Traducido al Español  del artículo de Cummins. DEC/4/2024

Creciente interés en los motores de hidrógeno

El hidrógeno y los motores de hidrógeno han recibido mucha atención en los círculos empresariales, en los medios de comunicación y en el gobierno. Y con razón: la necesidad de reducir las emisiones globales de gases de efecto invernadero y alcanzar el objetivo de cero emisiones es mayor que nunca. Y el hidrógeno como combustible es uno de los portadores de energía no fósil más prometedores.  

En el sector eléctrico, las tecnologías de conversión de energía en hidrógeno y de conversión de hidrógeno en energía, como las turbinas de combustión de hidrógeno, se están desarrollando rápidamente. En el sector del transporte, la atención inicial se centró en los vehículos eléctricos de hidrógeno con pilas de combustible, o FCEV (por sus siglas en inglés). Más recientemente, los vehículos de hidrógeno propulsados ​​por motores de combustión interna también están recibiendo una mayor atención, especialmente entre las aplicaciones de camiones de servicio mediano y pesado.  

Los motores de hidrógeno pueden permitirle viajar a un destino cero utilizando combustible de hidrógeno libre de carbono como los FCEV, y utilizan tecnología familiar para los fabricantes de vehículos, las flotas y los conductores.

El camino hacia motores más limpios

Descubra cómo Cummins lidera la innovación en tecnología de motores de combustión interna de hidrógeno en una nueva serie en línea titulada Humanising Energy, presentada por el Consejo Mundial de Energía y que incluye una película producida para Cummins por BBC StoryWorks.

 

¿Cómo funcionan los motores de hidrógeno?

El hidrógeno es el elemento más abundante del universo. Pero ¿cómo funciona en un motor?

 

click para aprender sobre los motores de hidrógeno 

 

https://cummins.hubs.vidyard.com/watch/V3siGTBm2FxKqry2YCBfgL?

Beneficios medioambientales de los motores de hidrógeno

Los vehículos con motores de combustión interna de hidrógeno pueden funcionar sin emisiones de CO2 procedentes del combustible de hidrógeno, directas o indirectas, dependiendo de la fuente de hidrógeno utilizada. 

El hidrógeno producido por electrólisis a partir de la electricidad procedente de paneles solares o turbinas eólicas, por ejemplo, permite conducir sin CO2 . Además, los combustibles de hidrógeno no liberan partículas, monóxido de carbono ni compuestos orgánicos volátiles.  

Sin embargo, los motores de hidrógeno tienen el potencial de liberar NOx, un contaminante atmosférico que puede contribuir a la neblina que a veces se observa sobre las grandes ciudades durante los meses de verano. Se utilizan sistemas de postratamiento para eliminar la mayoría de las emisiones de NOx. 

En Estados Unidos, la conversión de camiones medianos y pesados ​​al hidrógeno limpio eliminaría aproximadamente una cuarta parte de todas las emisiones de gases de efecto invernadero del sector del transporte.

El papel de los motores de hidrógeno en el objetivo de cero emisiones

El hidrógeno, obtenido a través de fuentes renovables, es uno de los combustibles de cero emisiones para impulsar vehículos.  

Los motores de hidrógeno ofrecen un beneficio único a los fabricantes de vehículos y a las flotas entre las diferentes tecnologías de bajo o nulo contenido de carbono. Los motores de hidrógeno se basan en los motores de combustión interna modernos y fiables de la actualidad. Para los fabricantes de vehículos, es una tecnología familiar para utilizar en el diseño y la producción de sus vehículos. De manera similar, para las flotas, es una tecnología familiar para operar, mantener, solucionar problemas y realizar servicios.

 

Transición a motores de combustión interna de hidrógeno

Los motores de hidrógeno son fiables, cuentan con una tecnología conocida y ofrecen ventajas medioambientales, lo que hace que la transición a los motores de hidrógeno sea viable desde el punto de vista operativo y económico.   

Mientras tanto, a menudo vienen a la mente dos áreas como desafíos potenciales en la transición a los motores de hidrógeno. 

