La FCH JU, agencia de la Comisión Europea dedicada a impulsar el desarrollo del hidrógeno y de las pilas de combustible, ha seleccionado la propuesta FCH2RAIL para un proyecto subvencionable por la UE valorado en 10 millones de euros. El proyecto FCH2RAIL será liderado técnicamente por CAF y permitirá el desarrollo de un prototipo ferroviario propulsado por hidrógeno, contando con una importante financiación por parte de los fondos europeos a través del programa H2020. En dicho proyecto el Centro Nacional del Hidrógeno de Puertollano colabora activamente junto a otros importantes organismos y empresas.
Así pues, según informó CAF, el proyecto abarcará en sus distintas fases tanto el diseño y fabricación de un prototipo innovador, como las pruebas necesarias para su validación y homologación. Todo ello con la finalidad de lograr un producto cero emisiones con un rendimiento operativo que sea competitivo con los actuales trenes propulsados por motores diésel, tanto en vehículos de nuevo diseño como en rehabilitaciones.
Una parte fundamental del proyecto consiste en la participación en comités normalizadores ferroviarios europeos, de cara a impulsar la redacción de nuevas normas o la actualización de las existentes con las condiciones necesarias para dar cabida a la tecnología de las pilas de hidrógeno en la red de ferrocarriles europeos.
El Consorcio elegido está formado por las empresas CAF, DLR, RENFE, TOYOTAMOTOR EUROPE, ADIF, IP, CNH2 y FAIVELEY Stemmann Technik y cuenta con la participación de empresas de cuatro países europeos (España, Bélgica, Alemania y Portugal) con una duración de estos trabajos cercanos a los 4 años. Además, contará con un presupuesto por encima de los 14 millones de euros, de los cuales aproximadamente el 70% será soportado con la ayuda de los fondos europeos.
Prototipo de tren de hidrógeno
La propuesta abarca el diseño y la fabricación de un prototipo tomando como base una unidad de cercanías de tres coches de RENFE existente, en concreto la serie Civia, en la que se instalará un nuevo sistema de generación eléctrica a partir de la hibridación de la energía proveniente de pilas de hidrógeno y baterías LTO, integrándose a su vez con el sistema de tracción ya existente en el vehículo, y constituyendo así uno de los primeros demostradores ferroviarios de vehículo bimodo con pila de hidrógeno.
Este concepto de vehículo podrá por tanto circular en modo eléctrico en infraestructura electrificada, reservando el modo híbrido para la circulación en tramos sin catenaria. Posteriormente comenzará una fase de pruebas en vía con la finalidad de optimizar la solución de hibridación y la opción bimodo (eléctrico/hidrógeno). Finalmente se llevará a cabo un proceso de validación en tres países europeos, ofreciendo diferentes niveles de homologación en España y Portugal, así como en un tercer país aún por determinar. El proyecto abarcará asimismo el estudio de diferentes soluciones de aprovechamiento del calor generado por las pilas de hidrógeno, como medida de incremento de la eficiencia energética.
Colaboración del CNH2 en FCH2RAIL
El Centro Nacional del Hidrógeno participa en este proyecto para desarrollar, construir, probar, demostrar y homologar un PowerPack híbrida de pilas de combustible escalable, modular y polivalente aplicable a diferentes aplicaciones ferroviarias (trenes regionales, locomotoras de mercancías y locomotoras de maniobra), siendo ademas adecuada la solución para la adaptación de los trenes eléctricos y diésel existentes.
El PowerPack híbrido basado en pilas de combustible, se diseñará y demostrará en una tren regional bimodal retroadaptado que toma la electricidad de la catenaria mientras funciona en los tramos electrificados y utiliza el sistema anteriormente comentado como fuente de energía en los tramos no electrificados, con el apoyo de un innovador sistema de gestión de la energía en todo el tren para minimizar el consumo de energía y potencia. El CNH2 cuenta con un montante de 1,1 millones de euros para este proyecto.
