Índia apresenta locomotiva de mercadorias a hidrogénio de 3.100 cv

A Índia revelou uma locomotiva de mercadorias a hidrogénio que bate recordes, demonstrando que a disputa pela liderança ferroviária de baixo carbono não será travada apenas pela China.

Índia entra na corrida pelo comboio «do futuro»

A China tem ocupado as manchetes com projectos futuristas de alta velocidade e experiências de levitação magnética, mas a Índia escolheu discretamente outro campo de competição: o transporte pesado de mercadorias. O país encomendou aquela que é, neste momento, a locomotiva a hidrogénio mais potente do mundo, com 3.100 cv.

O projecto é liderado pela Concord Control Systems Limited, que celebrou com o grupo estatal de energia NTPC Limited um contrato avaliado em cerca de 4,6 milhões de euros. Em vez de desenvolverem um protótipo inteiramente novo, os parceiros vão transformar uma locomotiva diesel de mercadorias já existente numa máquina movida a hidrogénio.

«Ao duplicar o anterior recorde de cerca de 1.600 cv, a Índia leva o hidrogénio ferroviário de pequenos projectos-piloto regionais para o território sério do transporte pesado de mercadorias.»

Até agora, os comboios a hidrogénio eram sobretudo unidades regionais de menor dimensão na Alemanha ou composições de demonstração em algumas regiões europeias. Eram silenciosos e limpos, mas estavam longe das máquinas robustas que transportam minérios, contentores e carga a granel através de continentes. O projecto indiano de 3.100 cv transmite uma mensagem inequívoca: o hidrogénio já não está limitado a experiências de serviço ligeiro.

Como uma locomotiva diesel convertida se torna um «monstro» de mercadorias a hidrogénio

Uma aliança entre a energia e a engenharia ferroviária

Esta locomotiva está no cruzamento de dois sectores que raramente partilharam protagonismo: a produção de energia e a engenharia de material circulante. Na vertente ferroviária, a Advance Rail Controls Pvt. Ltd. e a Railway Engineering Works asseguram a complexa integração de pilhas de combustível, depósitos e sistemas de baterias num chassis diesel existente.

Do lado energético, a NTPC desempenha uma função central. Mais conhecida pelas suas enormes centrais a carvão e gás, esta empresa de serviços públicos tornou-se também numa das referências da estratégia indiana de «hidrogénio verde». O objectivo consiste em usar electricidade renovável de parques solares e eólicos para separar a água em hidrogénio e, posteriormente, utilizar esse hidrogénio nos sectores mais difíceis de electrificar.

O transporte pesado de mercadorias corresponde quase perfeitamente a essa descrição. Muitas linhas indianas, tal como inúmeras vias em África, no Médio Oriente ou na Austrália, estendem-se por milhares de quilómetros sem catenária aérea. Instalar fios de electrificação ao longo de distâncias desta dimensão pode custar milhares de milhões e demorar décadas.

«O hidrogénio permite descarbonizar rotas longas exclusivamente a diesel sem ser necessário instalar fios em cada quilómetro de via.»

Hidrogénio e baterias, não hidrogénio contra baterias

A locomotiva recordista da Índia não funciona apenas com hidrogénio. Recorre a uma arquitectura híbrida que combina pilhas de combustível com baterias de grande capacidade a bordo.

• As pilhas de combustível de hidrogénio fornecem potência contínua durante percursos prolongados.
• As baterias respondem a picos breves de aceleração e a rampas acentuadas.
• A travagem regenerativa recupera energia e recarrega o conjunto de baterias.

Esta divisão diminui o esforço exigido às pilhas de combustível e reduz a dimensão necessária das mesmas. As pilhas asseguram uma «carga de base» estável, enquanto as baterias absorvem picos e variações. O resultado é um sistema mais eficiente e reactivo para operações pesadas de mercadorias, nas quais os comboios podem pesar milhares de toneladas e enfrentar alterações frequentes de velocidade.

