Expertos ferroviarios: la catenaria es la mejor solución

Ferrocarril - Expertos ferroviarios: la catenaria es la mejor solución

En la búsqueda de opciones eco-friendly para reemplazar las locomotoras diésel que generan emisiones en los ferrocarriles alemanes, según los expertos ferroviarios, la vía eléctrica familiar es la mejor solución. Los sistemas de propulsión alternativos, como hidrógeno, batería y aceite vegetal, son significativamente más caros. "La mayor eficiencia se logra a través de la electrificación con cables aéreos", dice el profesor Markus Hecht de TU Berlin.

En Alemania, según la Alianza de Trenes, solo el 62% de la red ferroviaria federal está electrificada. En comparación, Europa tiene un modelo a seguir en Suiza, donde todo el ferrocarril está electrificado. Austria, Italia y los Países Bajos también tienen más de un 70% de líneas ferroviarias electrificadas.

Trenes hidrógeno caros y menos eficientes

Baviera planea comenzar la operación de pruebas largamente planificadas de trenes hidrógeno en Allgäu en otoño. "Baviera busca ser neutral en cuestiones climáticas hasta el 2040. Esto incluye el hecho de que, a partir de 2040, no hayan vehículos diésel en funcionamiento en el transporte de pasajeros ferroviario bávaro", dice el ministro de Transportes Cristian Bernreiter (CSU). La solución preferida es la electrificación. Para líneas sin "perspectiva de electrificación", el gobierno estatal planea utilizar trenes eléctricos de batería y hidrógeno.

Sin embargo, incluso trenes hidrógeno de alta tecnología son objeto de escéptica por parte de los críticos. "El hidrógeno es la solución más cara y menos eficiente que el diésel", dice el profesor de tecnología ferroviaria de Berlín Hecht. Las celulas de combustible generan no solo agua y electricidad sino también una gran cantidad de calor residual.

El problema de la refrigeración es grave para los vehículos hidrógeno

"Tienen que enfriarse fuertemente en el verano y requieren electricidad para los sistemas de control climático para enfriar las salas de pasajeros", dice el investigador. "En invierno, pueden utilizar el calor residual para calentar las salas de pasajeros. Es absurdo que el tren hidrógeno consume menos energía en invierno que en verano". Debido a la baja eficiencia, el consumo de energía siempre es mucho mayor que con todas las otras tecnologías.

El profesor de Berlín no está solo en su evaluación: La TU Dresden comparó las ventajas y desventajas de las distintas formas de propulsión para la Compañía Ferroviaria de Baviera en informes en 2017 y 2020. El hidrógeno se desempeñó peor que las baterías, incluso en términos de equilibrio carbónico. Sin embargo, Baviera es una importante ubicación química. Por lo tanto, el gobierno estatal planea construir una red de hidrógeno, lo que podría beneficiarse también al ferrocarril.

Baja Sajonia ha probado hidrógeno y, finalmente, decidió comprar más de 100 trenes eléctricos de batería en lugar de ello, ya que la propulsión eléctrica es más barata en operación. "Los trenes eléctricos de batería también son significativamente más caros en operación que los trenes eléctricos puros", dice Hecht. La eficiencia es inferior, los vehículos son más pesados. La batería tiene una vida útil limitada, debe calentarse en invierno y enfriarse en verano.

Los trenes eléctricos de batería no son ideal

Los trenes eléctricos de batería solo pueden viajar cortas distancias, es decir, usualmente alrededor de 80 kilómetros hoy en día. Luego se requiere una estación de carga adicional. Una solución a esto son los trenes híbridos: colectores de potencia y baterías combinados. Estos trenes pueden cargar las baterías vacías en tramos de línea con cables aéreos. En Alemania, hay muchos túneles que son demasiado estrechos para las líneas de poder aéreo - estos son los lugares donde la actualización de las instalaciones de poder aéreo a través de la conducción eléctrica de baterías puede ahorrar costos, según Hecht.

