Más de 8, 600 personas viajaron a Long Beach, California para asistir a la reciente Expo de transporte limpio avanzado (ACT), la tecnología de transporte avanzado más grande de Norteamérica y el evento de flota limpia. Los principales minoristas asistieron en busca de descarbonización de sus flotas, obteniendo información sobre los últimos desarrollos, políticas y tecnologías en soluciones de transporte limpias.

El ACT Expo de este año contó con la colección más grande de vehículos limpios y soluciones de combustible que la industria ha visto, con casi 200 expositores a mano. Si no pudo llegar a Long Beach este año, aquí hay tres conclusiones clave de la Expo 2022 ACT.

1. el hidrógeno es una solución prometedora para los exigentes requisitos de los camiones para trabajo pesado.

El hidrógeno tiene mucho que ver, incluyendo un par de posibles opciones de tren motriz para el futuro: células de combustible de hidrógeno y motores de combustión interna . El hidrógeno es denso en cuanto a energía y, cuando se produce con electricidad renovable, se considera "ecológico" y libre de carbono.

Las células de combustible de hidrógeno son una solución de emisiones cero con la flexibilidad, la potencia y la variedad que requieren los camiones para trabajo pesado y de larga distancia. En comparación con los vehículos eléctricos de la batería, los vehículos de pila también ofrecen combustible rápido y los tanques de peso más liviano-hidrógeno pesan miles de libras menos que los paquetes de baterías en camiones eléctricos, que también reducen la capacidad de carga.

Los motores de combustión interna impulsados por H2, como el X15H Cummins de 15 litros que debutó en Long Beach, pueden usar combustible de carbono cero a un precio inicial más bajo que un vehículo eléctrico con pilas de combustible o batería, con poca modificación en los vehículos de hoy en día. Additionally, Cummins plans to release a 6.7-liter hydrogen engine that like the 15-liter, will be built on Cummins’ new fuel-agnostic platform where below the head gasket, each fuel type’s engine has largely similar components, and above the head gasket, each has different components for different fuel types. 

Mientras que la batería eléctrica y los trenes eléctricos de pila de combustible son fundamentales para lograr un futuro cero en la red, el emparejamiento de hidrógeno verde con la tecnología probada de los motores de combustión interna brinda un complemento importante a las soluciones de emisiones cero futuras. En pocas palabras: estos motores parecen motores, suenan como motores y aptos donde normalmente se ajustan los motores.

Cummins también anunció que colaborará con Daimler Truck Norteamérica (DTNA, Portland, Ore., EE. UU.) para hacer un mantenimiento y validar los camiones Freightliner Cascadia con un tren motriz de energía de hidrógeno de cuarta generación para usar en Norteamérica. Las primeras unidades están programadas para estar disponibles en 2024.

2. el gas natural es una solución inmediata y rentable para lograr no solo operaciones de carbono netas-cero, sino emisiones de carbono negativas.

La Asociación de vehículos de gas natural de California (CNGVP) asistió para promover la tecnología de combustible de gas natural y sus beneficios inmediatos de carbono negativo. En 2021, aproximadamente un 98% del gas natural utilizado para el transporte en California provenía del metano emitido por fuentes renovables, incluidos los desechos de vertederos, estiércol de ganado, plantas de tratamiento de aguas residuales, alimentos y desechos verdes, árboles muertos y residuos agrícolas. Capturar y aprovechar las emisiones de metano de estas fuentes como combustible renovable es el paso más inmediato y efectivo que se puede tomar para reducir las emisiones de GEI, según lo informado por los principales científicos climáticos del mundo durante la Cumbre COP26 en Escocia, el 2021 de noviembre.

No hay cambio cuando se trata de rendimiento, ya sea. Cummins displayed its near-zero emissions X15N 15-liter natural gas engine for the North American freight transportation market, which offers reduced package size and weight compared to diesel, and power and torque curves almost identical to diesel. Diseñado como una solución para camiones de carga de clase 8, el motor ofrece capacidades de potencia de hasta 500 HP y 1, 850 ft-lbs. de torsión, lo que permite que las flotas logren un desempeño potente incluso en terrenos montañosos. Los paquetes típicos de tanques en camiones de gas natural permiten al menos 750 millas de conducción entre repostaje, lo que se puede lograr en solo 15 minutos.