Um sinal global para operadores de mercadorias dependentes do diesel

De tecnologia experimental a produto exportável

O patamar dos 3.100 cv não foi escolhido por acaso. Abrange uma grande parte das necessidades habituais de transporte de mercadorias em linhas de bitola normal. Se o protótipo tiver um bom desempenho, a Índia não se limitará a colocá-lo na sua própria rede. O país poderá avançar rapidamente com pacotes de conversão chave na mão ou locomotivas completas para outras regiões dependentes do diesel.

Entre os mercados possíveis contam-se:

• corredores de recursos em África, que levam minérios de minas no interior até aos portos;
• longas linhas de mercadorias no Médio Oriente, onde a energia solar e eólica é abundante;
• rotas australianas de transporte pesado que servem terminais de carvão, minério de ferro e cereais.

Em muitos destes locais, electrificar com catenária exigiria um investimento inicial enorme e prazos de construção prolongados. Uma locomotiva a hidrogénio e baterias que reaproveite estruturas diesel existentes parece uma solução muito mais viável, sobretudo se o hidrogénio puder ser produzido localmente a partir de renováveis, em vez de depender de combustíveis fósseis importados.

Uma nova frente na rivalidade entre a China e a Índia

A iniciativa tem igualmente relevância geopolítica. A China investiu fortemente em caminhos-de-ferro eléctricos de alta velocidade, tecnologia maglev e projectos de nova geração, como sistemas ultrarrápidos em tubos de vácuo. Em contraste, a Índia procura agora afirmar-se num segmento diferente: o transporte pesado de mercadorias de baixo carbono baseado em hidrogénio.

Para os países que procuram soluções para o «comboio do futuro», isto cria uma alternativa. Os fornecedores chineses apresentam comboios eléctricos avançados, concebidos para redes densas e totalmente electrificadas. Os intervenientes indianos podem propor locomotivas a hidrogénio robustas, com menores necessidades de infra-estrutura, destinadas a modernizar corredores diesel já existentes.

«Em vez de igualar a China comboio por comboio nas linhas de alta velocidade, a Índia aponta à espinha dorsal mais poluente e menos glamorosa do comércio global: o transporte de mercadorias.»

O hidrogénio como montra da estratégia indiana de descarbonização

Os Indian Railways como banco de ensaio climático

Os Indian Railways gerem uma das maiores redes ferroviárias do planeta. Mais de 69.000 quilómetros de via transportam cerca de 23 milhões de passageiros por dia. O volume de mercadorias atinge aproximadamente 1,6 mil milhões de toneladas-quilómetro por ano, assegurado por 14.000 locomotivas e mais de 7.300 estações. O número de trabalhadores ronda os 1,2 milhões.

A electrificação avançou a uma velocidade notável: cerca de 99% da rede de bitola larga já está equipada com catenária. As equipas constroem aproximadamente 15 quilómetros de nova via por dia, enquanto os enormes Corredores Dedicados de Mercadorias, com quase 2.843 quilómetros, estão perto de ficar concluídos. A meta é quase duplicar o volume de mercadorias para 3 mil milhões de toneladas por ano até 2030.

Neste contexto, uma locomotiva a hidrogénio de 3.100 cv não é um equipamento isolado. Integra uma estratégia mais ampla para alcançar a neutralidade carbónica nas operações ferroviárias até 2030, várias décadas antes da meta climática nacional mais abrangente da Índia. Os segmentos sem cabos, os pátios, as zonas de manobras e os ramais remotos de mercadorias são os pontos fracos que a electrificação convencional não consegue resolver sozinha.

A locomotiva funcionará como demonstrador em condições reais, procurando convencer decisores políticos e investidores de que o hidrogénio pode resolver estes últimos e persistentes focos de utilização de diesel.

