Quando o governo do Reino Unido cancelou seus planos de eletrificar as linhas de trem no País de Gales, Midlands e o norte da Inglaterra, e reduzir a eletrificação da rede ferroviária da Great Western, trouxe um fim prematuro a um programa de investimento ferroviário que já foi apontado como o maior que o país já viu desde a era vitoriana. Mas agora os relatórios sugerem que o governo e os fabricantes de trens esperam que possa haver uma maneira alternativa de tornar as ferrovias britânicas elétricas:o hidrogênio.

Os trens a hidrogênio já substituíram os motores a diesel mais poluentes em uma linha na Alemanha, e algumas companhias ferroviárias acham que os veículos poderiam estar operando na Grã-Bretanha já em 2022. Apresentá-los ainda exigiria um investimento substancial e não seria sem desafios. Mas podem ser um passo importante para reduzir a pegada de carbono das ferrovias.

Apenas cerca de um terço da rede ferroviária do Reino Unido foi eletrificada, com uma pequena faixa extra convertida nos últimos anos. Sem continuar a eletrificar a rede, o governo enfrenta o dilema de como eliminar os trens a diesel que produzem dióxido de carbono e outros poluentes nocivos.

A estratégia atual é comprar trens bimodais que podem passar a usar diesel quando chegam a partes da via sem eletricidade. Mas isso está enganando a questão de como lidar com as mudanças climáticas e a poluição do ar e ainda deixa o Reino Unido bem atrás da maioria das outras redes europeias.

Se eletrificar o resto da rede for considerado muito caro, uma alternativa potencial é gerar eletricidade a bordo do trem. Uma maneira de fazer isso é usar células de combustível que combinam o gás hidrogênio com o oxigênio do ar para produzir eletricidade e água. O hidrogênio pode transportar mais energia do que o mesmo peso das baterias, o que significa que os sistemas de células de combustível poderiam ser mais leves. Eles também levam menos tempo para reabastecer do que as baterias para recarregar e não têm os mesmos altos custos ambientais de fabricação.

O gás hidrogênio precisaria ser comprimido em tanques que normalmente seriam armazenados no teto do trem. Mas adicionar um sistema de freio regenerativo para carregar uma pequena bateria adicional reduziria a quantidade de hidrogênio necessária para alimentar o trem.

O alto custo de instalação de cabos aéreos significa que os trens de hidrogênio provavelmente seriam uma forma mais econômica de eletrificar linhas ferroviárias com volumes de tráfego relativamente baixos. E faz sentido experimentar trens de hidrogênio para descobrir quaisquer problemas inesperados. Mas o uso generalizado exigiria um investimento substancial na geração e armazenamento de hidrogênio. Porque muito poucas ferrovias baseadas em hidrogênio já foram construídas, não está claro se eles realmente economizariam algum dinheiro para os governos com a eletrificação de linhas maiores que proporcionariam economia de escala.

Uma solução melhor pode ser desenvolver trens bimodais que podem alternar entre a eletricidade de fios aéreos e células de combustível. Isso seria especialmente adequado para a rede ferroviária do Reino Unido, que tem muitas pontes e túneis que são muito baixos para passar cabos aéreos por baixo e muito caros para substituir. Se os trens elétricos pudessem mudar para a energia do hidrogênio em seções de trilhos com pontes ou túneis, em vez de exigir cabos, poderia reduzir consideravelmente o custo da eletrificação.

O outro problema com células de combustível de hidrogênio é que o combustível é atualmente fabricado a partir de metano (gás natural) usando um processo chamado reforma de metano a vapor, que também produz uma grande produção de monóxido de carbono altamente tóxico. Isso pode ser convertido em dióxido de carbono, mas isso significa que o uso de células de combustível de hidrogênio ainda contribui para as emissões de gases de efeito estufa.

Hidrogênio mais limpo

Uma forma livre de poluição de produzir hidrogênio é por meio da eletrólise, passando uma corrente elétrica pela água. Em teoria, você poderia usar o excesso de energia eólica (e talvez solar) para gerar essa eletricidade e fazer do hidrogênio uma fonte de energia renovável. O problema é que as usinas de eletrólise provavelmente não serão econômicas, a menos que funcionem durante uma grande parte do dia. Isso significaria que, quando não havia vento em excesso para alimentá-los, eles precisariam de eletricidade regular da rede, o que tornaria o processo muito caro (e não necessariamente renovável).

Uma segunda alternativa é usar um método de produção "termoquímico" que envolve a reação da água com enxofre e iodo na presença de calor. A boa notícia é que esse método deve se tornar econômico nos próximos dez anos, graças ao desenvolvimento de usinas nucleares de geração IV. Essas altas temperaturas, pequenos reatores modulares estão sendo desenvolvidos na China, os EUA, Canadá e Japão, mas não no Reino Unido ou na Europa.

Apesar dos limites atuais do hidrogênio como combustível de transporte, à medida que mais e mais países (em particular o Japão) empreendem pesquisas adicionais sobre a economia do hidrogênio, seus custos cairão substancialmente, assim como eles têm para energia solar e eólica. O hidrogênio pode eventualmente substituir o gás natural nas tubulações de gás, o que ajudaria a reduzir os custos de seu uso para transporte.

A dificuldade frequentemente vista ao tentar introduzir um novo tipo de combustível de transporte é que os proprietários de veículos não o usarão sem a infraestrutura para apoiá-lo, mas os construtores de infraestrutura não o instalarão a menos que haja demanda dos proprietários dos veículos. Um experimento financiado pelo governo com trens de hidrogênio poderia ajudar a superar esse problema e trazer a economia do hidrogênio renovável um passo mais perto da realidade.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.