Coradia iLint un tren propulsado por pila de combustible

Coradia iLint en circulación, primer tren propulsado por pila de hidrógenoUna parte importante de las vías férreas en el Mundo no se encuentran electrificadas. ¡Sorpresa! Al menos para mí que no sé prácticamente nada de trenes y siempre que pienso en locomotoras modernas me las imagino unidas a una línea eléctrica. Sin embargo, la verdad es que hay muchas líneas de ferrocarril que no están electrificadas, ni se espera que lo vayan a estar, pues por lo general se tratan de trayectos de media distancia con baja ocupación en los que no sale rentable electrificar el recorrido 1. Hasta el momento, la solución para estas líneas no electrificadas es el uso de trenes movidos mediante motores diesel, echando sus porquerías por montes, valles y veredas. En Alemania, país en el que nos vamos a centrar, hay más de 4000 de estas locomotoras. Y en esta tesitura entra con más jabón la idea de un tren movido por una pila de combustible de hidrógeno que produzca una contaminación acústica mucho menor que la de los trenes con motores de combustión interna y que localmente solo genere agua como producto, no echando porquerías a ecosistemas varios.

Pues bien, esta nueva solución localmente más ecológica ya es una realidad. El Coradia iLint de Alstom que fue presentado en la Feria del Transporte Ferroviario InnoTrans celebrada en Berlin el pasado septiembre tiene el honor de ser el primer tren de pasajeros del mundo propulsado mediante pila de combustible. La idea de este nuevo tren comenzó a perfilarse allá por 2014 cuando el fabricante francés de trenes Alstom firmó un acuerdo con los Landers alemanes de Baja Sajonia, Renania del Norte-Westfalia y Baden-Württemberg así como con las Autoridades de Transporte Público de Hesse para el desarrollo e impulso de una nueva generación de trenes respetuosos con el medioambiente. Y en 2 años, ¡toma, un tren! Además, el proyecto ha contado con el apoyo económico del Ministerio Alemán de Transportes y Comunicaciones que ha aportado 8 millones de euros ayudando de esta forma a cofinanciar el nuevo vehículo.

Coradia ILint de Alstom, primer tren propulsado por pila de combustible

Nuevo Coradia iLint de Alstom, primer tren propulsado por pila de hidrógeno

Como ya hiciese Hyundai con su ix35 propulsado por pila de combustible, Alstom no ha diseñado y construido el nuevo tren desde cero. Para reducir costes y asegurarse una buena base de partida han tomado como referencia uno de sus trenes regionales más emblemáticos, el Coradia Lint propulsado por motores diesel. Así pues, el nuevo iLint es una modificación del Lint diesel al cual se le ha sustituido toda la planta propulsora a base de motores de combustión interna por pilas de combustible, depósitos de hidrógeno y baterías. Alstom prevé que el nuevo tren propulsado por pila de combustible proporcione unas actuaciones similares a las de su predecesor diesel, el cual es un tren para trayectos regionales. Así, el Coradia iLint tiene una capacidad para 300 pasajeros (150 asientos el resto de pie), una velocidad máxima de 140 km/h y una autonomía de 800 km por recarga, lo que debería permitir un día completo de operaciones. Las pilas de combustible y los depósitos de hidrógeno están montados en los techos de cada uno de los coches, de forma que en cada coche se puede almacenar hasta 94 kg de hidrógeno. Alstom que es un fabricante de trenes, pero que nunca ha fabricado pilas de combustible, tomó la sabia decisión de subcontratar a una empresa con más experiencia la parte referente al diseño y fabricación de las pilas de combustible. Hydrogenics ha sido finalmente la encargada de suministrar estas plantas de potencia. Algo similar han hecho con las baterías de iones de litio que las ha fabricado Akasol.

Disposición de los elementos del sistema de energía

Esquema de la posición de los elementos que componen el sistema de energía

Como siempre que hablamos de hidrógeno nos vuelve a asaltar la duda, ¿de dónde va a salir el hidrógeno que se emplee en estos trenes? Porque lo mismo se está pasando de un foco deslocalizado de contaminación (trenes con motores diesel) a uno muy localizado (punto en el que se obtenga el hidrógeno). La procedencia del hidrógeno es muy importante a nivel medioambiental, pues según la fuente, la contaminación derivada del proceso de obtención del hidrógeno puede ser mayor o menor. Lo ideal es que el hidrógeno se obtuviese a partir de energías renovables. Lo que he escuchado hasta el momento es que se podría hacer uso del hidrógeno obtenido como subproducto en la industria química ya que este hidrógeno se va a producir se quiera o no y el uso en trenes propulsados por pila de combustible es una forma de aprovecharlo. Sin embargo, también he leído que se podría usar directamente la energía de la red eléctrica para la producción del hidrógeno. Parece que con el mix-energético alemán actual la contaminación puede ser elevada pero con el que se prevé tener en 2020, este tipo de trenes contaminarían de forma global menos que los diesel. La tendencia hacia que las energías renovables tengan cada vez más peso en los mix-energéticos de los países desarrollados hace que en un futuro el uso directo de la energía de la red eléctrica para la generación de hidrógeno por electrólisis no suponga un gran foco de contaminación.

