Hidrógeno para tractores = ¿Qué puede hacer el combustible alternativo?

New Holland ha estado en la carretera durante mucho tiempo en el campo de los conceptos de conducción limpia: el tractor de gas metano T6.180 Methane Power ya está listo para la producción en serie.
Cuando se trata de la tecnología de accionamiento del futuro, el hidrógeno siempre se menciona como el combustible del futuro, además de la electromovilidad. ¿Qué conceptos ofrece aquí la industria de maquinaria agrícola? ¿Cuáles son las ventajas y desventajas del hidrógeno?
¿Humear y los motores ruidosos pronto serán cosa del pasado? ¿Hay un futuro libre de emisiones incluso para los motores de tractores que producen solo un poco de agua y también son silenciosos? Si solo sale agua y ninguna emisión nociva del tractor, telescópico o cargador de patio en el escape, esta es pura visión del futuro. Para ser justos, también hay que decir que los motores diesel modernos con varios sistemas de purificación de gases de escape ya han reducido drásticamente las emisiones nocivas. Pero especialmente para máquinas de alta potencia, el funcionamiento de la batería no es sensatamente factible en la práctica.
Por lo tanto, casi todos los fabricantes de motores no solo buscan alternativas después de la "eliminación gradual de los motores de combustión" de la UE. Recientemente se han presentado una serie de proyectos, prototipos y conceptos que ya están listos para la producción en serie. Todos los desarrolladores de motores están apuntando al motor de combustión de hidrógeno y no a la celda de combustible.
Motor: Así funciona un motor de combustión de hidrógeno
Un motor de combustión interna de hidrógeno (motor de hidrógeno para abreviar) es un motor de combustión interna que funciona con hidrógeno como combustible. Convierte la energía química en trabajo mecánico y calor. Se basa en la reacción de oxihidrógeno (combustión de hidrógeno) en un motor de combustión de pistón alternativo o rotativo. La mayoría de las veces, se utilizan motores alternativos que funcionan de acuerdo con el principio de gasolina, pero también hay motores de combustión de hidrógeno que funcionan de acuerdo con el principio diesel. La eficiencia del motor de hidrógeno está entre la del motor de gasolina convencional a gasolina y la del motor diesel.
Diferencia entre motor de hidrógeno y pila de combustible
El motor de combustión de hidrógeno no debe confundirse con la pila de combustible de hidrógeno-oxígeno y el sistema de propulsión del motor eléctrico. En una pila de combustible, un combustible suministrado continuamente (por ejemplo, hidrógeno) reacciona con un agente oxidante (como el oxígeno del aire). Esto produce agua, electricidad y calor. Esta reacción electroquímica también se conoce como "combustión en frío" y es particularmente eficiente.
La desventaja de las pilas de combustible de hidrógeno son los costos de material bastante altos para la producción de los catalizadores. Además, la eficiencia de este tipo de sistemas es menor que la del almacenamiento de energía en baterías.
Motores de combustión de hidrógeno = prototipos y modelos listos para la producción

Prototipo de hidrógeno de Fendt: El fabricante de maquinaria agrícola participa en el proyecto modelo "H2Agrar" para investigar una infraestructura de hidrógeno para uso agrícola.
Con respecto a la tecnología de accionamiento alternativa, toda la industria de maquinaria agrícola se encuentra actualmente en un estado de agitación. Se están buscando alternativas a los motores de combustión fósil a toda velocidad. Los motores de hidrógeno podrían ser el futuro. Con menos de 100 CV y en uso cerca de la granja, los modelos con motores eléctricos ya se utilizan cada vez más. Para todos los demás trabajos, sin embargo, se requiere la densidad de potencia del combustible líquido. Aquí hay algunos ejemplos, desde conceptos hasta prototipos o motores de combustión de hidrógeno listos para la producción anunciados.
New Holland ha estado activo en el campo de los conceptos de propulsión limpia durante mucho tiempo bajo el lema "Clean Energy Leader". En primer lugar, hace más de diez años con prototipos de tractores de gas metano. Mientras tanto, el T6.180 Methane Power está listo para la producción en serie. New Holland introdujo recientemente el tractor de GNL, que se llena de biogás líquido. Recientemente, también se introdujo el tractor de hidrógeno T5.140, con una estructura correspondientemente grande de tanques de hidrógeno en el techo. Las letras H2-DualPower y H2-Gas indican que el tractor puede funcionar con diesel e hidrógeno. New Holland también anunció el tractor NH²™. Está equipado con un tanque de hidrógeno y celdas de combustible que generan la electricidad para los motores eléctricos. Los motores eléctricos proporcionan la energía de accionamiento para la máquina y el equipo.
A finales de 2021, Deutz anunció el TCG 7.8 H2, su primer motor de hidrógeno. El motor ha cumplido con el límite de CO2 de cero emisiones establecido por la UE. Deutz planea la producción en serie del motor para 2024. Debido a la infraestructura disponible, se planean por el momento aplicaciones en las áreas de sistemas estacionarios, generadores y transporte ferroviario.
JCB también está trabajando en sistemas de propulsión alternativos y está lanzando un tanque de hidrógeno móvil. A finales de 2022, JCB se convirtió en la primera empresa del mundo en desarrollar equipos de construcción impulsados por hidrógeno. Ahora van un paso más allá y lanzan un vehículo con un tanque de hidrógeno que se puede usar para repostar vehículos impulsados por hidrógeno en el sitio. JCB ya ha presentado dos modelos impulsados por hidrógeno, una excavadora y un manipulador telescópico.
