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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En comparación con los motores de diésel tradicionales, los motores de gas natural tienen varias ventajas. Algunos de los beneficios de los motores de gas natural son que causan menos contaminación del aire, son más silenciosos y funcionan con combustible que es más barato y menos volátil que el diésel. Por otro lado, el funcionamiento de los vehículos de gas natural requiere una estrategia de combustible deliberada porque hay pocas estaciones de abastecimiento de gas natural comprimido (GNC) en estado silvestre.

Debido a estos atributos, puede encontrar más frecuentemente ejemplos de motores de gas natural entre aplicaciones para trabajo pesado y mediano. Estas son algunas de las principales aplicaciones de motores de gas natural.

Camiones vocacionales con motores de gas natural

Los motores de gas natural son una excelente opción para las empresas que operan camiones vocacionales. Algunos ejemplos de casos exitosos de uso de gas natural son camiones de recolección de residuos, camiones volquete y tractores terminales (observadores de la yarda). Los motores de gas natural pueden ofrecer capacidades de torsión y potencia similares a los motores de diésel. Incluso los vehículos muy pesados, como los mezcladores de hormigón cargados y los camiones de transporte, pueden confiar en un motor de gas natural sin problemas.

El gas natural es una opción especialmente adecuada para los vehículos profesionales que operan en un entorno urbano. No hay tal cosa como un camión de basura silencioso, pero los motores de gas natural pueden hacer que los camiones de basura sean más silenciosos y menos contaminantes. Los negocios de recolección de desechos a menudo informan una mayor satisfacción del cliente como resultado de cambiar a camiones de gas natural, especialmente a los clientes que tienen su recolección de residuos recolectada por la mañana temprano.

los motores de gas natural también pueden ofrecer beneficios medioambientales y ayudar a mejorar la calidad del aire. Por ejemplo, el puerto de los Ángeles, uno de los puertos más concurridos de Norteamérica, Ve el tráfico de camiones muy concentrados. Todos los días, miles de camiones pesados dejan y recogen contenedores. Su tráfico contribuye significativamente a la contaminación atmosférica en las comunidades cercanas, como los barrios a lo largo de la carretera interestatal 710. Mejorar la calidad del aire es una de las razones por las que Cummins trabajó con varias compañías de transporte que prestan servicio en el puerto de los Ángeles. El objetivo de la colaboración fue demostrar que los motores de gas natural podrían ser efectivos en operaciones de transporte. Un año después del programa, veinte camiones habían acumulado más de un millón de millas de conducción sin problemas con los motores de gas natural ISX12N de Cummins.

Transporte público y autobús escolar con motores de gas natural

Los sistemas de transporte público se encuentran entre los principales operadores de vehículos de gas natural. Según el Departamento de energía de los EE. UU., casi el 30% de todos los autobuses de transporte público en servicio en los Estados Unidos en 2019 funcionan con gas natural. Es fácil entender por qué. Los autobuses de tránsito tienden a operar en las ciudades y tienden a regresar a un depósito central al final del día, donde pueden recargar cada noche.

También puede ser difícil para los sistemas de transporte regular las tarifas cuando el precio del diésel es alto. En algunos casos, los sistemas de transporte están obligados a eliminar rutas o reducir el servicio para evitar dificultades financieras. Con gas natural, cuyo precio es más bajo y más estable que el precio del diésel, los operadores de autobuses se benefician de su exposición a este tipo de riesgo, otro beneficio financiero importante de los motores de gas natural .

Los autobuses a gas natural también son populares entre los distritos escolares por muchas de las mismas razones. Sin embargo, es especialmente importante reducir la exposición de los niños a la contaminación atmosférica en torno a las escuelas. En los Estados Unidos, hay una variedad de subvenciones estatales y federales disponibles para ayudar a los sistemas escolares a mejorar sus flotas de autobuses.

Camiones para trabajo mediano con motores de gas natural

Los camiones para trabajo mediano utilizados en aplicaciones locales y semi-locales también constituyen grandes casos de uso para los motores de gas natural. La entrega urbana y la entrega de última milla son ejemplos típicos. En ambos casos, los vehículos generalmente pueden completar el trabajo de un día sin reabastecimiento de combustible. Al final del día, regresan a una "base de inicio" donde pueden llenar sus cilindros durante la noche con un dispensador de GNC de llenado de tiempo. En los Estados Unidos, UPS, una de las compañías líderes de entrega a nivel nacional, avanza con planes para invertir en más vehículos con GNC. UPS dijo que compraría más de 6, 000 camiones de GNC entre 2020 y 2022.