Los camiones impulsados por el motor X15N de Cummins tendrán un costo total de operación (TCO) más bajo que sus equivalentes en diésel. Este motor llegará a su producción en los EE. UU. en 2024

3. el desafío de descarbonización en el transporte es demasiado grande para una sola solución.

Si hubiera algo que aprender al caminar por el piso en la Expo de este año, es que hay muchas soluciones a lo largo del camino a cero, y las mejoras incrementales pueden tener grandes beneficios. The challenge to achieve zero emissions in the commercial transportation industry is greater because of the significant diversity of applications, unlike passenger cars—and reaching net-zero emissions won’t be a “light switch” event. La industria necesita múltiples soluciones para satisfacer las necesidades de todos los clientes dentro y fuera de la carretera y todas las aplicaciones que tienen en cuenta la variedad de ciclos de trabajo y entornos operativos. La inversión en infraestructura, los avances regulatorios y los requisitos de los clientes impulsan el ritmo de la transición.

Cummins está aprovechando la oportunidad de ser parte de la solución al problema del cambio climático al perseguir reducciones de GEI tanto de los motores de combustión interna como de las nuevas tecnologías a través de su estrategia de destino cero . El compromiso con las emisiones netas-cero requiere cambios en los productos de Cummins y las fuentes de energía que los alimentan, y este trabajo requiere colaboración y liderazgo de gobiernos, servicios públicos y otras industrias. Debido a que muchos socios influirán en estos cambios, los empleados de Cummins de todo el mundo trabajan en sus comunidades para impulsar esta importante labor.

When it comes to natural gas engines, there are a range of frequently asked questions about the cost, practicality, and feasibility of integrating natural gas into commercial fleets. Sin duda, hay preparativos que deben considerarse, pero la curva de aprendizaje para implementar motores de gas natural no es tan pronunciada como puede pensar la gente, especialmente en comparación con los beneficios del gas natural en las aplicaciones de transporte .

En este artículo, responderemos algunas de las preguntas más frecuentes cuando se trata de agregar motores de gas natural a su flota de vehículos comerciales.

¿Puede un motor de diésel funcionar con gas natural?

La respuesta corta es no. Si alimentó un motor de diésel con gas natural, simplemente no se iniciaría. Los motores de diésel no funcionan con gas natural porque la combustión de gas natural requiere bujías. Los motores de diésel causan combustible para encender a través de la compresión. Para autoinflamarse, el gas natural tendría que comprimirse en una proporción mucho mayor de lo que pueden aplicar los motores de combustión interna.

Sin embargo, hay motores especialmente modificados que pueden funcionar con diésel o gas natural. Los vehículos con este tipo de motor, que se conocen como motores de combustible dual o bicombustible, tienen dos sistemas de combustible y pueden cambiar entre un combustible y otro según sea necesario. Por ejemplo, si su cilindro de gas natural comprimido (GNC) se queda sin estación de GNC cerca, los operadores pueden simplemente voltear un interruptor y seguir conduciendo a diésel. También hay motores que usan diésel y gas natural al mismo tiempo. En estos motores, el diésel proporciona encendido y el gas natural proporciona energía. Estos motores son especialmente populares en aplicaciones estacionarias de perforación de petróleo y gas. Si se extrae gas natural, se puede usar para alimentar los motores. Si no hay gas natural disponible, los motores pueden volver a usar diésel. The Cummins QSK 50 engine, for example, is a popular dual fuel engine commonly used in oil and gas applications.  

¿Puede un motor de gas natural funcionar con gas natural renovable?

¡Absolutamente! La opción de funcionar con gas natural renovable (RNG) es una gran razón por la que las flotas cambian a los vehículos de gas natural. Mientras que el gas natural virgen tiene muchos beneficios de sostenibilidad, incluidas las emisiones de gas de efecto invernadero (GHG) del 13% al 17% menos, y las emisiones del 27% menos CO2 que el petróleo. Pero los beneficios ambientales brillan realmente cuando se usa el RNG hecho con biogás.

