Liebherr: Existen 4 obstáculos técnicos a superar antes de que los motores de combustión de hidrógeno se generalicen.
La perspectiva de que los equipos de construcción funcionen con motores de combustión de hidrógeno de bajas emisiones está hoy visible en el horizonte.
Eso es gracias a una cantidad considerable de inversión e investigación de los fabricantes de motores y los fabricantes de equipos de construcción, que están compitiendo para crear diferentes tecnologías para impulsar máquinas a medida que el sector abandona a los combustibles fósiles.
Entre esas compañías se encuentra Liebherr, cuya directora general de su unidad de negocios de motores de combustión, Stefanie Gerhardt, habló con Becky Schultz, editora senior de Diesel Progress / New Power Progress.
El modelo conceptual de motor de hidrógeno de Liebherr expuesto en la última Feria Bauma
Gerhardt afirmó que los motores de combustión de hidrógeno se pueden usar en todas partes donde las máquinas eléctricas y las celdas de combustible de hidrógeno llegan a su límite. Y sugirió que serían particularmente útiles en aplicaciones de construcción donde se requiere economía, robustez y alto rendimiento.
El rendimiento de los prototipos de motores de combustión de hidrógeno ya está a la par con los motores diesel convencionales.
“Desde nuestro punto de vista, el motor de combustión de hidrógeno es visto como un pionero para la rápida descarbonización, ya que combina en gran medida la ventaja de una tecnología de motor de combustión existente con la opción de poder ofrecer un tren motriz libre de emisiones”, agregó.
Sin embargo, hay obstáculos técnicos a superar antes de que la construcción vea la adopción generalizada de motores de combustión interna de hidrógeno.
En su conversación con Schultz, Gerhardt enumeró cuatro de esos obstáculos antes de que la tecnología pueda generalizarse. Son los siguientes:
1) Tecnología de combustión:
Gerhardt señaló que mientras que el diesel se quema de manera estable y controlada, la combustión de hidrógeno es más sensible a la calidad de la mezcla y los puntos calientes locales, lo que puede conducir a una combustión anormal, como preignición, o golpes contraproducentes, todo lo cual debe evitarse para garantizar la confiabilidad de un motor.
“Actualmente estamos viendo un gran interés por parte de los OEM y los clientes en los motores de combustión de hidrógeno”. – Stefanie Gerhardt, Liebherr Fuel Systems
Afortunadamente, Liebherr ya ha hecho progresos considerables en este frente, dijo. “Hemos comenzado a probar motores de combustión interna de hidrógeno hace tres años. Así que comenzamos muy temprano con esta investigación. Acumulamos mucha experiencia en cómo optimizar el almacenamiento, la inyección y el proceso de combustión probando varias tecnologías”.
Las áreas que Liebherr ha perfeccionado la optimización de la mezcla de hidrógeno a aire, el diseño del pistón, el diseño del turbocompresor y la configuración del encendido. La compañía ha estado trabajando en dos tecnologías diferentes de inyección de hidrógeno: un sistema de inyección directa similar a la forma en que funcionan los diésel convencionales y un sistema de inyección de combustible en el múltiple de admisión (que ve el hidrógeno inyectado en el múltiple de admisión de aire).
Es probable que cualquier desafío en el frente de la combustión sea relativamente efímero. Gerhardt dijo que Liebherr iniciaría la “producción en serie” de motores de hidrógeno para 2025, antes de lo cual desarrollará y validará aún más las adaptaciones para hacer que los motores funcionen de manera eficiente incluyendo todos sus bsistemas, como, turbocompresores, sistemas de encendido y sistemas de regulación de gases de escape.
2) Lubricación:
Otro desafío técnico involucrado en el desarrollo de motores de combustión de hidrógeno es garantizar que estén trabajando lubricados correctamente.
Mientras que la combustión de hidrógeno produce agua como subproducto, el motor necesita lubricación con aceite. Y la investigación todavía está en curso para descubrir el mejor tipo de aceite requerido para ese proceso. “Estamos trabajando en estrecha colaboración con petroleras formuladoras y desarrolladoras de aceite para asegurarnos de que se encuentre la combinación perfecta entre el lubricante y el motor”, dice Gerhardt.
3) Disponibilidad comercial de combustible de hidrógeno:
El principal de los desafíos cuando se trata de utilizar motores de combustión de hidrógeno en los equipos de construcción del futuro es la disponibilidad del combustible en sí. “La red de suministro de hidrógeno aún no está lo suficientemente desarrollada como para que cada cliente que desee operar un vehículo fuera de la carretera y también en la carretera tenga un fácil acceso a ella”. “La capacidad de aumentar el suministro del hidrógeno debe crecer en los próximos 10 años si queremos alcanzar un nivel de descarbonización satisfactorio”.
Además de producir suficiente combustible, surge la cuestión de construir suficientes estaciones de servicio para satisfacer la demanda de todas las aplicaciones en las que se utilizan máquinas impulsadas por hidrógeno. Actualmente, no existe tal red, aunque otros OEM han encontrado sus propias posibles soluciones al problema, incluido JCB, que el año pasado presentó un reabastecedor de hidrógeno móvil, que propuso que funcionaría de la misma manera que los surtidores de combustible se utilizan para equipos diesel.
4) Sostenibilidad ambiental del combustible de hidrógeno:
Mientras tanto, el hidrógeno solo contará como combustible de bajas emisiones si es hidrógeno “verde”. Eso significa producirlo utilizando electricidad generada a partir de fuentes renovables. Y producirlo en cantidades suficientes para hacer que los motores de combustión de hidrógeno sean una opción convencional en industrias como la construcción significa que los países que producen hidrógeno como combustible necesitarán aumentar su generación de energía renovable. “Se debe realizar una mayor inversión en la producción de energía renovable en todos los países donde sea posible”, esto es fundamental para poder aplicar este nuevo combustible.
Según el Diccionario Panhispánico del Español Jurídico, la sostenibilidad ambiental es el “principio de gobierno de la utilización de los recursos naturales que permita satisfacer las necesidades de las generaciones presentes sin comprometer las posibilidades de las generaciones futuras para atender sus propias necesidades”.
Hoy en día, entendemos el concepto de sostenibilidad ambiental como el equilibrio que se genera en una relación armónica entre el ser humano y la naturaleza. Tal y como afirma la fundación Wiese, “implica promover el desarrollo económico y alcanzarlo, pero sin amenazar, ni degradar el ambiente, es decir, el impacto en el ambiente debe ser mínimo”.
