Vehicles d'hidrogen, una addenda i una novetat.

Com a addenda a la notícia apareguda al butlletí núm. 22, veurem a continuació una actuació que es duu a terme al Japó, on aviat es posarà a prova un nou tren propulsat amb hidrogen; i com a novetat en el terreny dels vehicles de transport viari de mercaderies, presentem una actuació que hauria de donar lloc al que serà, segons els seus promotors, el primer camió d'hidrogen del món.

Japó: JR East, llesta per assajar el tren de pila d'hidrogen de Toyota
Suïssa: el primer camió d’hidrogen
Autors

Japó: JR East, llesta per assajar el tren de pila d'hidrogen de Toyota

La companyia ferroviària japonesa East Japan Railways (JR East) es troba actualment treballant per posar en proves, a partir de l'any 2021, composicions de nova generació propulsades per piles de combustible-hidrogen. L'actuació forma part de l'estratègia a deu anys vista adoptada l'any 2018 per la companyia, anomenada "Move Up 2027", que té com un dels seus eixos principals la diversificació de les fonts d'energia dels seus combois.

JR East, assenyalarem, és la divisió territorial de Japan Railways que presta servei ferroviari a la part oriental de l'illa de Honshū, incloent la regió de Tòquio.

Aquesta actuació arriba un parell d'anys després que el Land de Baixa Saxònia decidís proveir-se dels combois d'hidrogen d'Alstom, els Coradia iLint, que ja us vam presentar al núm. 22 del nostre Butlletí. Arriba també una dècada després que JR East suspengués una altra actuació d'implantació del combustible hidrogen als seus vehicles per la insuficiència del rendiment de les bateries que va obtenir; aquest primer projecte, fracassat, s'anomenà "New Energy Train", i va assajar-se l'any 2008.

Doncs bé, recentment, el mes de juny de 2019, JR East va anunciar una inversió propera als quatre mil milions de iens (uns trenta-tres milions d'euros) per al desenvolupament d'una composició de dos cotxes que, d'igual manera que els d'Alstom, seran equipats amb bateries de ió de liti i piles de combustible d'hidrogen, incorporant a més tancs d'hidrogen d'alta pressió.

La unitat, de la sèrie FV-E991, estarà formada per un cotxe motor i un de comandament remot, segons la configuració push-pull. La tecnologia que s'hi emprarà serà la subministrada per la multinacional Toyota Motor, amb qui JR East va concloure un acord de col·laboració el setembre de 2018. Cal recordar que l'automobilística ja fa servir des de 2015 l'hidrogen en alguns dels seus vehicles, com ara el Mirai, híbrid, que equipa una pila d'hidrogen de 114 kW. De la seva banda, a canvi de la seva tecnologia, Toyota s'assegura amb aquest acord de col·laboració els drets sobre terrenys propietat de JR East per implantar-hi infraestructura d'avituallament d'hidrogen per a vehicles de transport viari.

Recreació d'un prototip de la sèrie FV-E991 modificat per a la propulsió amb hidrogen, que a partir de l'abril de 2021 (començament de l'any fiscal) podria circular en proves per la xarxa ferroviària de JR East (© JR East)

En el cas del nou push-pull, la propulsió anirà a càrrec de dues piles de combustible, de 180 kW, capaces d'operar a temperatures de fins a -10 ⁰C, que alimentaran dues bateries de ió de liti de 25 kWh que al seu torn proveiran un variador de freqüència i voltatge (VVVF) per tal que subministri l'energia necessària als quatre motors, de 90 kW. L'hidrogen s'emmagatzemarà en quatre grups de tancs de compòsit de fibra de carboni, cadascun dels quals amb cinc mòduls de 51 l de capacitat. Això proporcionarà a la composició una autonomia màxima de 140 km. Pel que fa a la velocitat màxima, serà de 100 km/h.

