La descarbonización de los ferrocarriles de Gran Bretaña exige una acción urgente: así es como se podría hacer

La descarbonización de los ferrocarriles de Gran Bretaña exige una acción urgente: así es como se podría hacer Producciones de Jevanto / Shutterstock

La carrera está en camino alcanzar emisiones netas de carbono cero dentro de las próximas décadas, y el camino hacia un Reino Unido sin carbono atraviesa sus ferrocarriles. El transporte representa actualmente 26% de todas las emisiones de carbono en el Reino Unido, y solo 1% de esto proviene de los trenes.

Los trenes son una de las formas más ecológicas de transporte masivo disponibles, ya que liberan 0.046kg de dióxido de carbono (CO₂) por kilómetro que viaja cada pasajero. Un automóvil diesel es más del doble que en 0.117kg.

Esa es probablemente la razón por la cual el transporte por carretera y la aviación son más popular fuentes de reducción de emisiones. Es posible que haya escuchado sobre planes para eliminar por completo los vehículos de gasolina y diésel de 2040, por ejemplo. Pero las grandes decisiones sobre cómo alimentar los trenes de Gran Bretaña son en realidad las más urgentes.

Por lo general, los automóviles solo están en servicio durante aproximadamente 10 años, mientras que los trenes continúan durante 40 o incluso 50 años. Los trenes construidos hoy solo estarán en "mitad de vida" por 2050, cuando el Objetivos del Reino Unido La demanda de emisiones de gases de efecto invernadero debe reducirse a cero.

La descarbonización de los ferrocarriles de Gran Bretaña exige una acción urgente: así es como se podría hacer Los automóviles y la red de carreteras reciben mucha atención por la descarbonización. Ross Sneddon / Unsplash, CC BY

Esto significa que los trenes de carbono cero deben ser pedido y entregado desde 2025 en adelante para mantenerse en el camino con esta línea de tiempo de descarbonización. Actualmente, los únicos trenes que podrían cumplir con este criterio son los eléctricos, pero solo El 42% de la pista en el Reino Unido está electrificado y 29% de la flota actual de Gran Bretaña es funcionar únicamente con combustible diesel. Estos trenes deberán ser rediseñado o desechado antes de que lleguen al final de su vida útil para cumplir con los objetivos del gobierno.

Entonces, ¿qué se debe hacer para convertir la flota ferroviaria británica envejecida y contaminante en el tránsito masivo sin carbono del futuro?

Ponerse en camino para 2040

El Reino Unido ya ha electrificado alrededor de dos quintos de la red ferroviaria, lo que significa que algunos de estos trenes funcionan exclusivamente con corriente eléctrica y no emiten emisiones locales de carbono. Pero solo son tan verdes como la red eléctrica que los alimenta, y aunque el Reino Unido ha hecho un progreso alentador lejos de los combustibles fósiles, todavía representan aproximadamente la mitad de toda la energía generada.

Los trenes diésel son más versátiles, ya que pueden funcionar en casi el 60% de las líneas que no están electrificadas y en la parte que sí lo está. La energía diésel también puede transportar cargas excepcionalmente pesadas, por lo que a menudo se usa en el sector de carga. Pero el Reino Unido no ha podido pedir nuevas locomotoras de carga diesel desde 2008, porque ninguno del material rodante actual cumplir con los estándares de emisión establecidos. Esto ha obligado efectivamente al sector de carga a utilizar locomotoras bastante antiguas, algunas de las más antiguas como 1950, que son más contaminantes.

La industria ferroviaria necesitará eliminar la energía diesel antes de 2040 ya que el combustible se vuelve cada vez más caro y inaceptable para el público, especialmente las estaciones dadas atrapan las emisiones del tren, amenazando la salud de pasajeros y personal. Dado lo extendido de la energía eléctrica en los rieles, ¿podrían funcionar los motores híbridos diesel-eléctricos?

Híbridos Eléctrico-Diesel

Estos motores híbridos usan electricidad donde hay disponibles terceros rieles electrificados o líneas aéreas y diesel en otros lugares. Nuevos híbridos han sido ordenado para rutas dentro y fuera de Paddington, una de las estaciones de tren más concurridas de Londres. Algunos trenes de pasajeros más antiguos han sido convertido a híbrido, pero con poca aceptación de la industria ferroviaria.

