È una festa sul treno a celle a combustibile a idrogeno e la California è invitata

Molte fionde e frecce sono state scagliate contro l’idea di dotare i veicoli elettrici di celle a combustibile a idrogeno invece di pacchi batterie, ma la visione di un’energia in movimento a zero emissioni rifiuta di morire. Nell’ultimo sviluppo, la California sta aggiungendo una flotta di treni a celle a combustibile a idrogeno alla sua scuderia di alternative ai combustibili fossili.

La California ottiene più dollari per l’idrogeno (pulito).

Per quelli di voi che sono nuovi all’argomento, i veicoli a celle a combustibile sono veicoli elettrici, ma non utilizzano le batterie come fonte di energia principale. Invece, le celle a combustibile generano elettricità attraverso una reazione tra idrogeno e aria ambiente, assistita da un catalizzatore. Sembra abbastanza semplice, ma l’obiettivo di ridurre costi, dimensioni e peso può complicare le cose (vedi di più CleanTechnica copertura qui).

Tra gli altri vantaggi, i sostenitori sottolineano che le celle a combustibile possono essere ricaricate con idrogeno più o meno nello stesso tempo necessario per riempire una moto a gas. I detrattori notano che le stazioni di rifornimento di idrogeno sono quasi inesistenti nella maggior parte degli stati degli Stati Uniti.

La California è l’eccezione che conferma la regola delle stazioni di rifornimento, poiché porta avanti un’iniziativa durata anni per riempire lo stato di stazioni di rifornimento di idrogeno. Anche la California può dettare le regole. Lo stato ha una lunga storia di anticipazione nella riduzione delle emissioni di gas di scarico, sfruttando il suo enorme mercato dei trasporti per influenzare la politica nazionale.

Resta da vedere se tale influenza nazionale si applicherà o meno ai veicoli a celle a combustibile. Tuttavia, la scorsa settimana, i sostenitori delle celle a combustibile in California hanno ricevuto un enorme favore dall’amministrazione Biden, sotto forma di una fetta di finanziamento di 1,2 miliardi di dollari dalla nuova torta di 7 miliardi di dollari di Clean Hydrogen Hubs. Il programma impiega i fondi della legge sulle infrastrutture Bipiartisan del 2021 per ridurre il costo dell’idrogeno e diversificare la catena di approvvigionamento.

Circa il 95% dell’idrogeno prodotto negli Stati Uniti proviene attualmente dal gas naturale e la legge bipartisan sulle infrastrutture prevede una deroga per il gas naturale. Non in California, però. La quota statale dei finanziamenti BIL è destinata esclusivamente alla produzione di idrogeno da risorse rinnovabili, vale a dire acqua e biomassa.

Più treni a celle a combustibile per la California

Nella misura in cui un’ampia fornitura di idrogeno non fossile contribuisce a sostenere la mobilità a celle a combustibile, il momento è perfetto affinché i treni a celle a combustibile espandano la loro presenza in California.

Gli stakeholder del settore ferroviario hanno preso in considerazione le celle a combustibile come mezzo per elettrificare le tratte attualmente percorse da treni dipendenti dai combustibili fossili, senza dover investire in nuove linee di trasmissione, cavi aerei, sottostazioni e altre nuove infrastrutture elettriche. L’idrogeno può essere spedito alle stazioni di rifornimento tramite oleodotti o camion, idealmente utilizzando le strade e i diritti di precedenza esistenti.

La California è già sede di una dimostrazione di treni a celle a combustibile incentrata sulle locomotive commutatrici, che mira a ridurre le emissioni diesel negli scali ferroviari. Le locomotive di commutazione svolgono molto lavoro nel corso della giornata e si prevede che il passaggio della flotta dal diesel all’elettrico a idrogeno avrà un impatto significativo sulla qualità dell’aria locale.

Un’altra raffica di attività è in arrivo nel settore dei trasporti interurbani. Il 12 ottobre la società svizzera Stadler ha annunciato che la sua filiale statunitense ha firmato un accordo con la California per fornire alla California State Transportation Agency (CalSTA) e alla Caltrans quattro convogli a idrogeno.

Potrebbe sembrare una sciocchezza, ma se tutto va secondo i piani l’accordo prevede un’opzione per l’acquisto di altri 25 treni a celle a combustibile. Ciò rappresenta un nuovo voto di fiducia da parte dell’Autorità dei trasporti di San Bernardino, che ha ordinato il suo primo treno a idrogeno da Stadler nel 2019 con l’obiettivo di operare nel 2024.

Stadler, per esempio, è fiducioso che siano state gettate le basi per il successo. L’azienda rileva che i suoi treni a celle a combustibile sono stati messi alla prova sia in Svizzera che negli Stati Uniti, sotto stretta sorveglianza da CalSTA e Caltrans.