Para combustibles más allá de RNG, puede obtener más información sobre cómo gas natural se compara con GLP, GNL y diésel aquí .

¿Cuáles son los beneficios ambientales de RNG?

Dependiendo de la fuente de energía, la intensidad de carbono del gas natural renovable puede ser neutra o incluso sub-cero. ¿Cómo es eso incluso posible, podría preguntar?

Es porque los principales elementos de RNG provienen del biogás, que es la fermentación de residuos orgánicos en lugares como vertederos, instalaciones de tratamiento de aguas residuales o digestores de residuos de la agricultura industrial. El biogás como el metano se captura durante este proceso de tratamiento, lo que evita que se emita en la atmósfera. Esta puntuación de intensidad de carbono se traduce en el cálculo total de las emisiones de pozo a volante del vehículo.

El biogás refinado es funcionalmente indistinguible del gas natural fósil y puede usarse como sustituto del gas natural. Si le interesa, Aprenda más acerca de la producción y el procesamiento de biogás, gas natural y otros combustibles de bajo carbono .

¿Es más barato hacer funcionar los motores de gas natural?

La mayor parte del tiempo, sí. Los vehículos de gas natural requieren menos mantenimiento que los vehículos de diésel equipados con sistemas de tratamiento de escape post-combustión. También resultan en costos de combustible significativamente más bajos. En los Estados Unidos, el precio de combustible minorista promedio ha sido significativamente menor que el precio promedio de venta minorista de gasolina y diésel durante más de 20 años. Los precios del gas natural al por menor también son más estables que el precio de otros combustibles fósiles.

La amortización en un vehículo de gas natural depende de varios factores, entre ellos, la aplicación específica, el ciclo de trabajo, el número de millas impulsadas por año y el costo del combustible en comparación con el diésel. Pero según la mayoría de las métricas, el gas natural ofrece un costo total de operación más bajo que el diésel.

¿Los motores de gas natural empiezan mejor que los motores de diésel en climas fríos?

Ningún motor es completamente inmune a los desafíos del clima frío. Algunos problemas son comunes en la mayoría de los vehículos, incluidos los que usan un motor de combustión interna. Un problema que los motores de gas natural a veces experimentan durante el clima de congelación es la pérdida de energía de la batería. También hay problemas potenciales específicos para el uso del gas natural. Por ejemplo, las juntas tóricas en el receptálo de abastecimiento de combustible pueden congelarse, lo que impide que la boquilla se enganche correctamente al receptábulo.

Hay dos problemas de clima frío que los conductores de diésel enfrentan, que los conductores de gas natural nunca experimentarán. La primera es, a diferencia del diésel, el gas natural no se convierte en gel cuando hace frío. Independientemente de la temperatura, el gas natural es completamente gaseoso cuando ingresa al motor. El metano, el principal componente del gas natural, tiene un punto de ebullición de-258 ° f, o-161 ° c.

La otra dificultad es causada por el líquido de escape diésel, o DEF, en los vehículos de diésel. El DEF se compone principalmente de agua y puede congelarse fácilmente. El almacenamiento y la manipulación de DEF en climas fríos pueden ser desafiantes. Debido a que el gas natural arde de manera limpia y tiene una formación mínima de NOx (óxidos de nitrógeno), los vehículos de gas natural no necesitan depuradores de NOx que consuman líquido de diésel pesado. Como resultado, los problemas relacionados con el líquido de escape y DEF son desconocidos para los conductores de vehículos de gas natural.

¿Quién fabrica motores de gas natural?

Cummins Inc. y varios otros fabricantes de motores para trabajo pesado y mediano tienen una amplia cartera de motores de gas natural adecuados para una gran variedad de aplicaciones en carretera, fuera de la carretera y estacionarias. La mayoría de los fabricantes de camiones y autobuses tienen líneas de productos con motores de gas natural, por lo que las empresas interesadas en explorar opciones de gas natural generalmente pueden hacerlo con su fabricante de camiones preferido. Learn more about Cummins’ full line of natural gas engines. 

