Hay muchas razones buenas para cambiar a vehículos con motores de gas natural , como ahorrar dinero en combustible y en vehículo, una mejor capacidad para predecir los costos operativos y evitar problemas de clima frío.

Otra razón principal por la que muchos operadores de flota invierten en vehículos de gas natural comprimido (GNC) es que pueden reducir drásticamente las emisiones. De hecho, el 2022 State of Sustainable flotas informan encontraron que el 96 por ciento de los usuarios de GNC encuestados dicen que los vehículos que usan GNC son iguales o mejores en reducir las emisiones que los motores diésel y de gasolina.

¿Por qué es importante reducir las emisiones?

Los vehículos de motor son una herramienta indispensable para muchos negocios. Desafortunadamente, pueden causar contaminación del aire y contribuir al cambio climático. Las mejoras correctas pueden reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y contaminantes comunes, que impactan en la calidad del aire a nivel local.

Para algunos negocios, reducir las emisiones es una cuestión de ser receptivo a las necesidades de sus clientes. Las compañías de recolección de basura, por ejemplo, pueden mejorar su reputación en las comunidades a las que prestan servicio al operar camiones más limpios y silenciosos. Las compañías de autobuses escolares contratados pueden diferenciarse por operar autobuses que no causan contaminación del aire alrededor de las escuelas en el momento de la recolección.

Algunas compañías también tienen objetivos ambientales, sociales y de gobernanza más amplios que incluyen una reducción de las emisiones. Aunque las actualizaciones de reducción de emisiones tienen un costo, muchas compañías públicas comparten la opinión de que el progreso de ESG aumenta el valor de los accionistas a largo plazo.

En algunos casos, reducir las emisiones es una cuestión de cumplimiento con las normas ambientales. El puerto de los Ángeles, por ejemplo, tiene normas de emisiones estrictas que los camiones de transporte que atienden al puerto deben cumplir con.

¿Por qué elegir gas natural para reducir las emisiones de la flota?

Hay varias maneras de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de un vehículo. El uso de biocombustibles, por ejemplo, es una buena manera de hacer que el funcionamiento de un vehículo sea más neutro en carbono.

También hay otras maneras de limpiar el escape de un vehículo de NOx, material particulado y otros contaminantes. Los vehículos de diésel equipados con un filtro para partículas y un catalizador, por ejemplo, pueden funcionar con emisiones mínimas. cuando cambia a motores de gas natural , puede hacer ambas cosas.

Los vehículos de gas natural son una tecnología probada y verdadera que ha existido durante décadas. En los Estados Unidos, aproximadamente un tercio de todos los autobuses de transporte público construidos cada año funcionan con gas natural. Más allá de los autobuses de transporte público, hay muchos otros ejemplos de motores de gas natural en camiones y autobuses.

Hay muchos beneficios de los motores de gas natural en los de transporte. Puede disminuir las emisiones de contaminantes comunes de su flota y reducir el nivel de gases de efecto invernadero. El gas natural también tiende a ser significativamente más barato que los combustibles de petróleo, por lo que hay un beneficio económico inmediato al adoptar motores de gas natural .

A lo largo de 2021, el GNC mantuvo una clara ventaja en cuanto a costos y una estabilidad relativa de los precios en comparación con la volatilidad del precio del diésel. El GNC vio un aumento de precio de aproximadamente un 3% en promedio en las estaciones de abastecimiento de combustible públicas, mientras que los precios del diésel aumentaron casi un 19% en todo el país y, en promedio, 25% más que el precio del GNC en un DGE (equivalente en galón de diésel) base . En consecuencia, el costo del combustible era un beneficio principal de los usuarios de GNC en la encuesta anual estado de flotas sostenibles, con un 79% de los encuestados que reportaron costos más bajos como ventaja.

¿Qué resultados debería esperar con los motores de gas natural?

A medida que está actualizando una flota de vehículos más antiguos, puede esperar reducciones en las emisiones de gases de efecto invernadero.

Un nuevo autobús urbano equipado con un motor Cummins L9N de gas natural, por ejemplo, normalmente tendrá un 11% menos de emisiones de gases de efecto invernadero bien a las ruedas que un autobús diésel más antiguo. (Si el autobús más antiguo se reemplaza por un nuevo autobús con la versión diésel del motor L9N, las emisiones se reducirían en solo un 6%). Reemplazar una flota de tamaño mediano que consta de 100 autobuses de transporte público con GNC puede, en promedio, eliminar alrededor de 1, 300 toneladas de emisiones de CO2 por año. Eso equivale a sacar 280 autos de las carreteras.