Recientemente, el prototipo de hidrógeno de Fendt se mostró al público por primera vez en la cumbre de hidrógeno del gobierno bávaro. Junto con otros socios, Fendt participa en el proyecto modelo H2Agrar en Baja Sajonia para investigar una infraestructura de hidrógeno para uso agrícola. En el proyecto modelo, los prototipos de un tractor impulsado por hidrógeno se utilizan regularmente en las granjas por primera vez. Con este fin, Fendt entregó sus dos prototipos de primera generación a las granjas en abril de 2023.
El fabricante de manipuladores telescópicos Manitou también está trabajando en el tema de la propulsión alternativa y presenta un manipulador telescópico con propulsión de hidrógeno. Liebherr también está dando grandes pasos hacia el futuro. El hidrógeno es propulsado directamente en el motor como su propio combustible. Ya se han presentado los primeros prototipos de 4 y 6 cilindros compatibles con hidrógeno. La producción en serie está programada para comenzar en 2025 a más tardar. Al mismo tiempo, también se están llevando a cabo investigaciones sobre combustibles alternativos.
El fabricante de motores Rolls-Royce también ve el futuro motor de combustión como un motor de gas con hidrógeno como combustible. Actualmente, Rolls-Royce está desarrollando dichos motores para la generación de energía estacionaria. Los primeros motores de hidrógeno basados en el motor de gas de MTU están programados para ser entregados en 2024. Al mismo tiempo, se desarrollarán kits de conversión para motores de gas MTU ya en uso.
¿Qué tan respetuosos con el clima son los combustibles electrónicos?
Además, los fabricantes de motores están tratando de optimizar el motor diesel de manera aún más eficiente con aún menos emisiones nocivas y posiblemente para los combustibles electrónicos. El reciente acuerdo a nivel de la UE para permitir motores de combustión impulsados por combustibles electrónicos después de 2035 hace que la inversión en combustibles electrónicos esté más preparada para el futuro. Pero, ¿pueden los combustibles sintéticos reemplazar a los combustibles fósiles y realmente contribuyen a la protección del clima debido a la producción intensiva en energía?
El combustible líquido probablemente seguirá siendo la medida de todas las cosas durante algún tiempo, ya sea diesel fósil, combustible electrónico o hidrógeno. El desafío con la propulsión por hidrógeno será que el combustible necesario para un día de trabajo no se puede almacenar actualmente en los vehículos en cantidades suficientes.
Los combustibles electrónicos también se conocen como "energía a líquido" o "energía a gas" porque se producen convirtiendo la electricidad en hidrógeno o hidrocarburos. Una ventaja de los e-combustibles es que podrían usarse con relativa facilidad en motores de combustión convencionales, lo que los convierte en una alternativa al diesel y la gasolina.
Los e-combustibles pueden reducir las emisiones de CO₂ en el tráfico rodado y, por lo tanto, contribuir a la protección del clima. En la actualidad, los e-combustibles siguen siendo relativamente caros y, si se producen en Alemania, no son 100% neutros para el clima debido al alto consumo de energía durante la producción en la combinación energética alemana. Otra desventaja de los e-combustibles es su menor eficiencia. Esto se debe a las pérdidas de energía durante la conversión de electricidad en combustible sintético. Por lo tanto, la demanda de energía renovable para la producción es mayor que si la electricidad se utilizara directamente para cargar un coche eléctrico.
Ventajas y desventajas de la electricidad y el hidrógeno
Estas son las ventajas y desventajas del hidrógeno y los vehículos eléctricos en pocas palabras =
La producción de hidrógeno consume mucha energía y su uso en vehículos (todavía) no es muy eficiente.
El hidrógeno se puede utilizar para cubrir distancias más largas y son posibles baterías más pequeñas y ligeras. Esto es bueno para el transporte de larga distancia o tractores, pero también para barcos o aviones.
La forma en que se producen la electricidad y el hidrógeno respetuosos con el clima dependen de cómo se producen, y la producción de electricidad es actualmente aún más respetuosa con el clima, ya que a menudo se fabrica a partir de energías renovables.
En el tráfico diario en la ciudad, los coches eléctricos son mucho más eficientes.
Mientras que los vehículos eléctricos están conquistando cada vez más las carreteras, la capacidad de la batería es a menudo insuficiente para su uso en la agricultura. Solo para tractores con menos de 50 kW ya existen modelos electrificados. La ventaja del combustible diesel es que tiene una densidad de energía muy alta. Los combustibles renovables hechos de aceites vegetales hidrogenados son compatibles con muchos motores diesel. Aunque no son neutros en CO₂, se acercan a una operación neutra. Los combustibles alternativos del futuro, como el hidrógeno, el etanol, el metanol, el biogás y las aplicaciones híbridas eléctricas, imponen nuevas demandas a un motor.
A corto plazo, los biocombustibles sostenibles como el aceite vegetal o el biodiesel son la única forma de reducir significativamente las emisiones de CO₂ de la maquinaria agrícola móvil en esta década y más allá. La resiliencia de la agricultura a las crisis juega un papel importante en esto: puede aumentar la independencia de los combustibles fósiles y mejorar la creación de valor en las zonas rurales.
15-5-23--Helmut Süß.
Bayerisches Landwirtschaftliches Wochenblatt
heute.