Desde remolques de tractores y autobuses de transporte público hasta camiones de reparto y tractores terminales, las flotas han dependido tradicionalmente de los motores de diésel para ofrecer la torsión, la confiabilidad y la durabilidad que necesitan las aplicaciones comerciales para trabajo pesado. Natural gas engines, however, have emerged as a great alternative to diesel. Los conductores, la mecánica y los gerentes de flota aprecian los motores de gas natural por una variedad de razones.

Los conductores encuentran que los motores de gas natural tienen un desempeño y capacidad de conducción similares a los motores de diésel . La diferencia principal entre los motores de gas natural y de diésel es el ruido; los motores de gas natural son más silenciosos.

El gas natural ofrece opciones convenientes de reabastecimiento de combustible

El gas natural también mejora la experiencia de reabastecimiento de combustible para muchos conductores de flota. En un mundo de varias opciones de combustible alternativo para vehículos comerciales que van desde gas natural hasta gas de petróleo liquidecido (GLP) ; el gas natural puede usarse en un vehículo en forma comprimida o líquida. Para las flotas con la capacidad de reabastecimiento de combustible detrás de la valla, las estaciones de reabastecimiento de gas natural se pueden configurar en el lugar para garantizar que cada vehículo tenga una manguera de combustible dedicada. Hay dos tipos básicos de equipos de abastecimiento de combustible: llenado rápido y tiempo de llenado.

Los sistemas de llenado rápido combinan un compresor y un sistema de almacenamiento a alta presión. El sistema de almacenamiento, llamado una cascada, llena el tanque de combustible del vehículo en el mismo tiempo que se necesita para alimentar un vehículo diésel. El gas natural comprimido no se puede derramar durante el reabastecimiento de combustible y los conductores nunca van a casa con olor a diésel.

Los sistemas de llenado de tiempo no tienen un sistema de almacenamiento y, por lo general, comprimen el gas directamente en los cilindros de almacenamiento del vehículo para reabastecer a los vehículos mientras están estacionados durante la noche. Con los sistemas de llenado de tiempo, los conductores tiran a su espacio designado al final de su turno, conectan una manguera de combustible al cilindro de gas natural de su vehículo y se van a su casa. Los conductores no necesitan esperar su turno en la bomba de diésel y no necesitan esperar de nuevo hasta que el tanque esté lleno. Esto les ahorra tiempo y ahorra dinero en su compañía.

Los sistemas de escape de gas natural son más baratos y fáciles de mantener que los sistemas de postratamiento diésel

No hay sistemas de postratamiento de gases de escape complicados en vehículos de gas natural. Las camionetas de diésel modernas requieren un conjunto de sensores, filtros y convertidores para fregar contaminantes como los óxidos de nitrógeno y el hollín de sus gases de escape. Algunos convertidores consumen líquido de escape diésel, o DEF, un reactivo a base de agua cuyo manejo puede ser difícil en climas fríos. Las quemaduras de gas natural son mucho más limpias que el diésel, por lo que pocos o ninguno de estos sistemas son necesarios en un vehículo de gas natural. Todos los gases de escape se ejecutan a través de un simple catalizador de tres vías, lo que resulta en niveles casi nulos de NOx (0,02 g/bhp-hr NOx).

Es importante seguir de cerca los intervalos de mantenimiento recomendados con los motores de gas natural, pero con el mantenimiento adecuado, no es raro que los camiones de gas natural lleguen a un millón de millas. Y los mecánicos a menudo encuentran que mantener un motor de gas natural puede ser una experiencia más agradable debido a lo limpios que son.

El gas natural promueve ahorros en los costos

Además de disfrutar de ahorros en términos de costos de mantenimiento más bajos y menor tiempo de inactividad de mantenimiento, los gerentes de flota también pueden ahorrar mucho en los costos de combustible. En los Estados Unidos, el precio al por menor del gas natural comprimido ha sido consistentemente más bajo que el precio del diésel desde el inicio del auge del gas de esquisto a comienzos de los años 2000s. También está desacoplado del precio del petróleo, y por lo tanto ha sido bastante estable. Como resultado, los operadores de flota de gas natural no experimentan oscilaciones salvajes en los precios del combustible que otras flotas deben lidiar con cada vez que los precios del petróleo suben y el costo de los saltos de diésel. Esto viene además de todos los otros motores de gas natural de beneficios ofrecen para aplicaciones de transporte .