Si se utiliza gas natural renovable (RNG), la disminución de las emisiones de gases de efecto invernadero puede ser aún mayor. El gas natural renovable se fabrica principalmente con metano que proviene de la descomposición de residuos orgánicos. Esto puede incluir gas de vertedero o metano capturado de instalaciones de tratamiento de aguas residuales o residuos agrícolas.

El uso de RNG reduce la puntuación total de la intensidad de carbono, ya que el RNG se fabrica con metano que de otra manera habría sido desgasificado. La captura de esos gases les impide entrar en la atmósfera y reduce el puntaje de de pozo a volante en total de manera significativa. Incluso puede bajar la intensidad de carbono a bajo cero dependiendo de la materia prima de RNG. El gas natural renovable es funcionalmente idéntico al gas natural obtenido a partir de recursos fósiles. La mezcla de gas natural fósil con cantidades aún pequeñas de RNG puede resultar en beneficios ambientales inmediatos. Y cada año, el RNG se convierte en un porcentaje más grande de todo el GNC que se usa en Norteamérica, lo que contribuye al papel de gas natural en nuestro futuro renovable .

No importa por qué está considerando integrar vehículos de gas natural en su flota. Cummins tiene una variedad de opciones de motor GNC para hacer los trabajos más difíciles.

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Hay opciones crecientes en el espacio para vehículos comerciales que pueden ayudar a las flotas a reducir sus generales de emisiones de transporte. Puede ser un espacio difícil para navegar, ya sea que una flota esté intentando mantenerse al tanto de las regulaciones de emisiones más estrictas o cumplir con los objetivos corporativos de ESG y sostenibilidad. Las complejidades en torno a incorporar tipos de combustible de carbono más bajo, capacitar a conductores, aprender nuevos requisitos de servicio o reducir la incertidumbre política de la adopción de combustible alternativo pueden ser abrumadoras y confusas.

Sin embargo, lo más importante es que las flotas no pueden permitirse interrupciones importantes en su modelo de negocio. Necesitan mantener un desempeño y un rango similares a los que obtienen de los motores de diésel para hacer funcionar su negocio de manera efectiva, a la vez que toman medidas para funcionar de manera más limpia y eficiente. Ahí es donde Cummins puede ayudar.

Cummins está desarrollando una amplia gama de soluciones bajas en carbono para ayudar a las flotas a comenzar el viaje a cero emisiones sin causar una interrupción importante en el funcionamiento diario del negocio. Cummins tiene productos que ofrecen emisiones de escape cero, como baterías eléctricas (BEV) y pilas de combustible de hidrógeno. También producimos ofertas de combustión interna casi nulo , como propano, hidrógeno y gas natural.

En este artículo, nos enfocaremos específicamente en motores de gas natural comprimido (GNC) y vehículos, que se encuentran entre los tipos de vehículo con bajo contenido de carbono más maduros, probados y menos disruptivos disponibles en la actualidad.

¿Cuáles son los beneficios de los motores y vehículos de gas natural?

Los motores y vehículos de gas natural (o NGV) han existido por décadas. Cummins tiene una historia de fabricación de motores de GNC que se remonta a más de 30 años. En ese tiempo, hemos fabricado más de 85, 000 motores de gas natural. Los motores están probados, probados y disponibles en la actualidad.

El gas natural es una fuente de combustible doméstica abundante que no está conectada al mercado mundial del petróleo. Eso significa que el combustible está ampliamente disponible y el precio es más estable, y más barato, que el precio del diésel y la gasolina.

El gas natural también puede ofrecer potencia y capacidades de torsión similares a lo que las flotas se utilizan para lograr con diésel, por lo que es fácil incorporar vehículos de GNC en una flota o reemplazar camiones de diésel más antiguos sin hacer grandes concesiones en torno a la carga útil total que el vehículo puede transportar o la gama que puede viajar. Esto es especialmente importante para aplicaciones como autobús urbano, transporte regional, recolección de basura y aplicaciones de recogida y entrega. Se espera que un vehículo de GNC vaya a cientos de millas y opere con una carga completa durante la mayor parte del tiempo en funcionamiento.

Otro beneficio importante del gas natural en el transporte es la capacidad de alcanzar emisiones de carbono sub-cero con gas natural renovable (RNG). El gas natural renovable se fabrica principalmente con metano que proviene de la descomposición de residuos orgánicos. Esto incluye el gas de vertedero o metano capturado de instalaciones de tratamiento de aguas residuales o residuos agrícolas.

