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Cummins hace una comparación de combustibles: gas natural vs hidrógeno verde

Cummins hace una comparación de combustibles: gas natural vs hidrógeno verde

Por Puneet Singh Jhawar, generte general Global Natural Gas Business.

Fecha publicada: 02 Noviembre, 2022

Muchos operadores de flotas comerciales están pensando en hacer la transición de sus vehículos a motores de hidrógeno o gas natural. Estos combustibles pueden ser excelentes maneras de reducir las emisiones. Ambas opciones de combustible presentan similitudes y diferencias en una variedad de áreas. Por ejemplo, tanto el hidrógeno como el gas natural se utilizan predominantemente en su forma gaseosa en aplicaciones para vehículos. Esto conduce a similitudes en algunos componentes. Por otro lado, existe una gran brecha en su disponibilidad, lo que resulta en diferentes grados de adopción.

Motores de gas natural e hidrógeno: Comparación de hardware de vehículos
Tanto los motores de gas natural como los de hidrógeno son de encendido por chispa. Por lo tanto, muchos de sus componentes son similares, incluido el bloque del motor, las culatas y el sistema de encendido.

Como es el caso con todos los vehículos, la seguridad es una consideración primordial. Tanto los vehículos de hidrógeno como los de gas natural incorporan tanques de combustible de alta presión para cumplir con los requisitos de seguridad comunes. Sin embargo, los vehículos de gas natural comprimido (GNC) suelen mantener el gas natural a presiones de alrededor de 3600 psi. Los vehículos de hidrógeno almacenan su combustible a presiones de hasta 10 000 psi, más alta que la presión en el fondo del océano. Se necesitan presiones tan altas porque las moléculas de hidrógeno contienen menos energía que las moléculas de gas natural. Entonces, para transportar la misma cantidad de energía a bordo de un vehículo, se deben empujar más moléculas de hidrógeno al mismo tanque, lo que resulta en una presión más alta.

Esto significa que diseñar y fabricar tanques de almacenamiento seguros y livianos para vehículos de hidrógeno es más difícil. El almacenamiento de hidrógeno es, de hecho, un campo de innovación próspera. Es por eso que Cummins se asoció con NPROXX, un innovador y fabricante líder de tanques de hidrógeno. Esta asociación mejora las capacidades de Cummins en tecnologías de producción de hidrógeno y celdas de combustible.

Gas natural e hidrógeno: ¿Qué combustible proporciona las mejores reducciones de NOx y gases de efecto invernadero?
El gas natural y el hidrógeno verde son combustibles alternativos que ayudan a reducir las emisiones en el sector del transporte. Reemplazar cien autobuses de tránsito diésel más antiguos por autobuses de gas natural con motor de gas natural L9N de Cummins tendría el mismo impacto que sacar de circulación 280 automóviles de gasolina. Esto es sustancial, pero los vehículos de gas natural aún emiten CO2 cuando queman GNC.
Los vehículos de hidrógeno, por el contrario, tienen emisiones de gases de efecto invernadero casi nulas, siempre que funcionen con hidrógeno verde. Pueden reducir las emisiones en un +99 % en comparación con el diésel.

Cambiar a cualquier tipo de vehículo también puede resultar en menores emisiones de contaminantes del aire. Ninguno genera hollín y ninguna o muy poca cantidad de monóxido de carbono y contaminantes orgánicos. Los motores de gas natural generan cantidades extremadamente bajas de NOx. Para tener en cuenta los pequeños rastros de emisiones de NOx del tubo de escape de los motores de hidrógeno, puede ser necesario un sistema de postratamiento. Los vehículos de pila de combustible de hidrógeno, por otro lado, no producen NOx ni ningún otro contaminante del aire. Los motores de combustión interna de hidrógeno y las pilas de combustible tienen casos de uso complementarios.

Algunas flotas ya han cambiado a motores de gas natural para reducir sus emisiones de GEI en un 13-18%. Una reducción que incluso puede convertirse en carbono negativo con gas natural renovable procedente de vertederos.

Gas natural e hidrógeno: ¿Cuáles son algunas de las limitaciones de infraestructura?
En 2021, había aproximadamente 1500 estaciones de servicio públicas y privadas que ofrecían gas natural comprimido o GNC en los Estados Unidos. Al comparar el GNC con otros combustibles, no está tan universalmente disponible como la gasolina y el diésel. Sin embargo, la red de distribución de GNC sigue siendo mucho más densa que la red de distribución de hidrógeno verde. Solo hay 67 estaciones públicas de servicio de hidrógeno en los Estados Unidos, y casi todas ellas están en California.

La ausencia de una red densa de abastecimiento de combustible significa que el hidrógeno aún no es una opción para muchos casos de uso. En la mayoría de los lugares fuera de California, Japón y algunas partes de Europa, los conductores no pueden considerar comprar un vehículo de hidrógeno, ya que tendrían dificultades para encontrar lugares para repostarlo.
Para los vehículos comerciales, la ausencia de opciones de combustible existentes puede ser más fácil de superar. Las empresas interesadas en cambiarse al hidrógeno pueden tener la opción de construir estaciones de servicio de hidrógeno privadas en un depósito central de vehículos. Estas estaciones se pueden construir de manera similar a las de GNC, una práctica actual, o se pueden colocar estaciones de servicio a lo largo de rutas fijas entre, por ejemplo, los centros de distribución.

¿Vamos hacia una mayor disponibilidad de hidrógeno verde?
Existe un gran interés en la industria en torno al uso de motores de hidrógeno en aplicaciones de servicio mediano y pesado, como autobuses y camiones. Otras alternativas bajas en carbono, como la tecnología de batería eléctrica, no siempre son prácticas para estas aplicaciones. Es por eso que Cummins está desarrollando motores de hidrógeno para uso en vehículos de servicio mediano y pesado.

Si los usuarios comerciales adoptan vehículos de hidrógeno, es posible que las estaciones de servicio de hidrógeno se vuelvan más comunes. Si este es el caso, los vehículos de hidrógeno podrían convertirse en una opción práctica para más usuarios, incluidos los vehículos potencialmente privados. Esto impulsaría la construcción de estaciones de servicio de hidrógeno adicionales y atraería a más usuarios hacia los vehículos de hidrógeno. Cummins continúa invirtiendo en la producción de hidrógeno y tecnologías de electrolizadores.

Aunque los vehículos eléctricos de batería tienden a ser más populares que los vehículos de hidrógeno en el segmento de transporte personal, ha habido un progreso innegable en la tecnología de hidrógeno verde, la capacidad de producción y la infraestructura de distribución. Si el hidrógeno verde continúa por ese camino, las limitaciones de disponibilidad serán cada vez menos un factor para los operadores de flotas que buscan cambiar sus vehículos a un combustible alternativo.

Fuente: Cummins.com

Fotografía: Cummins

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