El gas natural corta las emisiones de gases de efecto invernadero

El gas natural tiene muchos beneficios de sostenibilidad, incluidas las emisiones de gases de efecto invernadero (GHG) del 13% al 17% menos, y las emisiones del 27% menos CO2 que el petróleo cuando se utiliza gas natural virgen. Los beneficios realmente brillan cuando se usa gas natural renovable (RNG) hecho con biogás.

RNG puede ayudar a las flotas a alcanzar niveles de emisiones de GEI bajo cero porque producir RNG captura biogás como el metano que de otro modo habría sido emitido a la atmósfera a través de la descomposición natural. Este biogás proviene de la fermentación de residuos orgánicos como el estiércol de animales en los digestores industriales. Cambiar a gas natural renovable puede ser una manera efectiva para que estas empresas alcancen cualquier objetivo de reducción de gases de efecto invernadero que puedan tener. Muchos negocios de transporte que operan en áreas agrícolas han encontrado formas de crear alianzas ganadas con agricultores locales dispuestos a invertir en una configuración de producción de gas renovable. Los municipios y las compañías de desechos que poseen vertederos pueden capturar el metano generado a través de la descomposición de los desechos y venderlos a los productores de combustible de RNG, lo que esencialmente compensa sus costos de combustible.

Si los motores de gas natural son relevantes para sus necesidades, no olvide también consultar nuestras respuestas a preguntas frecuentes acerca de los motores de gas natural . Estas respuestas cubren temas como costo, practicidad y viabilidad de integrar gas natural en flotas comerciales. También puede obtener más información acerca de la línea de productos de gas natural de Cummins y explorar las ofertas de productos de la compañía .

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Los gerentes de flota de vehículos comerciales se enfrentan a una vertiginosa variedad de opciones cuando es el momento de reemplazar o mejorar los vehículos. Una pregunta que los gerentes de flota suelen preguntar es si hay alguna buena opción de combustible disponible para su negocio además de diésel o gasolina. Alternative fuels, including natural gas, have grown in popularity in recent years due to their broad appeal. Considerar un cambio total o parcial a un combustible alternativo es más a menudo que una pregunta que vale la pena pedir. Así es como las opciones principales de combustible se comparan entre sí.

Gas natural comprimido vs. diésel

El gas natural es una gran opción para muchos tipos de vehículos para trabajo pesado y mediano porque se quema limpiamente. Todo aquel que haya reemplazado un horno de aceite por un horno de gas natural en su casa lo sabe. Los hornos de aceite producen hollín y deben limpiarse con regularidad su combustión. Los hornos de gas natural, en cambio, se pueden ventilan a través del costado de la casa. Nunca verá ningún rastro de hollín en la pared por encima del conducto de ventilación porque la combustión del gas natural no produce ninguna. Lo mismo ocurre con los vehículos de gas natural: no generan material particulado o compuestos orgánicos volátiles (COV), y no requieren un sistema de tratamiento de escape difícil de mantener. Más allá de los aspectos medioambientales, los beneficios de los motores de gas natural son confiables y financieros.

Si le interesa, no se olvide de profundizar más en motores de gas natural contra motores de diésel .

Gas natural vs. GLP

El GLP, o gas de petróleo licuado, es una mezcla de hidrocarburos livianos. En los EE. UU. y en Canadá, el GLP consiste en al menos un 90% de propano, con el equilibrio compuesto por otros gases, incluido el butano. Es por ello que a veces el GLP se conoce simplemente como propano. En otros países, la composición del GLP puede variar. En México, por ejemplo, el contenido de propano del GLP puede ser tan bajo como el 60%.

El gas natural, en cambio, está casi enteramente compuesto de metano. Si tiene una parrilla a gas, entonces el GLP es lo que usa para sus comidas. Si su hogar tiene un horno a gas, entonces el gas natural es lo que lo mantiene caliente (también hay hornos de GLP o propano disponibles).