Come spiegato dal Dipartimento dei trasporti della California, il contratto da 80 milioni di dollari con Stadler si basa su una partnership tra la società e l’Autorità dei trasporti della contea di San Bernardino. DOT è inoltre orgoglioso di sottolineare che il contratto è finanziato attraverso lo storico pacchetto pluriennale di veicoli a emissioni zero da 10 miliardi di dollari del Governatore Gavin Newsom, che includeva 407 milioni di dollari per la California State Transportation Agency (CalSTA) per dimostrare e acquistare o noleggiare veicoli statali -attrezzature e infrastrutture pulite e all’avanguardia per autobus e ferrovie.”

Il merito va anche a Ballard Power Systems, che sta contribuendo con la sua esperienza nel campo delle celle a combustibile al progetto nell’ambito di un accordo firmato lo scorso anno.

Volano scintille quando il treno di celle a combustibile incontra l’elettricità

L’accordo riguarda la nuova tecnologia dei treni a celle a combustibile “FLIRT H2” di Stadler, che vuole essere una soluzione flessibile che può essere applicata alle ferrovie già elettrificate con cavi aerei, così come a quelle senza. I nuovi treni si basano sul successo dell’azienda con il suo FLIRT elettrico [Fast Light Intercity and Regional Train] convogli.

La stragrande maggioranza delle locomotive negli Stati Uniti funziona già con la trazione elettrica, ma utilizza il carburante diesel per far funzionare un generatore di bordo. Stadler ha introdotto FLIRT H2 lo scorso anno per sostituire gli elementi diesel con celle a combustibile a idrogeno e una batteria, che consente al treno di catturare l’energia di scarto derivante dalla frenata.

“Le celle a combustibile convertono l’idrogeno in elettricità. Questa elettricità viene inviata a una batteria di trazione. La batteria fornisce poi alla trazione del veicolo la potenza necessaria in ogni momento”, spiega Stadler. “Questa configurazione consente anche il recupero dell’energia frenante verso la batteria. Pertanto, la batteria immagazzina sia la potenza frenante che quella proveniente dalle celle a idrogeno”.

Invece di racchiudere tutto in una locomotiva autonoma, FLIRT H2 distribuisce l’ingegneria tra convogli composti da due a quattro carrozze, a seconda delle esigenze dell’operatore ferroviario.

“Proprio come il tradizionale FLIRT [ train, the series-produced FLIRT H₂ model can be flexibly and individually adapted to the needs of each client and route network,” Stadler adds. “The FLIRT H₂ vehicle is optionally available with pantographs and a mains transformer so that it can also be operated under an overhead contact line.”

More Fuel Cell Trains For The USA

Elsewhere in the US, the Pennsylvania-based firm Wabtec has launched a battery-electric locomotive, aiming at the overseas market for zero emission trains as well as here in the US. The company is also taking a close look at fuel cell technology. In 2021 the company announced a partnership with GM to adapt the auto maker’s Ultium EV battery technology for a fuel cell locomotive.

Wabtec is also among those exploring the pluses and minuses of replacing diesel with hydrogen combustion engines, in a research project that partners the company with Argonne National Laboratory.

Another legacy US firm, Caterpillar, has also been stirring the fuel cell train pot. In 2021 Caterpillar’s Progress Rail branch hooked up with the railway company BNSF and Chevron’s US subsidiary to launch a fuel cell train demonstration project.

BNSF’s efforts in the fuel cell train area actually go back to 2009, when the company took a 1957 Canadian Pacific GP9 8637 diesel locomotive to its shop in Kansas for a fuel cell makeover. The locomotive had already been converted to battery power in 2006. The fuel cell project partnered BNSF with Vehicle Projects Inc., Ballard Fuel Systems, and the US Department of Defense.

The new fuel cell train saw service as a switcher locomotive and demonstration model at BNSF’s Hobart Yard in California until 2014. Apparently the old GP9 8637 has earned its place in history. Last summer BNSF donated the locomotive to the Oklahoma Railway Museum.

Meanwhile, Over In Congress

Of course, no story about fuel cell trains would be complete without a mention of the US House of Representatives, where the Republican majority has empowered the lunatics run the asylum.

Republican members of Congress fired Representative Kevin McCarthy from the all-important post of Speaker on October 4, and the House cannot conduct normal business until they replace him.

That’s all well and good for any member of Congress who aims to make hash out of the most powerful democracy in the modern world (spoiler alert: all of these Republicans), but the rest of us would like to know that our tax dollars are not being frittered away by a suited-up colony of lemmings in search of a cliff.

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Image: Hydrogen fuel cell trains are coming to California, via California DOT courtesy of Stadler.