Pesquisadores sugerem que trens movidos a bateria podem muito em breve ser economicamente viáveis

Fig. 1: Preços de energia incluindo infraestrutura de carregamento rápido em várias taxas de uso de estação para uma estação de carregamento de 72 MW. a, Representação do mercado ERCOT, que pressupõe que os clientes ferroviários tenham acesso a preços de atacado. b, Representação de um mercado CAISO ilustrativo que assume a estrutura de taxas de CPP da ERCOT e sem sobretaxas de adequação de recursos. As suposições da linha de base incluem 80% de profundidade de recarga, oito vagões por estação, tempo de carga de 1 hora, retorno de receita de despesas de capital de 7 %53 e perdas de eficiência de 10% na conversão de energia. A vida útil das estações é estimada em 20 anos. Os preços de geração são preços médios por hora observados para cada mercado para todas as horas de 2017?2019. Crédito: DOI: 10.1038 / s41560-021-00915-5

Uma pequena equipe de pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley e da Universidade da Califórnia descobriu que trens movidos a bateria poderiam se tornar econômicos já em 2023.

Em seu artigo publicado na revista Nature Energy, o grupo argumenta que tecnologia de bateria melhorada e barata, a energia renovável poderá em breve permitir que a energia da bateria concorra com o óleo diesel para alimentar os trens. Federico Zenith com a NTNU, Trondheim, publicou um artigo News & Views na mesma edição do jornal descrevendo as razões para converter trens em energia de bateria e dá uma visão geral do trabalho realizado pela equipe neste novo esforço.

Os trens, como observa Zenith, transportam aproximadamente 40 por cento da carga intermunicipal nos EUA, e enviar coisas de trem é mais barato do que usar caminhões. A maioria dos trens de carga nos EUA funciona com óleo diesel, afirma ele, expelindo aproximadamente 0,6 por cento do total de emissões de carbono dos EUA. Nesse novo esforço, os pesquisadores sugerem que mudar para a energia da bateria pode evitar essas emissões.

Os trens elétricos nos EUA obtêm sua energia de linhas aéreas – um sistema caro e ineficiente. A equipe sugere que as baterias podem ser uma opção melhor; mais especificamente, eles afirmam que uma única locomotiva equipada com um sistema de bateria de 14 megawatts seria suficiente para substituir um trem movido por um motor diesel. Eles afirmam ainda que tal locomotiva poderia transportar um trem de aproximadamente 240 quilômetros com uma única carga. Isso consumiria metade da energia de um trem movido a diesel. E se a bateria for carregada usando um recurso renovável, isso reduziria a pegada de carbono de um trem elétrico a zero.

Os pesquisadores observam que a maioria das locomotivas a diesel atuais realmente funcionam com eletricidade – o diesel é usado para alimentar geradores a bordo. Portanto, tudo o que seria necessário para a maioria das locomotivas seria substituir os geradores e adicionar um vagão dedicado logo atrás da locomotiva para carregar uma bateria grande. Adicionar mais vagões dedicados com baterias aumentaria o alcance do trem. As baterias, eles observam ainda, podem ser carregadas em paradas designadas, desde que carregadores rápidos para baterias tão grandes sejam desenvolvidos. Como alternativa, os vagões carregados com bateria poderiam ser trocados por novos em paradas designadas, reduzindo drasticamente os tempos de espera. Os pesquisadores reconhecem que, pelo menos no futuro próximo, os custos operacionais seriam um pouco maiores para trens movidos a bateria, mas eles sugerem que as melhorias ambientais valem a pena.

“Esses objetos são na verdade bastante complexos, de um ponto de vista geométrico”, disse o Dr. Sugic. “Eles se assemelham a um sistema complexo de anéis interligados, com o todo formando uma estrutura semelhante a uma partícula. O que é particularmente interessante são as propriedades topológicas do skyrmion – eles podem ser distorcidos, esticados ou comprimidos, mas não se separam. Esta robustez é uma das propriedades que os cientistas estão mais interessados em explorar. “

Publicado em 29/11/2021 10h56

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