Hay que recordar que en la actualidad y a pesar de estar en marcha el despliegue de los programas tradicionales de electrificación de líneas, dicho despliegue es limitado, principalmente debido a los elevados costes que implica, por lo que todavía tardará décadas en materializarse completamente. A día de hoy la mitad de las líneas ferroviarias de la UE no están electrificadas y son operadas con trenes diésel que generan contaminación atmosférica y acústica.
Por este motivo en los últimos años ha crecido el interés de muchas autoridades de transporte público y privado, tanto en la UE como fuera de ella, por la tecnología basada en el uso de pilas de combustible de hidrógeno en el entorno ferroviario. Este proyecto refuerza la apuesta por el desarrollo de esta innovadora tecnología, cuyo principal desafío es lograr ser una alternativa competitiva a los trenes diésel en el marco de descarbonización actual.
Colaboración con Talgo
Por otro lado, Talgo ha anunciado el calendario de fabricación y puesta en marcha de su futuro tren de hidrógeno, que prevé una primera fase de pruebas que se llevará a cabo durante el año 2021 y la posterior instalación de esta tecnología en los nuevos trenes entre 2022 y 2023.
El fabricante ferroviario presentó los detalles de esta tecnología “verde, innovadora y eficiente”, que sustituirá a los locomotoras diésel y que este tren de hidrógeno llevará el nombre de ‘Talgo Vittal-One’, siendo ‘One’ la referencia al lugar que ocupa el hidrógeno en la tabla periódica, el número uno.
“El hidrógeno verde ya no es el futuro, es una realidad. La puesta en marcha de trenes de hidrógeno como el que Talgo está desarrollando mejorará la movilidad en nuestro país de la mano del medio ambiente, ya que permitirá aprovechar las líneas españolas no electrificadas, a la vez que reduce la huella de carbono”, ha señalado su consejero delegado, José María Oriol.
La compañía explica que este sistema se configura como una solución modular que permite su instalación en todo tipo de trenes, así como en reconversiones de diésel a hidrógeno, pero que se ha diseñado específicamente para la plataforma Vittal de Cercanías y Media Distancia, con la que Talgo concurre a diversos procesos de licitación en España y otros países.
En concreto, el sistema utiliza pilas de hidrógeno que aportan la energía a los motores eléctricos del tren y se alimenta de fuentes de energía renovable, como la solar fotovoltaica o la eólica, que producen hidrógeno que se almacena y, posteriormente, se utiliza para alimentar los sistemas de propulsión avanzados basados en pilas de combustible, como el diseñado por Talgo. El sistema se complementa con baterías que incrementan la aceleración disponible en los arranques, aprovechando las frenadas del tren para recargarse.
En esta primera fase del proyecto, Talgo está desarrollando toda la ingeniería necesaria para el montaje y puesta en servicio de la tracción por hidrógeno en un tren de pruebas, el TPH2. Este tren se compondrá de una locomotora multisistema Talgo Travca, capaz de cambiar de ancho y de adaptarse a varias tensiones de electrificación, y una composición de cinco coches remolcados Talgo estándar en los que se alojará todo el sistema de producción eléctrica mediante pilas de Hidrógeno, uno de los cuales es además coche laboratorio.
A diferencia de los sistemas de baterías extendidos en automoción, la tecnología de hidrógeno (H2) se presenta como la respuesta a las necesidades de transporte pesado y, en particular, de aquellas líneas ferroviarias que no cuentan con sistemas de electrificación mediante catenaria, y que, a día de hoy, dependen de trenes propulsados por motores diésel, como es el caso de algunas líneas de Extremadura. De hecho, las pruebas de validación de la tecnología de hidrógeno en vía tendrán lugar en Badajoz el próximo mes de noviembre.
El sistema de hidrógeno diseñado por Talgo permite, así, electrificar las líneas de la red convencional “sin necesidad de costosas y prolongadas obras de adaptación, prescindiendo de combustibles fósiles”.
