A descarbonização das ferrovias britânicas exige ação urgente - veja como isso pode ser feito

A descarbonização das ferrovias britânicas exige ação urgente - veja como isso pode ser feito Jevanto Productions / Shutterstock

A corrida começou alcançar emissões líquidas de carbono zero nas próximas décadas - e o caminho para um Reino Unido com zero carbono percorre suas ferrovias. Atualmente, o transporte é responsável por 26% de todas as emissões de carbono no Reino Unido, e apenas 1% disso vem de trens.

Os trens são uma das formas de transporte de massa mais ecológicas disponíveis, liberando 0.046kg de dióxido de carbono (CO₂) por quilômetro que cada passageiro viaja. Um carro a diesel é mais que o dobro do que 0.117kg.

É provavelmente por isso que o transporte rodoviário e a aviação são os mais popular fontes de redução de emissões. Você pode ter ouvido falar sobre planos para eliminar completamente os veículos a gasolina e diesel da 2040, por exemplo. Mas as grandes decisões sobre como alimentar os trens britânicos são realmente as mais urgentes.

Normalmente, os carros estão em serviço apenas nos anos 10, enquanto os trens continuam nos anos 40 ou mesmo 50. Os trens construídos hoje estarão apenas na meia-vida da 2050, quando o Metas do Reino Unido as emissões de gases de efeito estufa da demanda devem ser reduzidas a zero.

A descarbonização das ferrovias britânicas exige ação urgente - veja como isso pode ser feito Os carros e a rede rodoviária recebem muita atenção na descarbonização. Ross Sneddon / Unsplash, CC BY

Isso significa que os trens de carbono zero precisam ser pedidos e entregues a partir de 2025 em diante para permanecer no caminho certo com esse cronograma de descarbonização. Atualmente, os únicos trens que atendem a esse critério são elétricos, mas apenas 42% da faixa no Reino Unido é eletrificada e 29% da frota atual da Grã-Bretanha é funcione unicamente com combustível diesel. Esses trens precisarão ser reprojetado ou descartado antes de chegarem ao fim de sua vida útil para cumprir as metas do governo.

Então, o que precisa ser feito para transformar a frota ferroviária poluente e envelhecida da Grã-Bretanha no transporte de massa sem carbono do futuro?

Entrando no caminho certo para o 2040

O Reino Unido já eletrificado cerca de dois quintos da rede ferroviária, o que significa que alguns desses trens funcionam exclusivamente com corrente elétrica e não liberam emissões de carbono locais. Mas eles são tão verdes quanto a rede elétrica que os abastece - e, embora o Reino Unido tenha feito progressos encorajadores com relação aos combustíveis fósseis, eles ainda são responsáveis ​​por aproximadamente metade de toda a energia gerada.

Os trens a diesel são mais versáteis, pois podem trabalhar na quase 60% de linhas que não são eletrificadas e na porção que é. A energia diesel também pode transportar cargas excepcionalmente pesadas e, portanto, é frequentemente usada no setor de frete. Mas o Reino Unido não consegue encomendar novas locomotivas a diesel desde 2008, porque nenhum dos materiais circulantes atuais cumprir com os padrões de emissão estabelecidos. Isso efetivamente forçou o setor de frete a usar locomotivas bastante antigas - algumas delas desde os 1950s - que são mais poluentes.

A indústria ferroviária precisará eliminar a energia do diesel antes do 2040, pois o combustível se torna cada vez mais caro e inaceitável para o público, especialmente nas estações que capturam as emissões dos trens, ameaçando a saúde de passageiros e funcionários. Dada a energia elétrica difundida nos trilhos, os motores híbridos diesel-elétricos poderiam funcionar?

Híbridos elétrico-diesel

Esses motores híbridos usam eletricidade onde estão disponíveis terceiros trilhos eletrificados ou linhas aéreas e diesel em outros lugares. Novos híbridos foram pedido para rotas dentro e fora de Paddington, uma das estações de trem mais movimentadas de Londres. Alguns trens de passageiros mais antigos foram convertido em híbrido, mas com pouca aceitação da indústria ferroviária.