El uso de RNG reduce la puntuación total de la intensidad de carbono, ya que el RNG se fabrica con metano que de otra manera habría sido desgasificado. La captura de esos gases les impide entrar en la atmósfera y reduce significativamente la puntuación total de pozo a volante de los vehículos de RNG, lo que disminuye la intensidad de carbono generada por el vehículo a un menor de cero según el material de RNG. El gas natural renovable también es funcionalmente idéntico al gas natural obtenido a partir de recursos fósiles. La mezcla de gas natural fósil con cantidades aún pequeñas de RNG puede resultar en beneficios ambientales inmediatos. Y cada año, el RNG se convierte en un porcentaje más grande de todo el GNC que se usa en Norteamérica, contribuyendo al papel el gas natural jugará en nuestro futuro renovable .

Esta importante disminución en la intensidad de carbono de RNG es una de las razones por las que compañías como Waste Management , UPS y Werner Trucking están haciendo inversiones en camiones de gas natural.

Estas compañías no están solas. El 2022 State of Sustainable flotas informan descubrieron que las flotas con camiones impulsados por RNG citan consistentemente las emisiones reducidas como un beneficio clave de los vehículos de gas natural. En 2021, la intensidad promedio de carbono de todo el gas natural reportado en el estándar de combustible de bajo carbono de California (LCFS) fue inferior a cero, lo que hizo que los NGV fueran la única opción de transporte de carbono negativo para las flotas.

¿Cuál es el impacto económico de cambiar a los motores de gas natural?

A lo largo de 2021, el gas natural comprimido mantuvo una clara ventaja en cuanto a costos y una estabilidad relativa de los precios en comparación con el diésel, que tuvo un año más volátil. El combustible limpio continuó demostrando su valor, y el precio del GNC aumentó aproximadamente un 3% en promedio en estaciones de abastecimiento públicas, en comparación con 2020.

Los precios del diésel aumentaron casi un 19% en todo el país y fueron, en promedio, 25% más altos que el precio del GNC en un DGE (equivalente en galón de diésel) . El costo de combustible es un beneficio principal de los usuarios de GNC en la encuesta anual estado de flotas sostenibles, con un 79% de los encuestados que informan costos más bajos como ventaja.

¿Qué aplicaciones son adecuadas para los motores de gas natural?  

La mayoría de las aplicaciones comerciales son una buena opción para el gas natural. Hay muchos ejemplos de motores de gas natural en camiones y autobuses. Las flotas que lideran el camino en la adopción de los NGV incluyen vehículos que cubren los desechos, transporte regional, autobús urbano, carga, aplicaciones municipales y de servicios públicos. Al igual que los vehículos de diésel, estas flotas "regresan a la base" cada día para reabastecerse en los puntos de reabastecimiento de GNC instalados en el lugar para llenarlos más fáciles.

Para camiones pesados o de larga distancia, el reabastecimiento de combustible es más difícil. Los camiones de larga distancia dependen de estaciones de reabastecimiento públicas a lo largo de las principales autopistas interestatales. Actualmente, el número de bombas de GNC públicas es eclipsado por el número de bombas de diésel, pero Cummins y varios socios de la industria del transporte están haciendo progresos para cambiar eso. La compañía recientemente anunció un plan para colaborar con las paradas de viaje de Love y Trillium para mejorar las soluciones de combustible bajo y cero de carbono y de tren motriz .

Cummins también recientemente anunció planes para desarrollar un motor de gas natural de 15 litros, el X15N, diseñado para aplicaciones de larga distancia de clase 8. Las noticias del X15N ya están generando un gran interés y emoción en el mercado de camiones para trabajo pesado de América del norte. Tanto es así que fue nombrado uno de los 20 mejores productos nuevos de 2022 de camiones de trabajo pesado (HDT).

¿Cuándo tiene sentido hacer la transición a los motores de gas natural?

La conclusión es que Cuándo cambiar a los motores de gas natural se reduce a una decisión comercial basada en el ciclo de trabajo específico y el perfil de la misión de una flota individual. Las implicaciones operativas y financieras deben evaluarse cuidadosamente. Un número creciente de empresas reconocen los beneficios que ofrece NGVs, pero cada situación es diferente.

