O ousado e os biocombustíveis: impulsionando a adoção de combustíveis alternativos no caminho para o zero líquido
Imagine um futuro em que as locomotivas de carga sejam abastecidas na Califórnia com diesel renovável R100, complementadas em North Platte, NE, com biodiesel B20, funcionem com B13 em Chicago, IL e depois com diesel tradicional em Baton Rouge, LA, antes de seguirem para Alberta, Canadá, para serem anexadas a uma licitação e movidas por um motor de combustão interna de hidrogênio (H2 ICE).
Esse futuro de “combustível de retalhos”, moldado por incentivos locais, pode acontecer mais cedo do que se poderia imaginar, já que os planos de redução de emissões de curto prazo, a crescente disponibilidade comercial e a viabilidade dos biocombustíveis, a inovação contínua, a colaboração industrial e as promessas líquidas zero convergem para a sustentabilidade ambiental.
Uma abordagem em fases para a sustentabilidade
O fato de a rota de uma ferrovia poder ser alimentada por diferentes tipos de combustível com base na geografia reflete um conjunto distinto de metas de redução de emissões de curto e longo prazo e um ecossistema saudável para desenvolvimento e teste de combustíveis alternativos.
Mas primeiro de tudo. As principais ferrovias da América do Norte estão levando a sustentabilidade ambiental muito a sério e se comprometeram a reduzir as emissões de 30 a 40% até 2030. Essas metas são apoiadas por uma promessa ainda maior, atingindo emissões líquidas zero até 2050.
Entrando em 2024, restam seis anos para atingir os compromissos de 2030 e apenas 26 para atingir o zero líquido. Felizmente, a Wabtec e sua rede de clientes/parceiros de operadoras Classe I e fornecedores de combustíveis alternativos começaram rapidamente.
Três alavancas: estratégias para atingir metas de redução de curto e longo prazo
A Wabtec vê três “alavancas” de inovação que pode usar para apoiar os clientes em suas jornadas de sustentabilidade: economia de combustível, redução de carbono e tecnologias de zero líquido, com cada uma tendo seu tempo e lugar na transição.
- Soluções de redução de combustível — Para cada galão de combustível economizado, 22 libras de emissões de CO2 são evitadas e os custos de combustível são significativamente reduzidos. Mas é difícil reduzir ainda mais a eficiência de combustível. A principal tecnologia de economia de combustível da Wabtec, a FDL Advantage (FDLA), já proporcionou às operadoras um aumento de 5% na eficiência de combustível. Embora a Wabtec continue investindo em melhorias na economia de combustível em suas locomotivas da Série Evolution, em algum momento será difícil extrair mais combustível dos já extremamente eficientes motores de locomotivas.
- Soluções de redução de carbono — Assim como o gás natural é visto como um “combustível intermediário” na transição da economia geral para 100% de energia renovável, os biocombustíveis são onde o setor ferroviário está fazendo suas maiores apostas para cumprir as promessas de emissões de 2030 e atuar como uma ponte para futuras reduções. A Wabtec já testou e aprovou o B5 (5% de biodiesel) e o R30 (30% de diesel renovável) em todos os seus motores de locomotivas, com o B11 e o R50 a serem aprovados até o final de 2023. Impulsionados pela demanda das operadoras, projeta-se que o B20 e o R100 estejam prontos para uso comercial no terceiro trimestre de 2024. O produto de uma colaboração inovadora entre a Wabtec e seus clientes (veja mais abaixo), a disponibilidade de biodiesel e diesel renovável e as atualizações de motores para acomodá-los permitirão que as transportadoras “misturem e combinem” os tipos de combustível de região para região, ao mesmo tempo em que reduzirão radicalmente as emissões de poços a rodas em até 60%!
- Soluções de zero líquido — Assim como a eficiência de combustível só pode levar a indústria até certo ponto ao zero líquido, o mesmo acontece com os biocombustíveis, devido à sua menor, mas não zero, intensidade de carbono. Atualmente, acredita-se que as soluções para operar locomotivas de carga líquida zero estejam no hidrogênio e nas baterias elétricas. E embora as baterias sejam uma tecnologia limpa popular, atualmente elas oferecem apenas ~ 10% do alcance (medido em MWh) dos motores a diesel atuais. Isso, é claro, pode mudar até 2050 com base em possíveis avanços em baterias, como a tecnologia de estado sólido, mas a atenção da indústria e do governo está no potencial do hidrogênio, tanto como combustível para um H2 ICE (complementando motores compatíveis com biocombustível) quanto como célula de combustível autônoma.
