Novo trem de 160 km/h da China funciona com hidrogênio e supercaps

Os carros eléctricos estão muito em voga neste momento, à medida que o mundo tenta reduzir as emissões e fazer a transição para um futuro mais sustentável. No entanto, esses veículos já requerem baterias enormes. Para aplicações mais pesadas, como caminhões e trens, as baterias simplesmente não são suficientes.

Normalmente, a solução para eletrificar as ferrovias é simplesmente amarrar alguns fios e encerrar o dia. A China está a tentar uma solução alternativa, na forma de um comboio movido a hidrogénio cheio de supercapacitores.

CRRC é uma empresa estatal chinesa do ramo de material rodante. Está na vanguarda dos projetos ferroviários no país e tem investido pesadamente em trens convencionais de alta velocidade e até em tecnologias de transporte magnético. Seu mais recente projeto movido a hidrogênio não foi construído para velocidade, com uma velocidade máxima citada de apenas 160 km/h, além de um alcance de 600 km com o tanque cheio. Isso pode não ser rápido para os padrões ferroviários modernos, mas é suficiente para torná-lo o trem movido a hidrogênio mais rápido do mundo. Também é equipado com tecnologia própria para operações automáticas sem motorista ou tripulação. O trem opera como uma composição de quatro vagões e é responsável pelo serviço de passageiros.

O trem depende de células de combustível para produzir eletricidade a partir de seu combustível hidrogênio. As células de combustível são geralmente consideradas uma fonte de energia neutra em termos de emissões, uma vez que a sua única saída é a água. É claro que obter hidrogénio de uma forma limpa ainda pode ser difícil, mas as próprias células de combustível não contribuem diretamente com emissões prejudiciais para a atmosfera.

Notavelmente, o trem emparelha as células a combustível de hidrogênio com um banco de supercapacitores. As células de combustível por si só não são boas para responder a altas demandas de energia instantânea. Obviamente, um projeto poderia ser construído com um banco maior de células de combustível para atender às demandas de pico de energia, mas isso seria caro e ineficiente.

Em vez disso, os supercapacitores são usados ​​como banco de energia para cobrir quaisquer picos na demanda de energia. Os supercapacitores podem ser carregados lentamente ao longo do tempo pelas células de combustível e, em seguida, fornecer alta potência quando for mais necessária. O outro benefício da adição de supercapacitores é que eles podem armazenar energia capturada pela frenagem regenerativa. Isto pode ser particularmente benéfico quando um trem percorre uma rampa longa. Essa energia potencial gravitacional pode ser capturada e armazenada como energia elétrica para uso posterior.

O esforço da CRRC compara-se habilmente com outros projetos ferroviários movidos a hidrogénio no estrangeiro. As ferrovias alemãs já operam uma frota de 14 trens Alstom movidos a hidrogênio. Os trens de passageiros Alstom Coradia iLint entraram em teste de pré-serviço em 2018 e, desde então, entraram no serviço público convencional. Têm uma velocidade máxima mais baixa, de apenas 140 km/h, embora isto seja mais do que suficiente para as velocidades habituais de viagem de 80-120 km/h na rede ferroviária EVB. Os comboios alemães oferecem maior autonomia, com 64 tanques de hidrogénio a bordo capazes de impulsionar os comboios até 1.000 km. Um único abastecimento dos tanques de hidrogênio é suficiente para um dia inteiro de serviço em rotas típicas. Os novos comboios substituíram uma frota de 15 unidades a diesel, poupando alegadamente 1,6 milhões de litros de diesel e 4.400 toneladas de CO2 anualmente. A Alstom planeja enviar mais conjuntos de trens a hidrogênio para outras cidades alemãs, bem como para França e Itália no futuro.

A pesquisa e o desenvolvimento também estão em andamento na área de frete. Um projecto australiano está a explorar se os comboios de carga em áreas mineiras remotas poderiam funcionar com hidrogénio em vez de diesel. Estas longas rotas não são eletrificadas e atualmente são percorridas por locomotivas convencionais movidas a diesel. Os comboios de mercadorias tendem a exigir locomotivas muito mais robustas e, por isso, o desafio é um pouco maior do que produzir um comboio de passageiros movido a hidrogénio. No entanto, se este transporte pesado pudesse funcionar com hidrogénio, haveria uma enorme margem para reduzir as emissões a um grau drástico.

As células a combustível de hidrogênio podem parecer uma escolha curiosa para trens. Gastar recursos para criar hidrogénio, apenas para o transformar novamente em electricidade, é obviamente menos eficiente do que simplesmente alimentar os comboios directamente com electricidade. As muitas ferrovias elétricas de fios aéreos e de terceiros trilhos em todo o mundo indicam que esta é uma tecnologia resolvida.