El tren del hidrógeno, a toda máquina

Llega por fin el tren de emisiones (realmente) cero, paso decisivo para descarbonizar el transporte por ferrocarril. El tren de hidrógeno es tan sostenible que sólo emite agua y calor. Funcionará igual que un tren eléctrico, ya que es esa energía la que mueve su locomotora, pero en lugar de recibirla de catenarias convencionales, la obtendrá de una pila de hidrógeno renovable. La capacidad de almacenar este gas y la potencia de la pila determinarán su autonomía y velocidad.

“La descarbonización del transporte pesado tendrá un impacto grandísimo en las emisiones de CO₂ y en la calidad medioambiental”, afirma José Manuel Serra, investigador del hidrógeno en el Instituto de Tecnología Química (CSIC-UPV).

La versatilidad del hidrógeno, capaz de almacenar energía para ser liberada gradualmente, lo hace un aliado excepcional de la industria para descarbonizar sus actividades. Puede usarse para fabricar algunos de sus derivados, como el amoniaco y el metanol, directamente en pilas de combustible o como materia prima para elaborar combustibles sintéticos. Pero primero hay que producirlo, porque no es una fuente primaria de energía como el sol o el viento, sino un producto manufacturado. Hoy, el desafío es generar más hidrógeno renovable mediante electrólisis, una tecnología basada en el uso de la electricidad renovable y el agua.

Acelerón a la investigación

Actualizando su Estrategia del Hidrógeno, la Unión Europea acaba de añadir en el plan REPowerEU una financiación de 200 millones de euros para la investigación tecnológica del hidrógeno, y la Comisión Europea (CE) se compromete a evaluar este mismo verano los primeros proyectos que se presenten. Porque la CE quiere que el 20% de los trenes que hoy circulan con diésel lo hagan con hidrógeno renovable al concluir la década, cuando el Gobierno español pretende contar con al menos dos líneas de trenes comerciales propulsadas con este combustible sostenible.

Lo tenemos todo: tecnología y recursos renovables. Es una oportunidad para España y esta vez sólo nos falta hacerlo, subirnos al tren de la tercera revolución industrial

J. M. Serra, investigador del Instituto de Tecnología Química (CSIC-UPV)

“El uso del hidrógeno en el transporte ferroviario supone una alternativa libre de emisiones para líneas no electrificadas donde ahora circulan trenes diésel, teniendo en cuenta que los gases de escape de la tracción por hidrógeno son vapor de agua”, explica Emilio García, director de Innovación de Talgo.

Su funcionamiento puede explicarse en cuatro pasos. El tren lleva el hidrógeno en depósitos situados en el techo exterior. Al pasar por la pila de combustible, el contacto de ese hidrógeno con el oxígeno del aire produce una reacción que genera electricidad y suelta vapor de agua. Un elevador de tensión eléctrica aumenta dicha tensión para su suministro al equipo de tracción convencional. Como complemento se utilizan baterías de litio para casos especiales de más necesidades de potencia o como elemento de tracción sustitutivo. Las investigaciones actuales se centran en reducir el gran volumen de almacenamiento que requiere el hidrógeno, usando portadores líquidos y en el perfeccionamiento de la pila de combustible.

Vittal-One, en fase de pruebas

En España, uno de los proyectos más innovadores del sector es el de Talgo y Repsol, que llevan tiempo trabajando en el desarrollo de un tren dual hidrógeno-eléctrico. A la ferroviaria le corresponde diseñar, fabricar y poner en marcha estos trenes del futuro, y a la energética, generar el hidrógeno renovable y encargarse de la logística de abastecimiento que convertirán este proyecto en una realidad. Con tecnología propia de almacenamiento y generación de energía a partir de este gas sostenible, se completaron con éxito las pruebas de la cadena de tracción en el Centro Nacional del Hidrógeno. Ya han comenzado las pruebas dinámicas con tren laboratorio, primero en las instalaciones de su fábrica de Las Matas (Madrid) y posteriormente en Extremadura.

Talgo ha diseñado el Vittal-One para líneas de Cercanías y Media Distancia, y su aplicación natural estaría en los largos tramos de vías aún sin electrificar. Hoy, España tiene 5.617 kilómetros de vías ferroviarias sin electrificar, ni en previsiones de hacerlo, ya que costaría alrededor de 2.810 millones de euros. Por ellas circulan locomotoras diésel, y como resultado, sólo el 60% de la energía que consume nuestro sector ferroviario es eléctrica, según datos de la consultora Deloitte.

El caso de España no es único. En todo el planeta se levantan proyectos que aplican el vector energético del futuro al transporte ferroviario. China echó a andar el año pasado su primera locomotora con pila de hidrógeno (paradójicamente, para transportar carbón…), Alemania prevé que el Mireo Plus H de Siemens Mobility y Deutsche Bahn reemplace a un tren diésel con servicio regular de pasajeros entre las ciudades de Pforzheim, Tubinga y Horb del Néckar en 2024, y la Canadian Pacific también proyecta cubrir algunos recorridos norteamericanos con locomotoras de hidrógeno.

Europa mira a España. El Congreso Europeo del Hidrógeno se celebró en mayo en Madrid con la presencia de la presidenta de la Comisión Europea, Ursula von der Leyen, que calificó a nuestro país de “líder europeo global en la descarbonización y el hidrógeno verde”.

Objetivos a corto plazo

Von der Leyen constataba así el potencial de las energías eólicas y fotovoltaicas españolas para generar una extraordinaria producción de hidrógeno renovable. En el mismo acto, la ministra para la Transición Ecológica, Teresa Ribera, reiteró el propósito oficial de instalar 4 gigavatios (GW) de electrolizadores y la movilización de 8.900 millones de euros entre inversión pública y privada para que, en 2030, el 25% del consumo industrial de hidrógeno sea renovable y se implanten hidrogeneras, trenes y vehículos de transporte pesado propulsados por este producto.

España es el país de la Unión Europea con mayores recursos renovables disponibles. Tenemos capacidad industrial, tecnológica y climática para hacer hidrógeno a un coste competitivo

Tomás Malango, director de Hidrógeno de Repsol

“Tenemos capacidad industrial, tecnológica y climática para hacer hidrógeno a un coste competitivo”, destaca Tomás Malango, director de Hidrógeno de Repsol. “España es el país de la Unión Europea con mayores recursos renovables disponibles. Para producir un megavatio de hidrógeno hacen falta tres de energía renovable, así que tendremos que instalar el triple de energía renovable que de capacidad de producción de hidrógeno. A partir de ahí, podremos exportar”.

El científico José Manuel Serra confirma esta visión: “Lo tenemos todo: la tecnología y los recursos renovables. Hace falta un impulso global, no solo político sino industrial, como el que están realizando Talgo y las energéticas que apuestan por las renovables. Es una oportunidad para España y esta vez sólo nos falta hacerlo, subirnos al tren de la tercera revolución industrial”.