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Si administra una flota de vehículos comerciales, probablemente haya leído o oído hablar de de hidrógeno motores y células de combustible de hidrógeno. Las células de combustible han recorrido un largo camino a través de los años, y tienen un futuro brillante. motores de hidrógeno y células de combustible de hidrógeno cada uno de ellos tienen su rol en descarbonizar el sector del transporte comercial hoy y las próximas décadas. Cuando se trata de motores de hidrógeno, hay otras ideas importantes para que las flotas tengan en cuenta además de la confiabilidad y durabilidad.

Los motores de hidrógeno son una tecnología familiar

Impulsar vehículos con motores de hidrógeno es tan familiar como se obtiene: solo bombea hidrógeno a un motor de combustión interna regular.

Bueno, casi regular.

Los motores de hidrógeno requieren algunas modificaciones para funcionar de manera segura y eficiente. Por ejemplo, el sistema de encendido debe diseñarse específicamente para el hidrógeno para evitar problemas, como la preencendido y la golpeamiento del motor. Pero la arquitectura general de motor y tren motriz, y cómo funciona el motor de hidrógeno, siguen siendo casi las mismas que sus equivalentes a diésel. La única excepción es el sistema de combustible. El hidrógeno se almacena en cilindros de gas especialmente diseñados para resistir presiones muy altas. Se recomienda capacitación para aprender prácticas seguras de manejo de hidrógeno durante el mantenimiento.

Los motores de combustión interna de hidrógeno (ICEs) pueden ser extremadamente eficientes y tener un costo total de operación convincente en comparación con otras soluciones con combustible con cero emisiones de carbono. Con la tecnología de encendido por chispa de Cummins y las plataformas de motor independientes del combustible , podemos lograr la eficiencia térmica del freno (BTE) que supera la de eficiencia del motor de gas natural de de hoy. Con mayor refinamiento, la eficiencia de diésel también puede lograrse. La eficiencia se puede mejorar aún más al combinar hielo de hidrógeno en un tren motriz híbrido y a través del uso de características avanzadas, como el sistema ADEPT de Cummins.

Los motores de hidrógeno son una manera efectiva de reducir las emisiones y desarbonizar

Fundamentalmente, los vehículos de motor de hidrógeno no liberan ningún CO2 además de las cantidades traza que resultan de la combustión de lubricantes. Mientras funcionen con hidrógeno verde, su operación no causa ninguna emisión de carbono de pozo a volante.

Sin embargo, operar vehículos con emisiones casi nulas tiene un precio. Esto es cierto en cada tecnología de bajo carbono. Para ciertas aplicaciones, sin embargo, ejemplos de motores de hidrógeno probablemente serán más frecuentes, como camiones para trabajo pesado.

¿Cuándo son los vehículos de motor de hidrógeno adecuados para su negocio?

Digamos que su negocio necesita reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. ¿Cuándo son los vehículos de motor de hidrógeno la solución correcta?

En primer lugar, necesita una estrategia de abastecimiento de combustible. Las flotas cuyos vehículos "van a casa" a un depósito central cada noche son buenas candidatas. Los puntos de abastecimiento de hidrógeno se pueden instalar en el depósito central. Este tipo de estrategia de reabastecimiento de combustible le resultará familiar a muchos operadores de vehículos de GNC.

Si sus vehículos tienden a avanzar y retroceder entre los centros de distribución que se encuentran a unos pocos cientos de millas entre sí, un sistema de reabastecimiento de combustible similar puede funcionar.

Si usted opera camiones de larga distancia en rutas fijas, los motores de hidrógeno también pueden tener sentido siempre y cuando los puntos de abastecimiento de hidrógeno estén instalados a lo largo de las rutas. Varias compañías y entidades gubernamentales están construyendo corredores de hidrógeno para este fin.

Los vehículos para trabajo mediano y pesado que conducen más de dos o 300 millas por día estarán mejor con un motor de hidrógeno que con la tecnología de batería eléctrica de la actualidad. Los camiones usan mucha energía, por lo que los camiones eléctricos requieren baterías grandes. En teoría, una batería más grande puede extender el rango de un camión eléctrico. Pero esto tiene un precio en términos de pérdida de espacio de carga, mayor tiempo de inactividad de la carga y mayores costos de capital. Los vehículos de motor de hidrógeno, en cambio, pueden repostar en minutos y alcanzar rangos similares a los de los vehículos de diésel sin tener que operar con capacidad de carga útil para el rango.