La tercera opción: aceite vegetal usado como combustible suplente para locomotoras diésel, conocido en técnicas especializadas como HVO 100. Desde que las locomotoras diésel pueden funcionar sin modificaciones importantes con el combustible eco-friendly, esto tiene la ventaja de que no se necesitan nuevas locomotoras: "Los vehículos diésel pueden operarse sin modificaciones importantes con la combustible eco-friendly", dice un portavoz de DB Regio Bayern. "Esto nos permite operarlos hasta el final de su vida útil, ahorrar al clima y ahorrar recursos".

Sin embargo, la cuestión de cuánto CO2 es emitido desde la salida de HVO queda en duda. "Se emiten tantos CO2 a través de la salida de HVO como con diésel", dice Hecht. "El beneficio ambiental solo surge a través de la certificación del combustible HVO. Esto requiere pruebas de que el combustible proviene de materiales biológicos, que todos los CO2 que sale de la salida provengan del aire antes".

Sin embargo, hay dos elefantes en el habitáculo: "Las certificaciones pueden ser falsificadas, y de repente surge un escándalo. Y el segundo tema es: no sabemos qué sucede con el material en cuestión". La preocupación es que el combustible HVO para los trenes alemanes pudiera ser reemplazado por carbón o aceite o otras fuentes de emisiones de CO2 en otro lugar.

Preguntas prácticas también existen. "El HVO tiene una ventaja ambiental, pero aún es aproximadamente el 30 por ciento más caro que el diésel regular", dice un portavoz del Ministerio de Transportes de Baja Sajonia. "Además, las motores deben ser aprobados para la nueva fuel, y la disponibilidad debe garantizarse. Esto es particularmente difícil o imposible para motores viejos".

Una solución duradera será la electrificación

La organización de defensa de los pasajeros de trenes Pro Bahn ve a HVO como una solución transicional. "No podemos comer lo suficiente de papas para cambiar todos los vehículos diésel", dice el presidente estatal bávaro Lukas Ifflaender, que es un profesor de informática en su trabajo principal en la Universidad Técnica de Dresde. En comparación con el hidrógeno, HVO es la solución de transición más razonable para locomotoras diésel con un motor diésel y colector de potencia.

A pesar de los esfuerzos de Alemania para electrificar su red ferroviaria, solo el 62% de la red federal está actualmente electrificada, quedándose a un paso de países como Suiza, Austria, Italia y los Países Bajos.
Baviera, con el objetivo de la neutralidad climática en el 2040, planea probar trenes a hidrógeno en Algáu esta otoño y potencialmente pasar a estos trenes por líneas sin perspectiva de electrificación.
El profesor Markus Hecht de la TU Berlin, experto en ferrocarriles, muestra escepticismo hacia los trenes a hidrógeno, argumentando que son más caros y menos eficientes que locomotoras diésel.
Los trenes a hidrógeno generan calor residual y requieren sistemas de refrigeración significativos en el verano, lo que aumenta considerablemente el consumo energético compared to other technologies.
El profesor Hecht de la TU Berlin y la TU Dresden han llegado a las mismas conclusiones en sus informes: que el hidrógeno se desempeña peor que las baterías en términos de equilibrio carbonílico y eficiencia.
Baja Sajonia optó por trenes eléctricos de baterías después de haber probado hidrógeno, citando su operación más económica comparada con los trenes a hidrógeno.
Los trenes eléctricos de baterías tienen sus propias limitaciones, incluyendo una distancia máxima de viaje de aproximadamente 80 kilómetros antes de requerir recargar y la necesidad de trenes híbridos para viajes a larga distancia.
Una alternativa a locomotoras diésel es el uso de aceites vegetales usados, conocidos como HVO 100, pero sus beneficios climáticos son inciertos debido a preocupaciones de certificación y preocupaciones por sustitutos.
El HVO es actualmente más caro que el diésel regular y requiere modificaciones en el motor, lo que lo hace una solución menos práctica en términos breves.
Pro Bahn, un grupo de defensa de los pasajeros de tren, ve el HVO como una solución transitoria para locomotoras diésel, pero creen que una solución duradera será la electrificación adicional de la red ferroviaria y el uso de conducción híbrida con baterías y colectores de potencia en el transporte de carga.