Uno de los mayores problemas desde el punto de vista ingenieril es la construcción de la infraestructura para el llenado de los tanques de hidrógeno en los garajes y estaciones que vayan a albergar este nuevo tren. Así como la implementación del equipo necesario para la producción de hidrógeno in situ si fuese pertinente. Alstom que se ha dado cuenta de que este inconveniente puede causar las reticencias de los operadores a la hora de incluir en su flota de trenes el Coradia iLint ha tratado de tomar la delantera. Así, la marca francesa ofrece un pack completo que además del tren y su mantenimiento incluye también el desarrollo completo de la infraestructura de hidrógeno en los garajes. Además, este pack les sirve de escudo para no dar a conocer el valor exacto del tren que no debe ser precisamente barato aunque los nuevos desarrollos es lo que tienen y más si no hay una producción en serie.

En cuanto al funcionamiento del sistema energético, este se asemeja mucho al de los coches de hidrógeno que hemos traído por aquí en varias ocasiones. El funcionamiento básicamente depende del nivel de potencia requerido y de la duración de la demanda. Durante las fases de aceleración prolongada, la pila de combustible alimenta al motor eléctrico a través del convertidor pertinente así como a los sistemas de a bordo a través del convertidor auxiliar. En esta fase la energía almacenada en las baterías puede utilizarse como un plus de potencia. Sin embargo, la energía necesaria en aceleraciones cortas será fundamentalmente suministrada por las baterías. En los casos de crucero o durante las mencionadas aceleraciones cortas, las pilas de combustible suministrarán la energía de a bordo e irán recargando las baterías. En caso de que las baterías estén cargadas, las pilas de combustible se destinarán tan solo a suministrar la energía de a bordo. Durante las fases de frenado o deceleración, la pila de combustible prácticamente se apaga, de forma que la energía obtenida mediante la frenada regenerativa permite alimentar los sistemas de a bordo y si aún hay excedente este se emplea para recargarlas baterías. Este manejo inteligente de las diferentes fuentes de energía permite ahorrar una gran cantidad de hidrógeno y hacer que el sistema completo sea muy eficiente. De hecho, según los cálculos de Alstom mediante esta administración inteligente de la energía el Coradia iLint tendrá un consumo energético menor por kilómetro recorrido en relación con su predecesor diesel.

Alstom ya ha construido dos unidades del Coradia iLint, luego el tren no es un concepto o un diseño sobre el papel, nada de eso, el tren existe y se puede palpar. La intención del fabricante francés es someter a estos primeros coches a diferentes pruebas técnicas y de seguridad, así como a pruebas en el circuito de Velim a lo largo de 2017. Una vez que la Oficina Federal de Trenes de Alemania homologue el nuevo tren, lo cual se espera para finales de 2017, este comenzará cubriendo el tramo Buxtehude-Bremerhaven-Cuxhaven en el Lander de Baja Sajonia como muy tarde a principios de 2018. A pesar de que todavía faltan muchas pruebas por realizar, el estado de Baja Sajonia parece que ha confirmado la compra de nada menos que 14 de estos trenes y según la Railway Gazette, Alstom ya contaría con una cartera de pedidos de entre 40 y 70 de estos trenes para finales de 2017. Además, según un ejecutivo de la compañía autoridades de Noruega, Holanda y Dinamarca han expresado su interés por adquirir el nuevo Coradia iLint.

Este nuevo tren propulsado por pila de combustible es un ejemplo más de todas las vías que el hidrógeno y las pilas de combustible están abriendo en la industria alemana. Planes específicos para el desarrollo de una infraestructura de hidrogeneras, financiación y ayudas para su construcción, pruebas de producción de hidrógeno verde y su almacenamiento para abastecer a núcleos urbanos, estudio sobre almacenamiento de hidrógeno en cavernas salinas, estos son tan solo algunos de los caminos que se han abierto en el país germano. Puede decirse que Alemania es probablemente el país que más está apostando por el hidrógeno y las pilas de combustible, quizás como método para independizarse energéticamente de terceros países.

1 Otra posibilidad para la no electrificación de una línea férrea pueden ser las inclemencias meteorológicas a las que puede verse sometida en determinadas regiones del Globo así como la imposibilidad de llevar un tendido eléctrico fiable a según que sitios. Por ejemplo, en el World Hydrogen Energy Conference 2016 asistí a una conferencia en la que explicaban que en Noruega tenían la intención de tender una línea que recorriese el país de Sur a Norte. Claro, en las regiones del Sur no había ningún problema en poner un tendido eléctrico, pero a medida que se avanzaba hacia el Norte, donde no vive prácticamente nadie, se hacía mucho más complicado encontrar una fuente de energía eléctrica que permitiese alimentar de forma estable y fiable la línea. Además, cuanto más al norte nos vamos el clima es más puñetero y puede llegar a causar desperfectos en la infraestructura.

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