Isso poderia reduzir o uso de diesel a curto prazo, mas não é uma solução a longo prazo para remover o diesel pelo 2040.

A descarbonização das ferrovias britânicas exige ação urgente - veja como isso pode ser feito Os trens da British Rail Class 73 são principalmente locomotivas elétricas com pequenos motores a diesel. Phil Scott / Wikipedia, CC BY-SA

baterias

O uso de baterias como fonte de energia de um trem foi testado na Alemanha em baixa velocidade e com cargas leves, usando baterias de chumbo-ácido tradicionais. É uma tecnologia testada e comprovada, por isso é barata e confiável, mas as baterias têm vida útil limitada e são fabricadas com líquidos corrosivos e materiais preciosos.

As baterias de íon de lítio foram testadas no Reino Unido fornecendo uma fonte de energia adicional para o motor elétrico em um trem. Infelizmente, estes só podiam viajar até 50km, uma vez separados dos fios aéreos. Os trens a bateria só podem trabalhar em rotas específicas e não são facilmente substituídos quando falham, causando interrupções e atrasos.

Combustível a hidrogênio

Células a combustível de hidrogênio pode gerar eletricidade sustentável através de uma reação química entre hidrogênio e oxigênio. Isso pode abastecer residências, escritórios, fábricas, carros e transportes públicos - tornando-os livres de carbono e independentes da rede elétrica principal. Em vez de um tanque de diesel e um motor, o trem possui um tanque de hidrogênio e uma célula de combustível que combina o hidrogênio com o oxigênio do ar, sem combustão. Com a única emissão sendo água, as células de combustível fornecem energia e têm zero emissões.

Parece bom, mas, como fonte de energia, o hidrogênio tem baixa densidade de energia, o que significa que os trens precisam de um espaço muito grande para armazenar o combustível. Comparar, um litro de diesel contém megajoules de energia 36, mas um litro de hidrogênio possui apenas megajoules de 1.81. Isso não é um problema para um bom carro leve, mas um problema importante quando uma locomotiva maciça precisa puxar vagões 40 - e cada vagão pesa talvez até toneladas de 80.

Também não ajuda que não existam instalações no Reino Unido para fabricar ou implantar grandes quantidades de hidrogênio. Ainda assim, é razoável esperar que isso possa ser resolvido nos próximos dez anos enquanto o governo e as empresas correm para produzir os combustíveis do futuro.

O futuro

Portanto, existem várias opções, e nenhuma delas é a solução perfeita por si só. Cada um pode ser usado onde for mais apropriado e gradualmente afastar os trilhos britânicos dos combustíveis fósseis. É improvável que o setor de frete encontre soluções viáveis ​​por conta própria; portanto, o governo deve exigir que as empresas transformem suas operações. Investimento em tecnologia de zero emissões e inovação poderia incentivar isso.

Para fazer as coisas funcionarem, há muito a mudar na maneira como as coisas funcionam atualmente. Os operadores de trem devem perder o direito de usar motores diesel poluentes e estes devem ser substituídos em intervalos de dez anos. As cidades poderiam ter o direito de treinar os operadores para poluírem de maneira semelhante à zonas de baixas emissões que existem em várias cidades do mundo. Uma política que está muito atrasada seria acabar com o diesel isento de impostos que os operadores de trem desfrutam atualmente.

A revisão dos aspectos mais poluentes do sistema ferroviário do Reino Unido não acontecerá da noite para o dia, mas para seguir o caminho da 2040 e além, as grandes decisões sobre as ferrovias britânicas precisam ser tomadas agora.

Sobre o autor

Marcus Mayers, Pesquisador Visitante, Manchester Metropolitan University e David Bamford, Professor de Gestão de Operações, Manchester Metropolitan University

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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