Esto podría reducir el uso de diesel a corto plazo, pero no es una solución a largo plazo para eliminar el diesel con 2040.

La descarbonización de los ferrocarriles de Gran Bretaña exige una acción urgente: así es como se podría hacer Los trenes British Rail Class 73 son principalmente locomotoras eléctricas con pequeños motores diesel. Phil Scott / Wikipedia, CC BY-SA

Baterías

El uso de baterías como fuente de energía de un tren se ha probado en Alemania a baja velocidad y con cargas ligeras, utilizando baterías de plomo ácido tradicionales. Es una tecnología probada y comprobada, por lo que es barata y confiable, pero las baterías tienen una vida limitada y están hechas con líquidos corrosivos y materiales preciosos.

Las baterías de iones de litio se han probado en el Reino Unido al proporcionar un fuente de energía adicional para el motor eléctrico en un tren. Desafortunadamente, estos solo pueden viajar hasta 50km una vez separado de los cables aéreos. Los trenes de baterías solo pueden funcionar en rutas específicas y no se reemplazan fácilmente cuando fallan, causando interrupciones y demoras.

Combustible de hidrógeno

Pilas de combustible de hidrógeno enlatado generar electricidad sostenible a través de una reacción química entre hidrógeno y oxígeno. Esto puede alimentar hogares, oficinas, fábricas, automóviles y transporte público, haciéndolos libres de carbono e independientes de la red eléctrica principal. En lugar de un tanque de diesel y un motor, el tren tiene un tanque de hidrógeno y una celda de combustible que combina el hidrógeno con el oxígeno del aire, sin combustión. Con la única emisión de agua, las celdas de combustible proporcionan energía y tienen cero emisiones.

Suena bien pero, como fuente de energía, el hidrógeno tiene una baja densidad de energía, lo que significa que los trenes necesitarían un espacio muy grande para almacenar el combustible. Comparar, un litro de diesel contiene megajulios de energía 36, pero un litro de hidrógeno solo tiene megajulios de 1.81. Esto no es un problema para un buen automóvil ligero, sino un problema importante cuando una locomotora masiva tiene que tirar de vagones 40, y cada vagón pesa quizás tanto como toneladas 80.

Tampoco ayuda que no existan instalaciones en el Reino Unido para fabricar o desplegar grandes cantidades de hidrógeno. Aún así, es razonable esperar que esto pueda ser resuelto en los próximos diez años mientras el gobierno y las empresas compiten para producir los combustibles del futuro.

El futuro

Por lo tanto, hay varias opciones, y ninguna de ellas es una solución perfecta por sí sola. Cada uno puede usarse donde sea más apropiado, y gradualmente alejar el ferrocarril británico de los combustibles fósiles. Es improbable que la industria de la carga presente soluciones viables por sí misma, por lo que el gobierno debería ordenar a las empresas que transformen sus operaciones. Inversión en tecnología de cero emisiones y innovación podría alentar esto.

Para que las cosas se muevan, hay mucho que cambiar en cómo funcionan las cosas actualmente. Los operadores de trenes deben perder su derecho a usar motores diesel contaminantes y estos deben reemplazarse en intervalos de diez años. Se podría otorgar a las ciudades el derecho a capacitar a los operadores para que contaminen de manera similar a la zonas de bajas emisiones que existen en varias ciudades del mundo. Una política que está muy atrasada sería eliminar el diésel libre de impuestos que los operadores de trenes disfrutan actualmente.

La revisión de los aspectos más contaminantes del sistema ferroviario del Reino Unido no sucederá de la noche a la mañana, pero para ponerse en camino hacia 2040 y más allá, las grandes decisiones sobre los ferrocarriles de Gran Bretaña deben tomarse en este momento.

Sobre el Autor

Marcus Mayers, investigador visitante, Universidad Metropolitana de Manchester y David Bamford, profesor de gestión de operaciones, Universidad Metropolitana de Manchester

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

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