O que a tracção a hidrogénio significa na prática

Da pilha de combustível ao comboio de mercadorias: explicação breve

As locomotivas a hidrogénio utilizam geralmente pilhas de combustível, em vez de queimarem hidrogénio como um combustível convencional. Numa pilha de combustível, o hidrogénio reage com o oxigénio presente no ar para gerar electricidade, calor e vapor de água. Essa electricidade acciona motores de tracção, à semelhança do que acontece numa locomotiva eléctrica a bateria.

Três factores determinam se este conceito funciona na prática:

• Densidade energética – O hidrogénio armazena mais energia por quilograma do que o diesel, mas exige depósitos volumosos de alta pressão.
• Infra-estrutura – Depósitos de abastecimento ferroviário, condutas ou reboques de hidrogénio têm de servir os depósitos e os pátios.
• Produção verde – Apenas o hidrogénio produzido com electricidade renovável reduz substancialmente as emissões ao longo do ciclo de vida.

Num comboio de mercadorias, estes compromissos tornam-se evidentes. Depósitos, baterias e pilhas de combustível acrescentam peso e ocupam espaço na estrutura da locomotiva. É provável que os engenheiros indianos estejam a usar um chassis robusto para transporte pesado, semelhante à plataforma WDG-4G de 4.500 cv, pois a sua configuração de eixos Co-Co e a elevada massa admissível permitem transportar os sistemas adicionais sem perder capacidade de tracção.

Vantagens e riscos para os operadores

Para as empresas ferroviárias, a tracção a hidrogénio situa-se entre o diesel e a electrificação integral, tanto em custos como em complexidade.

Entre as principais vantagens potenciais estão:

• ausência de emissões de escape ou de poluição por partículas junto à via;
• menor ruído do que os motores diesel clássicos, sobretudo em pátios e cidades;
• flexibilidade para circular em linhas não electrificadas e, ainda assim, reduzir o CO₂;
• implementação progressiva sem projectos nacionais de catenária.

Persistem riscos e questões em aberto:

• incerteza quanto ao custo de longo prazo do hidrogénio verde face ao diesel ou à electricidade da rede;
• regras de segurança para o armazenamento de hidrogénio sob alta pressão em depósitos densamente ocupados;
• emissões ao longo do ciclo de vida caso o hidrogénio resulte de produção fóssil «cinzenta»;
• concorrência dos comboios com baterias de grande formato à medida que os preços das baterias descem.

A opção da Índia por combinar hidrogénio e baterias atenua alguns destes riscos. Se a tecnologia das baterias continuar a evoluir, o mesmo conceito de locomotiva poderá passar a utilizar mais baterias e pilhas de combustível menores. Se o preço do hidrogénio cair graças a uma expansão maciça das energias solar e eólica, os operadores poderão apoiar-se mais nas pilhas de combustível em percursos longos sem paragens para carregamento.

O que isto representa para as futuras escolhas ferroviárias

Para os governos que planeiam novas estratégias de transporte de mercadorias, a experiência indiana já apresenta um caso de utilização concreto. Em vez de terem de escolher entre a electrificação total e a manutenção do diesel, passam a dispor de uma terceira hipótese: converter locomotivas pesadas existentes em soluções híbridas de hidrogénio e baterias, criando uma pequena rede de polos de hidrogénio renovável nos principais corredores.

As simulações realizadas por planeadores ferroviários mostram frequentemente que um número reduzido de depósitos de abastecimento de grande capacidade pode servir milhares de quilómetros de rede, sobretudo quando os fluxos de mercadorias se concentram em alguns grandes portos e minas. Se a locomotiva indiana de 3.100 cv provar ser fiável nestas condições, conceitos semelhantes poderão surgir rapidamente em concursos de regiões ricas em recursos e pobres em infra-estruturas.

Por enquanto, a China poderá continuar a dominar as manchetes com viagens de alta velocidade que batem recordes. Contudo, a nova locomotiva pesada a hidrogénio da Índia sugere uma mudança mais discreta: a próxima grande competição poderá ter menos a ver com quem opera o comboio de passageiros mais rápido e mais com quem limpa primeiro as linhas de mercadorias mais poluentes.