Por um longo tempo, parecia que os carros com motores a hidrogênio ou células de combustível um dia tomaria as estradas e o setor de transporte. Os carros de célula de combustível de hidrogênio não liberam emissões prejudiciais de qualquer tipo, têm um longo alcance e podem ser reabastecidos em minutos. Em teoria, eles soam como uma ótima maneira de descarbonizar o setor de transporte. Na prática, os carros movidos a hidrogênio estão enfrentando uma forte concorrência de veículos elétricos de tomada de bateria. Tem sido uma piada na indústria que os carros a hidrogénio estão sempre a dez anos de distância.
Assim, é este o fim para o uso de hidrogênio em veículos motorizados? Longe disso.
A tecnologia de bateria elétrica é ótima para veículos pessoais e veículos comerciais selecionados no setor de transporte. Enquanto isso, o setor de transporte inclui veículos com um conjunto diversificado de ciclos de trabalho e aplicações. Alguns desses veículos e equipamentos atualmente não são priorizados para aplicações de tecnologia elétrica da bateria. Isso significa que a tecnologia do hidrogênio fará parte das emissões de carbono do destino zero para muitos operadores de veículos comerciais.
Há duas maneiras de acionar um veículo a motor usando hidrogênio. Estes são motores a combustão interna de hidrogênio (gelo hidrogênio) e células de combustível de hidrogênio . O primeiro usa hidrogênio para abastecer um motor de combustão interna. O outro usa uma célula de combustível em combinação com motores elétricos e uma bateria.
Crucialmente, os motores a motor a hidrogênio são mecanicamente muito parecidos com os tradicionais trens de transmissão. Os veículos de motor a hidrogênio dependem quase inteiramente dos componentes testados e testados. Isso significa que, para os operadores avessos ao risco que dirigem veículos em ambientes adversos ou que desejam custos de manutenção previsíveis, eles podem ser a solução de escolha. Abaixo estão algumas aplicações em que os motores a hidrogênio são uma ótima opção.
Motores a hidrogênio em veículos e equipamentos de construção
O setor de construção é outra fonte de emissões CO 2. Nas áreas urbanas, o uso de equipamentos de construção pesada também pode contribuir para uma menor qualidade do ar. Isso não deve ser surpreendente, já que uma grande escavadeira pode consumir mais de cinco galões de combustível diesel por hora. Embora as soluções elétricas da bateria estejam se tornando cada vez mais viáveis para pequenas escavadeiras, uma bateria grande o suficiente para permitir que uma escavadeira maior opere durante um dia inteiro de trabalho precisaria ser bem grande. Também seria muito caro.
Enquanto isso, o hidrogênio comprimido traz maior densidade de energia. Isso permitiria que uma escavadeira operasse com tanques de combustível de tamanho aceitável ; aqueles que são maiores que os de máquinas diesel tradicionais ainda gerenciáveis . Esses motores a hidrogênio também eliminam a interrupção prolongada do trabalho para recarregar as baterias.
Motores a hidrogênio em caminhões de serviço pesado
Os caminhões semi-reboque são outra categoria de veículos em que a tecnologia elétrica da bateria pode não ser a solução definitiva de descarbonização ainda.
Assim como alguns dos equipamentos de construção, o problema com a tecnologia da bateria se resume ao alcance, ao espaço de carga reduzido e ao tempo de carregamento. Vários fabricantes estão desenvolvendo semis elétricos da bateria, mas a maioria anuncia uma faixa de 150 a 300 milhas. Isso os torna mais adequados para transporte de curto e médio alcance.
No transporte de longa distância, os motoristas teriam que parar por uma ou duas horas para recarregar, a cada três a cinco horas. Alguns fabricantes anunciam intervalos mais longos, mas a maior capacidade da bateria só pode ser alcançada a um custo maior e com a perda de espaço de carga valioso.
Os caminhões de hidrogênio, em contrapartida, têm um intervalo e tempo de reabastecimento comparáveis aos do diesel e do gás natural – sem qualquer material particulado ou emissões de gases de efeito estufa.
Os motores a hidrogênio são viáveis sem uma densa rede de reabastecimento?
Outra razão pela qual todas essas aplicações de hidrogênio são especialmente promissoras é que eles podem ser viáveis sem a existência de uma densa rede de abastecimento de hidrogênio.
As empresas de caminhões, por exemplo, podem traçar um itinerário antes do tempo usando um pequeno número de estações de abastecimento colocadas em rotas fixas, sem a necessidade de caçar estações de abastecimento na natureza. As empresas de caminhões também podem instalar a distribuição de hidrogênio no local em seus hubs regionais ou centros de distribuição, bem como instalar eletrízers para produzir hidrogênio no local.
Os canteiros de obras são outro bom exemplo para o uso de motores a hidrogênio sem uma densa rede de reabastecimento. Esses sites são estacionários e geralmente são funcionais por meses a anos nos quais o armazenamento de hidrogênio no local é mais viável. No caso de uma área de construção remota, até mesmo a possibilidade de produção local de hidrogênio pode ser avaliada. As escavadeiras nesses locais operam em condições ambientais desafiadoras em ciclos de trabalho agressivos. Esses aplicativos difíceis de eletrificar combinados com a oportunidade de armazenar ou produzir hidrogênio localmente tornam os motores a hidrogênio uma opção para veículos de construção.
Além dessa viabilidade imediata, os motores a hidrogênio também impulsionam o progresso na economia e na infraestrutura do hidrogênio.
Se isso o empolgou, não se esqueça de ler sobre como os motores a hidrogênio funcionam e seu papel na redução das emissões de veículos e transporte para o destino zero.
À medida que essas aplicações comerciais se tornarem mainstream, as redes de abastecimento de hidrogênio parecerão servi-las. Concebìvel, estas redes limitadas poderiam então ser usadas por carros de hidrogênio pessoais. Os motores a hidrogênio estão ao virar da esquina, então os carros a hidrogênio podem ter uma chance de revivificação dentro de menos de dez anos depois de tudo.
Jim Nebergall
Jim Nebergall é gerente geral da empresa de motores a hidrogênio da Cummins Inc. e lidera os esforços globais da empresa na comercialização de motores a combustão interna movidos a hidrogênio. Os motores a combustão interna de hidrogênio são uma tecnologia importante no caminho acelerado da empresa para a descarbonização.
Jim ingressou na Cummins em 2002 e ocupou várias funções de liderança em toda a empresa. Mais recentemente, Jim foi diretor de estratégia e gestão de produtos para a empresa de motores rodoviários da América do Norte. Jim é apaixonado por inovação e tem dedicado sua carreira Cummins ao avanço da tecnologia que melhora o meio ambiente. Ele empurrou os limites da inovação focada no cliente para posicionar a Cummins como o fornecedor líder em trem de força, gerenciando um portfólio que varia de diesel avançado e gás natural a trens de força híbridos.
Jim formou-se na Purdue University com Bacharelado em engenharia elétrica e computação. Em 2007, ele completou seu mestrado em administração de empresas pela Indiana University.