El primero es el almacenamiento a bordo. Los vehículos de hidrógeno requieren formas económicas de almacenar hidrógeno a bordo. Cummins Inc. ha formado recientemente una empresa conjunta con NPROXX, líder en almacenamiento y transporte de hidrógeno para tanques de almacenamiento de hidrógeno. Esta empresa conjunta proporcionará productos de almacenamiento de hidrógeno y gas natural comprimido para aplicaciones en carreteras y ferrocarriles. 

El segundo es la infraestructura de abastecimiento de combustible. Los automóviles y camiones de hidrógeno solo pueden circular en la medida en que el hidrógeno esté disponible. Aquí es donde el transporte por carretera se convierte en un gran caso de uso inicial para los motores de hidrógeno (más sobre esto en la siguiente sección).

 

 

Destino cero

Un futuro sin emisiones empieza ahora

Werner Enterprises comenzará la validación e integración de los motores de combustión interna de hidrógeno de 15 litros y de gas natural de 15 litros anunciados recientemente por Cummins en sus vehículos

Implicaciones para ver por primera vez los motores de hidrógeno

¿Qué tipo de vehículos deberíamos esperar que adopten motores de hidrógeno en grandes cantidades?  

Contrariamente a lo que se ha creído durante décadas, no es probable que se trate de automóviles personales: la tecnología eléctrica de batería parece ser la mejor opción para esa aplicación.  

Es mucho más probable que las aplicaciones de servicio medio y pesado recurran a las pilas de combustible de hidrógeno o a los motores de hidrógeno. Es probable que en la próxima década, los autobuses y camiones de larga distancia que funcionan con hidrógeno se conviertan en algo habitual. Estos son complementarios a los autobuses y camiones eléctricos a batería que también son viables desde el punto de vista económico y operativo en determinados perfiles de misión y aplicaciones. 

También es probable que se generalicen los vehículos todoterreno, los equipos de construcción, la maquinaria agrícola e incluso los barcos equipados con un motor de hidrógeno. Es muy probable que estas sean las aplicaciones que resulten difíciles de electrificar debido a sus casos de uso y perfiles de misión. 

Las aplicaciones de generación de energía son otro caso de uso para la aplicación a corto plazo de los motores de hidrógeno para producir electricidad.

La economía del hidrógeno se impulsará con motores de hidrógeno

La economía del hidrógeno es una solución social al calentamiento global y al agotamiento de los combustibles fósiles.  

En la economía del hidrógeno, los combustibles fósiles se sustituyen por hidrógeno producido a partir de fuentes renovables.  

Uno de los principales retos que impiden avanzar en esta dirección es de naturaleza circular. El uso generalizado del hidrógeno puede comenzar una vez que el combustible de hidrógeno esté ampliamente disponible; y el combustible de hidrógeno estará ampliamente disponible una vez que su uso se generalice.  

Buenas noticias: existen aplicaciones en las que el uso de motores de hidrógeno es viable en ausencia de una red extensa de estaciones de servicio de hidrógeno.  

Por ejemplo, el transporte de larga distancia con motores de hidrógeno es posible gracias a que solo hay unas pocas estaciones de hidrógeno a lo largo de las principales rutas de navegación. Es posible que las aplicaciones de motores de hidrógeno inicien un círculo virtuoso que conduzca a una mayor disponibilidad de hidrógeno y, por lo tanto, a más aplicaciones de hidrógeno.

Motores de hidrógeno y pilas de combustible

Los motores de hidrógeno y las pilas de combustible de hidrógeno son tecnologías muy diferentes que logran una función similar: impulsar un vehículo utilizando hidrógeno.  

Son dos tecnologías complementarias que sirven para diferentes aplicaciones y responden a diferentes requisitos de los usuarios finales.  

Las pilas de combustible son una tecnología nueva y avanzada.  

Los motores de hidrógeno son simplemente motores de combustión interna modificados. La infraestructura de abastecimiento de hidrógeno desarrollada para las aplicaciones de uno puede servir para las aplicaciones del otro. Y cualquier desarrollo hacia un almacenamiento de hidrógeno a bordo más económico es totalmente aplicable a ambos.