kilovatiosVelocidad máxima:140 km/hRango:al menos 1.000 kmLongitud: aprox. 54 metros máx. eje de carga:18 toneladasCapacidad:138 pasajeros sentados y 144 de pie

Texto publicado por primera vez en Porsche Consulting Magazine.