Los audaces y los biocombustibles: impulsar la adopción de combustibles alternativos en el camino hacia el cero neto
Imagine un futuro en el que las locomotoras de carga carguen combustible en California con diésel renovable R100, terminen en North Platte (NE), con biodiésel B20, funcionen con B13 en Chicago (Illinois) y, luego, con diésel tradicional en Baton Rouge (LA), antes de dirigirse a Alberta (Canadá), para participar en una licitación y propulsarse con un motor de combustión interna de hidrógeno (H2 ICE).
Este futuro de «combustible en mosaico», moldeado por incentivos locales, podría ocurrir antes de lo que nadie hubiera previsto, ya que los planes de reducción de emisiones a corto plazo, la creciente disponibilidad comercial y la viabilidad de los biocombustibles, la innovación continua, la colaboración industrial y las promesas de cero emisiones netas convergen en la sostenibilidad ambiental.
Un enfoque gradual de la sostenibilidad
El hecho de que la ruta de un ferrocarril pueda funcionar con diferentes tipos de combustible según la geografía refleja un conjunto distinto de objetivos de reducción de emisiones a corto y largo plazo, y un ecosistema saludable para el desarrollo y las pruebas de combustibles alternativos.
Pero lo primero es lo primero. Las principales compañías ferroviarias de América del Norte se están tomando muy en serio la sostenibilidad ambiental y cada una de ellas se ha comprometido a reducir las emisiones entre un 30 y un 40% para 2030. Estos objetivos están respaldados por una promesa aún mayor: alcanzar cero emisiones netas para 2050.
Al entrar en 2024, quedan seis años para cumplir los compromisos de 2030 y solo 26 para alcanzar las cero emisiones netas. Afortunadamente, Wabtec y su red de clientes/socios de compañías aéreas de clase I y proveedores de combustible alternativo han empezado con rapidez.
Tres palancas: estrategias para cumplir los objetivos de reducción a corto y largo plazo
Wabtec considera que hay tres «palancas» de innovación que puede utilizar para ayudar a los clientes en su camino hacia la sostenibilidad: el ahorro de combustible, la reducción de las emisiones de carbono y las tecnologías con cero emisiones netas, cada una de las cuales tiene su momento y lugar en la transición.
- Soluciones de reducción de combustible: por cada galón de combustible ahorrado, se evitan 22 libras de emisiones de CO2 y los costos de combustible se reducen significativamente. Sin embargo, es difícil reducir al máximo la eficiencia del combustible. La principal tecnología de ahorro de combustible de Wabtec, la FDL Advantage (FDLA), ya ha permitido a los transportistas aumentar la eficiencia del combustible en un 5 por ciento. Si bien Wabtec sigue invirtiendo en mejorar el ahorro de combustible de las locomotoras de la serie Evolution, en algún momento será difícil extraer más combustible de los motores de locomotoras, que ya son extremadamente eficientes.
- Soluciones de reducción de carbono: si bien el gas natural se considera un «combustible puente» en la transición de la economía general a una energía 100% renovable, la industria ferroviaria está haciendo sus mayores apuestas en los biocombustibles para cumplir con los compromisos de emisiones de 2030 y actuar como puente hacia futuras reducciones. Wabtec ya ha probado y aprobado el B5 (5% de biodiésel) y el R30 (30% de diésel renovable) en todos sus motores de locomotoras, y el B11 y el R50 están a punto de aprobarse a finales de 2023. Impulsados por la demanda de los transportistas, se prevé que el B20 y el R100 estén listos para su uso comercial en el tercer trimestre de 2024. Gracias a una colaboración sin precedentes entre Wabtec y sus clientes (más información más adelante), la disponibilidad de biodiésel y diésel renovable, y las consiguientes mejoras en los motores para adaptarlos a estos requisitos, permitirán a los transportistas «mezclar y combinar» los tipos de combustible de una región a otra y, al mismo tiempo, reducir radicalmente las emisiones de los vehículos a las ruedas, ¡hasta en un 60%!