Fazendo isso acontecer: testes de campo
O motor de inovação da Wabtec está funcionando a todo vapor para explorar, testar e operacionalizar o uso de combustíveis alternativos. E embora o desenvolvimento de kits para proteger motores antigos para o uso de biocombustíveis represente uma dessas inovações, o verdadeiro avanço está sendo impulsionado por uma colaboração única e estreita entre as operadoras com a Wabtec e pela abertura para compartilhar resultados entre si.
“Muito é necessário para garantir que os biocombustíveis sejam um combustível seguro, confiável, durável e eficaz para locomotivas, e nossos clientes confiam em nós para fazer esse trabalho investigativo em seu nome”, disse Chris Miller, diretor sênior de gerenciamento de produtos de serviços da Wabtec. “Parte desse trabalho inicial crítico está sendo feito nos bastidores da Wabtec, mas muito disso está acontecendo em extensos testes de campo diretamente com nossos clientes.
Os testes de campo são cruciais para determinar como os biocombustíveis funcionarão em ambientes operacionais reais e afetarão os componentes das locomotivas. O biodiesel causará vazamentos ou corrosão no motor? O que acontecerá com o desempenho do motor em altas altitudes, altas temperaturas ambientes ou condições climáticas abaixo de zero? Os intervalos de manutenção mudarão?
Essas são algumas perguntas que estão sendo respondidas nos extensos testes de campo da Wabtec com a indústria.
Na verdade, quando você pergunta a Chris Miller onde a Wabtec está inovando mais em biocombustíveis, ele não aponta para “produto”, ele aponta para uma “abordagem” única no setor.
“A principal inovação aqui é a forma como a Wabtec está trabalhando com seus clientes, parceiros e fornecedores de combustível para aprender e crescer juntos”, diz Miller.
Essa abordagem é personificada pelos testes de campo mencionados acima e pela conferência técnica pioneira que Miller lançou em 2022, The Alternative Energy Conference. Este evento técnico reúne clientes de todo o mundo, fornecedores líderes de combustíveis alternativos e especialistas da Wabtec. Agora em seu segundo ano, o encontro oferece um local seguro para compartilhar informações, incluindo resultados dos testes de campo, e aprender uns com os outros para impulsionar o progresso da descarbonização no setor.
“Nossas operadoras parceiras merecem a maior parte do crédito aqui”, oferece Miller. “Eles perceberam que o problema da mudança climática e da obtenção da descarbonização pode ser melhor e talvez apenas resolvido por meio da colaboração. Estou incrivelmente orgulhoso do esforço que estamos fazendo juntos a serviço de um planeta e uma indústria ferroviária melhores.”
O futuro do hidrogênio
Então, enquanto os biocombustíveis estão em extensos testes de campo, onde está o hidrogênio em sua evolução como combustível ferroviário?
A resposta é “primeiros dias”. Dito de outra forma, a corrida para desenvolver soluções de hidrogênio 100% livres de emissões já começou, mas é definitivamente mais uma maratona do que uma corrida de 5 km.
“A Wabtec está comprometida em ser líder em combustíveis alternativos para o benefício de seus clientes ferroviários”, conclui Miller. “Isso significa inovar e explorar, mas também significa ser prático. O desafio que a indústria enfrenta agora é cumprir os compromissos de 2030, e os biocombustíveis são ideais para esse desafio nesse cronograma.
“É por isso que estamos buscando uma abordagem em fases para o hidrogênio que moverá a indústria das normas de 2030 para as de um futuro de emissões líquidas zero em 2050. Essa transição pode começar com motores de combustão interna de hidrogênio compatíveis com biocombustível antes de evoluir para uma maior adoção da tecnologia de células de combustível de hidrogênio. Em última análise, não importa o que aconteça, nosso trabalho é ajudar as transportadoras a chegarem lá.”