En las aplicaciones para vehículos, el GLP y el gas natural presentan muchos de los mismos beneficios. Ambos se queman de manera limpia y silenciosa, pueden ayudar a reducir los costos de los vehículos de mantenimiento y pueden eliminar la mayoría de los problemas de arranque en climas fríos. El GLP es el tercer combustible de motor más utilizado en el mundo detrás de la gasolina y el diésel, por lo que el GLP tiende a ser más fácil de encontrar. Según el Departamento de energía de los EE. UU., hay casi 2, 000 estaciones de abastecimiento de combustible de GLP de acceso público en los Estados Unidos y Canadá.

El gas natural comprimido, en comparación, solo está disponible a menos de la mitad que el número de estaciones. (Ambos números son eclipsurados por el número de gasolineras que dosificaban gasolina, que es mayor a 100, 000).

Gas natural comprimido frente a gas natural líquido licuado

El gas natural comprimido, o GNC, y el gas natural licuado, o GNL, son la misma sustancia. El GNC se recibe y se almacena el tanque de un vehículo en forma gaseosa. Para obtener GNL, el gas natural se comprime y enfría a temperaturas extremadamente bajas, momento en el que se convierte en líquido. A continuación, el GNL puede enviarse, almacenarse y usarse para llenar los tanques de vehículos de GNL. Gran parte del comercio mundial de gas natural se produce en forma de GNL. Algunos países, como Corea del sur y Japón, reciben casi todo el gas natural que usan en forma de GNL.

En aplicaciones para vehículos, la principal ventaja que GNL tiene sobre el GNC es que es más densa. Para dos tanques del mismo tamaño, el tanque de GNL permitirá que un vehículo conduzca más lejos que el tanque de GNC. Esto hace que el GNL sea una opción interesante para camiones pesados que viajan a largas distancias.

El GNL, sin embargo, es más complicado de usar y no está ampliamente disponible. Las estaciones de abastecimiento de GNL requieren equipos criogénicos complejos. Hay solo unas 55 estaciones de GNL de acceso público en los Estados Unidos, y la mayoría se encuentran en instalaciones industriales donde se procesa el gas natural. El GNL también es más peligroso que el GNC. Una preocupación de seguridad resulta de la necesidad de vehículos de GNL para ventilar los humos. Los vehículos de GNL normalmente no vienen con sistemas de enfriamiento de GNL, por lo que los tanques de GNL tienden a ganar calor. Las ganancias de calor causan que algunos GNL se vaporizan. Eventualmente, los vapores deben ser ventilados para evitar una acumulación de presión excesiva. Es por eso que los vehículos de GNL nunca deben estar estacionados en garajes interiores a menos que haya una ventilación especial instalada. El GNL, al ser muy frío, también puede causar quemaduras por congelación. También se debe evitar el contacto con GNL, los vapores de GNL y las superficies no aisladas de los componentes del sistema de combustible GNL, y los conductores y los mecánicos deben recibir capacitación en materia de seguridad de GNL.

Gas natural versus gas natural renovable

Químicamente, el gas natural y el gas natural renovable son casi idénticos. Los vehículos de gas natural pueden funcionar con gas natural renovable sin experimentar ninguna diferencia. El gas natural y el gas natural renovable difieren en su origen. El gas natural, como el aceite, se extrae de los recursos fósiles presentes en el suelo. El gas natural renovable se obtiene fermentando residuos orgánicos como lodos de alcantarillado o estiércol de animales en grandes tanques industriales conocidos como digestores. Después de un poco de procesamiento, los gases que se administran por el proceso de fermentación se pueden usar indistintamente con gas natural fósil.

Cambiar a gas natural renovable es una excelente manera para las empresas que operan flotas de vehículos para reducir su huella de carbono. Se puede producir en casi cualquier granja lechera utilizando equipos de tecnología relativamente baja. Puede usarse para alimentar casi cualquier vehículo de GNC. Si no es práctico alimentar un vehículo por completo con gas natural renovable, entonces es posible mezclar con gas natural fósil. Aun así, el uso de gas natural renovable resultará en una disminución instantánea de las emisiones de CO2 sin la necesidad de invertir en ninguna actualización o modificación del vehículo.

Si los motores de gas natural son relevantes para sus necesidades, no olvide también consultar nuestras respuestas a preguntas frecuentes acerca de los motores de gas natural . Estas respuestas cubren temas como costo, practicidad y viabilidad de integrar gas natural en flotas comerciales.