- Soluciones de cero emisiones netas: del mismo modo que la eficiencia del combustible solo puede llevar a la industria hasta cierto punto hacia el cero neto, lo mismo ocurre con los biocombustibles, debido a su intensidad de carbono más baja, pero no nula. Actualmente se cree que las soluciones para hacer funcionar las locomotoras de carga con cero emisiones netas radican en las baterías eléctricas y de hidrógeno. Y si bien las baterías son una tecnología limpia muy popular, actualmente solo ofrecen aproximadamente el 10% de la autonomía (medida en MWh) de los motores diésel actuales. Por supuesto, esta situación podría cambiar de aquí a 2050 si se tienen en cuenta los posibles avances en materia de baterías, como la tecnología de estado sólido, pero la industria y los gobiernos prestan atención al potencial del hidrógeno, tanto como combustible para un ICE de H2 (que complementa a los motores compatibles con biocombustibles) como como pila de combustible independiente.
Hacerlo realidad: pruebas de campo
El motor de innovación de Wabtec funciona a toda velocidad para explorar, probar y poner en práctica el uso de combustibles alternativos. Y si bien el desarrollo de kits para proteger los motores antiguos para el uso de biocombustibles representa una de estas innovaciones, el verdadero salto adelante está impulsado por una colaboración estrecha y única entre las compañías aéreas con Wabtec y por la disposición a compartir los resultados entre sí.
«Garantizar que los biocombustibles sean un combustible seguro, fiable, duradero y eficaz para las locomotoras es fundamental, y nuestros clientes confían en nosotros para que realicemos ese trabajo de investigación en su nombre», afirma Chris Miller, director sénior de Gestión de Productos de Servicios de Wabtec. «Parte de ese trabajo inicial fundamental se lleva a cabo entre bastidores en Wabtec, pero gran parte de ello se lleva a cabo mediante exhaustivas pruebas de campo realizadas directamente con nuestros clientes.
Las pruebas de campo son cruciales para determinar cómo funcionarán los biocombustibles en entornos operativos reales y cómo afectarán a los componentes de las locomotoras. ¿El biodiésel provocará fugas o corrosión en el motor? ¿Qué pasará con el rendimiento del motor a grandes altitudes, a altas temperaturas ambientales o en climas bajo cero? ¿Cambiarán los intervalos de mantenimiento?
Estas son algunas de las preguntas que están siendo respondidas en las exhaustivas pruebas de campo que Wabtec ha realizado con la industria.
De hecho, cuando le preguntas a Chris Miller dónde está innovando más Wabtec en biocombustibles, no se refiere al «producto», sino a un «enfoque» único en la industria.
«La principal innovación en este caso es la forma en que Wabtec trabaja con sus clientes, socios y proveedores de combustible para aprender y crecer juntos», afirma Miller.
Ese enfoque se personifica en las pruebas de campo antes mencionadas y en una innovadora conferencia técnica que Miller lanzó en 2022, la Conferencia sobre Energía Alternativa. Este evento técnico reúne a clientes de todo el mundo, a los principales proveedores de combustibles alternativos y a expertos de Wabtec. Ya en su segundo año, la reunión ofrece un lugar seguro para compartir información, incluidos los resultados de las pruebas de campo, y aprender unos de otros para impulsar el progreso de la industria en materia de descarbonización.
«Nuestros socios transportistas merecen la mayor parte del crédito en este sentido», comenta Miller. «Se han dado cuenta de que el problema del cambio climático y el logro de la descarbonización pueden resolverse mejor, y quizás solo, mediante la colaboración. Estoy increíblemente orgulloso del esfuerzo que estamos haciendo juntos al servicio de un planeta y una industria ferroviaria mejores».
El futuro del hidrógeno
Así pues, si bien los biocombustibles se están realizando exhaustivas pruebas de campo, ¿en qué punto se encuentra el hidrógeno en su evolución como combustible ferroviario?
La respuesta es «en los primeros días». Dicho de otra manera, la carrera para desarrollar soluciones de hidrógeno 100% libres de emisiones ha comenzado, pero definitivamente es más una maratón que una carrera de 5 kilómetros.
«Wabtec se compromete a ser líder en combustibles alternativos en beneficio de sus clientes ferroviarios», concluye Miller. «Eso significa innovar y explorar, pero también significa ser práctico. El desafío al que se enfrenta ahora la industria es cumplir los compromisos de 2030, y los biocombustibles son ideales para ese desafío en ese plazo.
«Por eso estamos estudiando un enfoque gradual para el hidrógeno que permitirá a la industria pasar de las normas de 2030 a las de un futuro con cero emisiones netas en 2050. Esa transición podría comenzar con motores de combustión interna de hidrógeno compatibles con los biocombustibles antes de evolucionar hacia una mayor adopción de la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno. En última instancia, pase lo que pase, es nuestro trabajo ayudar a los transportistas a conseguirlo».