Si estos casos de uso son relevantes para usted, considere comenzar a pensar acerca de Cuándo cambiar a los motores de gas natural .

Camiones de transporte regional con motores de gas natural

Los vehículos de GNC también se pueden usar para transporte de mayor rango, siempre y cuando las estaciones de combustible estén disponibles en el camino o en los destinos. Este puede ser el mismo caso para camiones que ejecutan rutas fijas entre centros de distribución.

Si estos ejemplos resuenan con 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.

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motores de gas natural pueden ser una gran opción para vehículos comerciales. Son más silenciosos que los motores de diésel, reducen la contaminación del aire y pueden ayudar a las flotas a ahorrar mucho dinero en costos de operación, especialmente cuando se trata de combustible. ¿Por qué no más flotas cambian a los motores de gas natural?

Los motores de gas natural comprimido o GNC son una excelente opción para una amplia variedad de flotas y aplicaciones de vehículos comerciales, pero no todas.

¿Son los motores de gas natural un buen ajuste para su perfil comercial o de misión? Ofreceremos algunos de los beneficios clave de los motores de gas natural , y algunos de los inconvenientes, para ayudarle a decidir dónde el gas natural es una opción viable para su flota.

Perfil de misión e infraestructura a la vez que cambia a motores de gas natural

Dado el estado actual de disponibilidad de infraestructura de reabastecimiento de gas natural, las flotas que ven el mayor éxito con GNC hoy en día son las que regresan a la base cada noche. Estas son flotas que pueden completar sus rutas en un solo tanque de combustible, regresar a la base y reabastentarse "detrás de la valla".

Al final de su turno, los conductores estacionan su vehículo en un espacio designado. Conectan una boquilla de abastecimiento de combustible al vehículo y se van a su casa. Al día siguiente, el tanque está lleno. Los autobuses de transporte público, los camiones de recolección de residuos, los camiones de reparto urbano y los semircamiones de transporte regional son buenos ejemplos de vehículos que pueden reabastarse con eficacia en un depósito central. El sistema de reabastecimiento de combustible detrás del cercado funciona bien para estas aplicaciones.

Hay costos de puesta en marcha asociados con el establecimiento de capacidad de reabastecimiento en el sitio, pero la mayoría de los proveedores de combustible de gas natural ofrecen opciones para instalar bombas de combustible sin dinero pagado por adelantado. El costo se incluye en el contrato de combustible, que puede ser tan largo como un período de tres años. Esto proporciona costos de combustible estables durante la vida útil del contrato y los ahorros son importantes en comparación con el alto costo del combustible diésel, que es mucho más volátil.

Para camiones pesados o de larga distancia, el reabastecimiento de combustible es más difícil. Confían en 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).

Estas inversiones en nuevos productos y infraestructura de reabastecimiento de combustible harán que la integración de los vehículos de gas natural sea más fácil para las flotas de larga distancia.

Consideraciones de mantenimiento y seguridad para motores de gas natural

Además de considerar las necesidades de reabastecimiento de combustible, hay necesidades de mantenimiento únicas que deben tenerse en cuenta.

Los sistemas de GNC tienen tres peligros principales: alta presión, incendios y asfixia. La presión alta es la principal preocupación porque la presión de llenado nominal del GNC almacenada en tanques de combustible es de 3, 600 PSI. Para abordar los problemas de alta presión, los componentes del sistema de combustible de alta presión GNC, además de los cilindros de GNC, están diseñados para soportar cuatro veces la presión nominal, lo que les permite resistir al menos 14, 400 PSI sin reventar.

Los cilindros de GNC están fabricados para cumplir con rigurosos estándares federales y están fabricados a partir de materiales mucho más resistentes que los tanques de almacenamiento de combustible diésel o gasolina. Todos los cilindros de combustible de GNC deben fabricarse para resistir 2,25 veces la presión de llenado. Esto significa que todos los cilindros de GNC tienen una presión de ráfaga mínima de 8, 100 PSI, que está muy por encima de las presiones de suministro de combustible de las estaciones de abastecimiento de GNC.

Para proteger los cilindros de GNC de ruptura en caso de incendio o sobrepresurización, se instalan dispositivos de alivio de presión (PRDs) que están diseñados para abrirse a una temperatura o presión especificadas, lo que alivia el cilindro de sus contenidos presurizados. Cada cilindro está equipado con al menos uno de estos dispositivos de seguridad obligatorios, y muchos de los cilindros tienen dos o más PRD.