Els assaigs del nou comboi tindran lloc en diverses rutes de la prefectura de Kanagawa, principalment a l'extrem de la línia de Nanbu, entre Kawasaki i Musashi Nakahara, i al branc que va de Shitte a Hama-Kawasaki, d'uns 4 km de longitud. També se'n realitzaran proves al tram de Tsurumi, més a prop de Yokohama. Vegeu el plànol de xarxa tot seguit:

Cap a l'extrem inferior de la imatge, sobre la línia groga, podreu ubicar els trams d'assaig tot just esmentats (© JR East)

Després de les proves de l'any 2021, JR East espera poder tenir la tecnologia llesta per tal de posar-la en servei comercial a partir de 2024. A l'entremig probablement hi haurà d'haver proves en entorns operatius convencionals que confirmin la seguretat, el rendiment, les prestacions i l'impacte ambiental del nou tren d'hidrogen japonès, i que ajudin també a detectar les mancances que puguin sorgir pel que fa a la tecnologia de control i als elements auxiliars d'infraestructura.

Suïssa: el primer camió d’hidrogen

Generation of Hydrogen (GOH!) és una iniciativa suïssa que vol posar en servei un camió de mercaderies de 40 t propulsat per un motor d’hidrogen. El projecte fou presentat el passat mes d’octubre, i hi participen la societat cooperativa Migros Genève (comerç i distribució), GreenGT (enginyeria), LARAG (mecànica i carrosseria) i els serveis industrials de la ciutat de Ginebra (SIG), tots sota la coordinació de Fondation Nomads, una organització d’utilitat pública sense afany de lucre.

Combinant les experteses dels quatre socis esmentats, es pretén posar a punt un prototip de camió dotat amb pila de combustible-hidrogen i motor elèctric sobre el xassís d’un vehicle Kamaz. GreenGT desenvoluparà i fornirà el sistema de propulsió, LARAG modificarà el camió i el farà apte per a la nova modalitat de combustible, i els SIG proveiran l’electricitat necessària per a la producció d’hidrogen mitjançant l’electròlisi de l’aigua; cal assenyalar que els SIG pretenen que l’electricitat subministrada provingui exclusivament de fonts renovables, i en aquest sentit l’any vinent preveuen de posar en funcionament a Ginebra una petita central fotovoltaica per a ús exclusiu d’aquesta iniciativa; val a dir que segons els SIG, a data d’avui el 90% de l’H₂ utilitzat per a la mobilitat és encara generat a partir d’energies fòssils.

Els promotors de la iniciativa asseguren que el motor d’hidrogen pot resultar més adequat per a les dimensions dels vehicles pesants que un d’elèctric convencional; l’ús d’una pila de combustible evita haver d’instal·lar, en vehicles ja prou grans per si sols, enormes bateries d’emmagatzematge elèctric, cosa que a més redunda en una major autonomia: segons opina GreenGT, la utilització de la pila de combustible permetrà un rang de circulació aproximat de 500 km amb una càrrega completa d’hidrogen, prop de tres vegades més que l’autonomia que s’assoliria amb bateries elèctriques. D’altra banda, el camió podrà recarregar completament els seus dipòsits d’hidrogen en menys de quinze minuts, d’acord amb la companyia esmentada.

Imatge dels components del camió que es proposa de posar en servei GOH! En groc, els tancs d’emmagatzematge d’hidrogen, que posteriorment es combinarà a la pila de combustible amb l’oxigen ambiental: en aquest procés de catàlisi es produirà l’electricitat necessària per moure el camió, i com a residus només se n’obtindran aigua i calor. La iniciativa pretén a més experimentar materials que puguin substituir el platí que solen contenir les piles de combustible, com ara nanopartícules de carboni, a fi d’obrir la porta a una possible fabricació 100% local de tots els components (© Generation of Hydrogen – GOH!)

Els socis de la iniciativa esperen poder tenir enllestit el prototip a les acaballes de 2019, i posar-lo en servei cap a juliol de 2020. L’utilitzarà la cooperativa Migros Genève (una gran cadena de comerç i distribució), per dur a terme els seus repartiments a la regió de Ginebra. Naturalment, un cop en servei se seguirà observant el comportament del sistema de propulsió en condicions reals d’ús, abans de procedir, eventualment, a la producció en sèrie del vehicle.

Els responsables de GOH! creuen que amb la seva iniciativa es podrà demostrar la viabilitat econòmica, tècnica i ecològica del sector del transport de mercaderies propulsat per hidrogen (preferiblement provinent de fonts renovables, a més). Malgrat tot, per a una possible generalització d’aquesta mena de vehicles caldrà encara implantar una àmplia xarxa de distribució d’hidrogen, que a hores d’ara no hi és –ni a Suïssa ni enlloc, val a dir.