Cuando el gobierno del Reino Unido canceló sus planes de electrificar las líneas de tren en Gales, las Midlands y el norte de Inglaterra, y reducir la electrificación de la red ferroviaria de Great Western, trajo un final prematuro a un programa de inversión ferroviaria que alguna vez se promocionó como el más grande que el país había visto desde la época victoriana. Pero ahora los informes sugieren que el gobierno y los fabricantes de trenes esperan que haya una forma alternativa de convertir los ferrocarriles británicos en eléctricos:el hidrógeno.

Los trenes de hidrógeno ya han reemplazado los motores diésel más contaminantes en una línea en Alemania, y algunas compañías de trenes piensan que los vehículos podrían estar funcionando en Gran Bretaña a partir de 2022. Introducirlos aún requeriría una inversión sustancial y no estaría exento de desafíos. Pero podrían ser un paso importante hacia la reducción de la huella de carbono de los ferrocarriles.

Solo alrededor de un tercio de la red ferroviaria del Reino Unido ha sido electrificada, con poca pista extra convertida en los últimos años. Sin seguir electrificando la red, el gobierno se enfrenta al dilema de cómo eliminar los trenes diésel que producen dióxido de carbono y otros contaminantes nocivos.

La estrategia actual es comprar trenes bimodales que puedan cambiar a diésel cuando lleguen a partes de la vía sin electricidad. Pero esto está eludiendo el problema de lidiar con el cambio climático y la contaminación del aire y aún deja al Reino Unido muy por detrás de la mayoría de las otras redes europeas.

Si electrificar el resto de la red se considera demasiado caro, una posible alternativa es generar electricidad a bordo del tren. Una forma de hacerlo es utilizar pilas de combustible que combinan gas hidrógeno con oxígeno del aire para producir electricidad y agua. El hidrógeno puede transportar más energía que el mismo peso de las baterías, lo que significa que los sistemas de pilas de combustible podrían ser más ligeros. También toman menos tiempo para repostar que las baterías para recargar y no tienen los mismos altos costos ambientales de fabricación.

El gas hidrógeno debería comprimirse en tanques que normalmente se almacenarían en el techo del tren. Pero agregar un sistema de frenado regenerativo para cargar una batería pequeña adicional reduciría la cantidad de hidrógeno necesaria para impulsar el tren.

El alto costo de instalar cables aéreos significa que los trenes de hidrógeno probablemente serían una forma más económica de electrificar líneas ferroviarias con volúmenes de tráfico relativamente bajos. Y tiene sentido experimentar con trenes de hidrógeno para descubrir cualquier problema inesperado. Pero su uso generalizado requeriría una inversión sustancial en la generación y almacenamiento de hidrógeno. Debido a que se han construido muy pocos ferrocarriles basados ​​en hidrógeno, no está claro si realmente ahorrarían dinero a los gobiernos en comparación con la electrificación de líneas más grandes que proporcionarían una economía de escala.

Una mejor solución podría ser desarrollar trenes bimodales que puedan cambiar entre la electricidad de los cables aéreos y las pilas de combustible. Esto sería especialmente adecuado para la red ferroviaria del Reino Unido, que tiene muchos puentes y túneles que son demasiado bajos para pasar cables aéreos por debajo y muy costosos de reemplazar. Si los trenes eléctricos pudieran cambiar a energía de hidrógeno para tramos de vía con puentes o túneles en lugar de requerir cables, podría reducir considerablemente el costo de la electrificación.

El otro problema con las pilas de combustible de hidrógeno es que el combustible se fabrica actualmente a partir de metano (gas natural) mediante un proceso llamado reformado de metano con vapor que también produce una gran salida de monóxido de carbono altamente tóxico. Esto se puede convertir en dióxido de carbono, pero eso significa que el uso de pilas de combustible de hidrógeno aún contribuye a las emisiones de gases de efecto invernadero.

Hidrógeno más limpio

Una forma libre de contaminación de producir hidrógeno es a través de la electrólisis, pasando una corriente eléctrica a través del agua. En teoria, podría utilizar el exceso de energía eólica (y quizás solar) para generar esta electricidad y hacer del hidrógeno una fuente de energía renovable. El problema es que es poco probable que las plantas de electrólisis sean económicas a menos que funcionen durante una gran parte del día. Esto significaría que cuando no hubiera un exceso de viento para impulsarlos, necesitarían electricidad regular de la red que encarecería enormemente el proceso (y no necesariamente renovable).

Una segunda alternativa es utilizar un método de producción "termoquímico" que implica hacer reaccionar agua con azufre y yodo en presencia de calor. La buena noticia es que este método se convertirá en económico en los próximos diez años gracias al desarrollo de centrales nucleares de IV generación. Estos de alta temperatura, en China se están desarrollando pequeños reactores modulares, los Estados Unidos, Canadá y Japón, pero no en el Reino Unido o Europa.

A pesar de los límites actuales del hidrógeno como combustible de transporte, a medida que más y más países (en particular Japón) emprenden más investigaciones sobre la economía del hidrógeno, sus costos caerán sustancialmente, al igual que lo han hecho con la energía solar y eólica. El hidrógeno podría incluso llegar a reemplazar al gas natural en las tuberías de gas de la red, lo que ayudaría a reducir los costos de su uso para el transporte.

La dificultad que se ve a menudo al intentar introducir un nuevo tipo de combustible para el transporte es que los propietarios de vehículos no lo usarán sin la infraestructura que lo respalde, pero los constructores de infraestructura no lo instalarán a menos que exista demanda por parte de los propietarios de vehículos. Un experimento financiado por el gobierno con trenes de hidrógeno podría ayudar a superar este problema y acercar la economía del hidrógeno renovable un paso más a la realidad.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.