No todas las instalaciones de mantenimiento se pueden usar para mantenimiento de vehículos con GNC. Las instalaciones que apoyan a los vehículos que usan combustibles líquidos incorporan varias características de seguridad que difieren de los requisitos de seguridad necesarios para prestar servicio a los camiones de gas natural .

Por ejemplo, las instalaciones interiores que ofrecen servicio a camiones de diésel tienen sistemas de ventilación diseñados para capturar vapores de combustible cerca del nivel del suelo porque los vapores de combustible líquido son más pesados que el aire. Los componentes del gas natural son más ligeros que el aire y suben al techo. Eso significa que los centros de mantenimiento de GNC requieren sensores y sistemas de ventilación al nivel del techo para alertar a los técnicos que es potencialmente peligroso. Las tiendas también deben ser certificadas por un mariscal de bomberos para una ventilación adecuada, que es poco común en comparación con otras tiendas tradicionales. Además de la ventilación adecuada, los centros de servicio de GNC necesitan tener detectores de metano.

Es fundamental que los vehículos de GNC sean mantenidos de acuerdo con los intervalos de mantenimiento recomendados por el fabricante. Esto incluye asegurarse de que los cambios de aceite se realicen a tiempo, utilizando un cronograma basado en las horas de funcionamiento. También es importante usar el aceite de motor adecuado. Los motores Cummins de gas natural usan una especificación de aceite diferente en comparación con sus equivalentes a diésel. En 2018, Cummins anunció una nueva especificación de aceite-Cummins Engineering Standard (CES) 20092-que permite intervalos de drenaje más largos.

Si está pensando en establecer un punto de abastecimiento de gas natural o sobre el mantenimiento de vehículos a gas natural en sus instalaciones, es una buena idea estimar el costo de estas modificaciones. Cuando son bajas, los beneficios económicos de los vehículos impulsados por motores de gas natural pueden superar estos costos de conmutación.

Función de los motores de gas natural para alcanzar los objetivos medioambientales

El cambio a los motores de gas natural es una de las mejores maneras para que las flotas de vehículos comerciales reduzcan sus emisiones de NOx, material particulado y COV, además de reconocer otros beneficios de sostenibilidad ambiental de los motores de gas natural .

Sin embargo, reducir las emisiones no tiene los mismos beneficios de calidad del aire para cada vehículo. Los camiones utilizados en carreteras poco transitadas en zonas escasamente pobladas pueden no tener un impacto significativo en la calidad del aire en el país. También es improbable que causen una degradación significativa. Si el mismo camión estaba en tareas de transporte entre el puerto de los Ángeles y los centros logísticos de la zona, sus emisiones tendrían más probabilidades de contribuir a las preocupaciones de la calidad del aire local.

Es por eso que las compañías que operan vehículos vocacionales en áreas urbanas quizás quieran considerar usar motores de gas natural. El cambio a gas natural beneficia a las comunidades en las que operan estas empresas. Sus clientes, que a menudo pertenecen a esas comunidades, se benefician al máximo de una mejor calidad del aire.

Regulaciones a tener en cuenta al cambiar a motores de gas natural

Reducir las emisiones es una excelente manera de generar buena voluntad entre la comunidad, pero a veces también es una cuestión de cumplimiento. En algunas áreas, las normas de emisiones estrictas se aplican tanto a la venta de vehículos nuevos como a los vehículos en uso. California, por ejemplo, aplica un conjunto de reglas aplicables a los vehículos de diésel para trabajo pesado.

Como resultado de estas reglas, a partir de 2023, todos los camiones de transporte que usan motores de diésel requerirán un motor 2010 o más nuevo. Si su negocio está entre aquellos que reemplazarán camiones o motores, tal vez quiera considerar cambiar a gas natural, ya que puede ser una manera muy rentable de cumplir con las normas sobre emisiones y ahorrar dinero en combustible.

Tanto la Agencia de protección ambiental (EPA) como la Junta de recursos de aire de California (CARB) tienen regulaciones de emisiones más estrictas que vienen en 2024 y 2027. El Cummins X15N estará certificado no solo para cumplir con estos requisitos de emisiones, sino también para superarlos, lo que garantiza el cumplimiento en los próximos años.

En Resumen, los motores de gas natural pueden ayudar a las flotas a reducir sus emisiones totales de transporte y costos operativos más lentos sin interrupciones importantes en sus operaciones cotidianas o perfil misional. Además, gas natural, como combustible, tiene un rol clave que desempeñar en nuestro futuro renovable .

