Actualmente, la mayoría de los proyectos de Estación de Reabastecimiento de Hidrógeno (HRS en su sigla en inglés) para ferrocarriles se centran en repostar varias unidades como el Alstom Coradia iLint o el Siemens Mireo Plus H.  Estos modelos ofrecen autonomías de 600 a 1000 km con una capacidad de depósito de 150 a 200 kg de hidrógeno gaseoso comprimido a unos 350 bar. . Por lo general, consumen de 20 a 30 kg de H 2 cada 100 km. Esto significa que tienen que repostar una vez al día, idealmente, durante la ventana nocturna cuando hay poca o ninguna operación de pasajeros.

NEUMAN & ESSER GROUP suministra los sistemas de compresión para uno de los mayores proyectos de trenes H2 a nivel mundial. Son 27 trenes que operan en 4 líneas diferentes en la región de Frankfurt Rhine-Main que necesitan una infraestructura de abastecimiento de combustible confiable. Para este proyecto, se toma el hidrógeno sobrante de una planta química y se comprime desde 6 bar hasta una presión final de 550 bar. Esto se logra mediante seis compresores de diafragma de 3 etapas de la marca Andreas Hofer Hochdrucktechnik de NEUMAN & ESSER GROUP, que entregan alrededor de 50 kg/h de H 2 cada uno. Así, en total se pueden entregar unas 7 toneladas de hidrógeno al día, lo que ya incluye una reserva más allá de estos 27 trenes.

Una estación de servicio de hidrógeno consta de los siguientes componentes como fuente de H 2 ya sea suministrada por remolque o desde una fuente de presión constante como una tubería o generación in situ mediante electrolizadores o reformadores de metano con vapor (SMR). Además, de una unidad de compresión con uno o más compresores, recipientes de almacenamiento para almacenamiento intermedio en el sitio para una mejor disponibilidad y separación del tanque del vehículo del compresor(es). Sumado a una unidad de dosificación y medición opcionalmente con un sistema de enfriamiento para preenfriar el hidrógeno para un llenado más rápido y sistema de control y seguridad para todo el proceso opcional con un complemento de gestión de condiciones.

Actualmente, la mayoría de los HRS son abastecidos por remolques, que a su vez se llenan en una “estación madre”. Allí el hidrógeno de una fuente como la electrólisis se comprime y, en su mayoría, también se llena en recipientes intermedios y desde allí fluye a través de un sistema de colector de válvulas hacia un remolque. Estos remolques pueden ser remolques de botellas o tubos de acero o contenedores gaseosos de elementos múltiples (MEGC) que consisten en recipientes compuestos dispuestos en un marco de contenedor estándar. Dependiendo de los sistemas, se pueden transportar entre 300 y 1500 kg de hidrógeno utilizable por camión. Estos remolques se conectan luego al HRS, la “estación secundaria” y el H ₂ fluye desde allí hacia los tanques del vehículo o los recipientes de compensación. Una vez que el remolque se agota hasta cierto nivel, se utiliza un compresor para vaciarlo en la medida de lo técnicamente razonable.

Para soluciones de suministro constante, las presiones de entrada típicas están entre 5 y 50 bar. Dependiendo de eso y de la presión de descarga requerida, que a su vez depende de la presión del tanque del vehículo, se utilizan unidades compresoras de una, dos o tres etapas. Cuando solo se dispone de presiones de succión muy bajas, se debe agregar un compresor de pistón de precompresión a la configuración.

Para permitir un uso óptimo del compresor, un sistema de depósito de compensación que ofrezca una cascada de presión de dos o tres niveles de presión es razonable para ambos tipos de suministro. Aquí, a menudo, se utiliza una combinación de recipientes de acero convencionales para un máximo de 200-300 bar y CGEM fijos para 500 a más de 600 bar. Es importante asegurarse de que se cumplan las normas para el almacenamiento de H ₂ (por ejemplo, la Directiva Seveso, BImSchG).

Para la conexión de los depósitos de los vehículos a los depósitos de compensación se requiere una unidad dosificadora que pueda controlar el desbordamiento de un nivel de presión en la cascada del depósito de compensación hacia el depósito. Como el tanque del vehículo se calentará cuando se llene y la temperatura del tanque nunca supere los 85 °C, el preenfriamiento/enfriamiento a 0 °C o incluso a -20 °C se vuelve imprescindible si se necesitan tiempos de llenado rápidos de 10 a 20 minutos por tren. También es razonable tener al menos dos dispensadores que puedan operar de forma independiente en el sitio. La medición de la calidad y la cantidad del H ₂ dispensado también es una característica importante incluida.

Además, de la seguridad y el control, un sistema de monitoreo de condición con acceso remoto es útil para garantizar una alta disponibilidad de la planta. Lo mejor es combinarlo con un contrato de mantenimiento. (Semi) Automatizar el proceso de reabastecimiento de combustible con un robot y tener un enlace de datos entre el tanque y la estación de combustible es útil para mejorar el proceso de reabastecimiento de combustible. Para el futuro, la conexión de datos y la comunicación de la estación de combustible a los trenes individuales, incluso cuando están en marcha, es una buena opción para mejorar la calidad de la planificación. Esto será más importante cuando aumente el número de diferentes operadores de trenes H _{2 .} Nuestra plataforma XPLORE tiene esta capacidad de expansión ya incluida en su arquitectura IoT.

En general, se puede ver que el hidrógeno demuestra ser el sustituto ideal del diesel para el material rodante. La tecnología de abastecimiento de combustible, que es una ampliación de los HRS para vehículos de carretera y los llenadores de remolques, ya ha alcanzado un alto grado de madurez y confiabilidad. Los próximos pasos serán desplegar más y más trenes H ₂ y estaciones de combustible y conectarlos a través de la comunicación de datos para optimizar la disponibilidad y la programación. La industria de los compresores está lista para desfosilizar la tecnología del material rodante a través del hidrógeno.

Fuente: www.neuman-esser.de