Cummins está desarrollando un conjunto de motores de hidrógeno, incluidos motores de 6,7 y 15 litros. Una vez que estos motores estén completamente probados y validados, estarán disponibles para los fabricantes de vehículos. Cummins está trabajando con Werner Enterprise, una importante compañía de transporte y logística, para validar sus nuevos motores de gas natural e hidrógeno de 15 litros . Los motores de hidrógeno son casi reemplazos que se convierten en motores tradicionales, por lo que puede haber una versión de motor de hidrógeno de su camión favorito disponible en los próximos años.

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Si usted es un camión o un fabricante de autobuses que ya tiene un programa de células de combustible de hidrógeno, debería considerar ofrecer una línea de vehículos con un motor de combustión interna hidrógeno (ICE) como una opción para sus clientes.

¿Por qué? Las razones son simples. Es más fácil cambiar un motor de diésel por un motor de hidrógeno que diseñar un vehículo en torno a una tecnología diferente. Además, los clientes interesados en comprar vehículos con células de combustible probablemente estén interesados en comprar vehículos impulsados por hidrógeno CIEM como un medio para comenzar con el hidrógeno, mientras que la tecnología de las células de combustible continúa avanzando. La familiaridad con la tecnología de motor actual, sin embargo, es el núcleo de ambas razones.

Los motores de combustión interna de hidrógeno se parecen y se sienten conocidos

Para un fabricante de equipos originales (OEM), los vehículos actuales se pueden rediseñar para albergar un motor de hidrógeno con un mínimo esfuerzo. A menudo, no se necesitan cambios importantes en la línea motriz, la transmisión, los frenos ni el chasis del camión. La modificación más intensiva de la arquitectura del vehículo en la fase de rediseño puede ser la incorporación de un sistema de combustible de hidrógeno. Pero Cummins está ayudando a hacer estas modificaciones lo más friccionadas posible a través de una sociedad conjunta con NPROXX, un líder en sistemas de almacenamiento de hidrógeno. Al ofrecer sistemas de hidrógeno de extremo a extremo, Cummins permite que los fabricantes de equipos originales diseñen vehículos de motor de hidrógeno fácilmente. Este mismo enfoque también es relevante para los operadores de flota interesados en los motores de hidrógeno.

Los motores de hidrógeno hacen el trabajo y ayudan a desarbonizar 

La experiencia del cliente final de poseer y operar un vehículo de hielo de hidrógeno es comparable a poseer y operar un vehículo de gas natural comprimido (GNC).

Los vehículos con un motor de hidrógeno tienen la potencia para hacer los trabajos más difíciles. Los conductores encontrarán que los motores de hidrógeno ofrecen el mismo desempeño que los motores de gas natural y, en ese caso, un desempeño que es incluso comparable a un motor de diésel. Los gerentes de mantenimiento encontrarán que la mayoría de los mecánicos calificados para trabajar con un motor tradicional de gasolina o diésel puede mantener un motor de hidrógeno. Los clientes que han establecido puntos de abastecimiento de GNC en sus instalaciones también pueden descubrir que operar un punto de abastecimiento de hidrógeno no es muy diferente.

El hidrógeno también es un combustible libre de emisiones de carbono, lo que permite a los propietarios de hielo del hidrógeno comenzar a cumplir sus objetivos de descarbonización antes. Los motores de hidrógeno pueden ayudar a a reducir las emisiones generales de transporte comercial generadas por las flotas de vehículos, lo que reduce la huella de carbono general de una compañía.

Los motores de hidrógeno allanan el camino para vehículos con pilas de combustible

Entonces, ¿cómo se complementan el programa de células de combustible y los motores de hidrógeno? los motores de hidrógeno y las células de combustible de hidrógeno no son una opción cualquiera. Por el contrario, es probable que la adopción de motores de hidrógeno Ayude a impulsar la adopción más amplia de las pilas de combustible.

Considerando que Cummins estará en producción de motores de hidrógeno a escala en 2027, puede esperar ver a más clientes operando camiones con motores de hidrógeno en los próximos años.

Inevitablemente, a medida que más vehículos de hidrógeno comiencen a llegar a la carretera, los beneficios de los motores de hidrógeno para la infraestructura de hidrógeno se volverán más evidentes. Sus clientes encontrarán que es más fácil y barato adquirir hidrógeno. También serán más cómodos en general con el uso de hidrógeno como combustible. La tecnología de almacenamiento de hidrógeno también será más madura y se usará a mayor escala. Esto eventualmente hará que la adopción de los vehículos con pilas de combustible sea más fácil.

Si está interesado en aprender más, no olvide consultar las respuestas a preguntas frecuentes en torno a los motores de hidrógeno .

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