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El gas natural ha estado tomando un papel cada vez más central en nuestro suministro de energía durante las últimas décadas. En los países desarrollados, el uso de otros recursos fósiles se ha estancado o disminuido. En 2020, el consumo de petróleo en los países organizados para la cooperación y el desarrollo económicos (OCDE) es esencialmente lo que era en 1995, y el uso del carbón ha disminuido en casi la mitad. Por el contrario, el consumo de gas natural ha aumentado un 20% durante el mismo período. En países no de la OCDE, el uso del gas natural casi se ha triplicado.

El auge del gas natural ha sido impulsado por la demanda que emana de varios sectores de actividad, pero no más que el sector de generación de energía. En todo el mundo desarrollado, las plantas de energía del carbón están siendo reemplazadas por plantas de energía, donde el gas natural alimenta las turbinas de gas o los motores alternativos de gran tamaño. Dondequiera que se instalen parques solares y eólicos en grandes cantidades, se construyen más plantas de energía a gas natural para equilibrar la naturaleza intermitente de las energías renovables. Como tal, el gas natural se ha convertido en una pieza central de la transición hacia la energía renovable.

Beneficios ambientales del gas natural

El reemplazo del carbón y del petróleo por gas natural como el combustible de elección para la generación de energía en firme es el resultado de varios factores. En primer lugar, el gas natural es un combustible mucho más limpio. El uso de carbón en una planta de energía puede dar como resultado una importante contaminación atmosférica local y regional. Sus estanques de ceniza pueden convertirse en grandes desastres ambientales. La generación de energía de gas natural no genera cenizas, no causa emisiones de hollín, metales pesados y emisiones mínimas de azufre. Las plantas de energía de gas natural más pequeñas a menudo pueden funcionar sin comunidades vecinas ni siquiera notar su existencia. Las turbinas de gas natural y los motores alternativos también son mucho más eficientes que las centrales eléctricas de carbón tradicionales. En efecto, esto significa que la generación de electricidad del gas natural es significativamente menos intensiva en carbono que la generación de electricidad de otros combustibles.

Para aplicaciones de transporte, beneficios ambientales de los motores de gas natural incluyen reducción de gases de efecto invernadero (GHG) y normas sobre emisiones de aire, y prevención de derrames dañinos.

Abundancia de gas natural

En segundo lugar, el gas natural es abundante en muchas partes del mundo. Para los países que los tienen, depender de los recursos nacionales de gas natural en lugar de importar petróleo o carbón fortalece la seguridad energética y reduce los costos. En los Estados Unidos, la producción de gas natural ha experimentado un crecimiento espectacular en las últimas décadas. Otros países, como Egipto, Malasia y Filipinas, se han beneficiado igualmente del descubrimiento y explotación de depósitos de gas natural doméstico. Para los países no bendecidos con esos recursos, importar gas natural es una manera de limitar su dependencia de las importaciones de petróleo, lo que resulta en beneficios comparables desde un punto de vista de la seguridad energética.

Para aplicaciones de transporte, esta abundancia resulta en beneficios económicos asociados con los motores de gas natural en términos de precios de combustible y estabilidad de precios.

Beneficios económicos del gas natural

Por último, el gas natural suele ser más barato que los combustibles de petróleo. En los Estados Unidos, el gas natural puede ser aún más asequible que el carbón extraído en el país. Es, de hecho, tan barato, que las centrales eléctricas de carbón pueden haber convertido sus sistemas de combustión para quemar gas natural en lugar de carbón.

La mayoría de estos beneficios fluyen de las propiedades intrínsecas del gas natural. Como resultado, también están en juego en otros sectores, tales como calefacción residencial y, por supuesto, transporte.

Hoy en día, ya puede encontrar muchos ejemplos de motores de gas natural en camiones y autobuses en el sector del transporte. Mientras tanto, el gas natural aún tiene más oportunidades de desplazar los combustibles de petróleo en el sector del transporte hasta el punto de que ha reemplazado el carbón y el petróleo en el sector de la generación de energía al aprovechar todos sus atributos positivos como la limpieza, la abundancia y la asequibilidad.

Debido a estos atributos, el gas natural será una parte clave de la transición hacia el transporte CO2-Free. Un día, la generación de energía puede llegar a ser completamente descarbonizada gracias a tecnologías como paneles solares, almacenamiento de energía y electrólisis. De la misma manera, la mayoría de los autos, camiones, aviones y embarcaciones pueden funcionar un día con combustibles sin CO2 como el hidrógeno y los combustibles electrónicos fabricados a nivel nacional con energía renovable. Mientras tanto, motores de gas natural son una parte esencial de la transición. Su uso permite el despliegue de tecnologías totalmente libres de CO2 y, al mismo tiempo, brinda beneficios ambientales reales e inmediatos.

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