Motor de combustão a hidrogénio dá passo em frente

O setor dos comerciais continua a servir de laboratório para diferentes soluções de descarbonização e o motor de combustão interna alimentado a hidrogénio (H2ICE) esteve em destaque no IAA Transportation de Hannover, na Alemanha. Entre as novidades, um camião experimental da Volvo Trucks e um comercial ligeiro da norte-americana Phinia, já homologado para utilização em estrada e desenvolvido para cumprir a norma de emissões Euro 7.

A tecnologia H2ICE distingue-se dos veículos elétricos com pilha de combustível (FCEV) por utilizar o hidrogénio diretamente num motor de combustão interna. Em vez de o transformar em eletricidade numa pilha de combustível para alimentar um motor elétrico, o hidrogénio é queimado nos cilindros de forma semelhante ao funcionamento de um motor convencional.

A vantagem é permitir aproveitar uma parte importante da tecnologia, capacidade industrial e conhecimento acumulados ao longo de décadas no desenvolvimento de motores de combustão, mantendo características valorizadas nos veículos comerciais, como rapidez de abastecimento, elevada autonomia e capacidade de carga.

Mas isso não significa que um H2ICE seja um motor de “zero emissões”. A combustão do hidrogénio quase elimina o CO2 associado ao combustível, mas as elevadas temperaturas existentes no processo podem originar óxidos de azoto (NOx), obrigando ao controlo da combustão e ao tratamento dos gases de escape.

Volvo Trucks: proposta no mercado antes de 2030

A Volvo Trucks é uma das marcas que mais aposta nesta solução e, em Hannover, exibiu um FH Aero experimental com motor de combustão interna alimentado a hidrogénio, disponível inclusivamente para demonstrações dinâmicas durante o salão.

A marca sueca iniciou este ano os testes em estrada dos seus camiões H2ICE e pretende lançar a tecnologia no mercado antes de 2030. O sistema utiliza a fórmula HPDI (High Pressure Direct Injection), através da qual uma pequena quantidade de combustível de ignição é injetada a alta pressão para iniciar a combustão por compressão, seguindo-se a injeção de hidrogénio.

Esta solução deriva da arquitetura Diesel e pretende conservar níveis semelhantes de desempenho, enquanto reduz substancialmente as emissões de CO2. A aposta no hidrogénio enquadra-se na nova geração de motores de 13 litros desenvolvida internamente pela Volvo Trucks. A plataforma foi concebida desde o início para aceitar diferentes combustíveis e já contempla Diesel renovável, biodiesel, HVO e biogás, estando preparada para futuras aplicações a hidrogénio.

Compatibilidade com todos os combustíveis a gasóleo e a gás existentes, mas também com futuras aplicações de hidrogénio

“A flexibilidade e a compatibilidade com todos os combustíveis a gasóleo e a gás existentes, mas também com futuras aplicações de hidrogénio, significam que podemos oferecer camiões eficientes, com a possibilidade de emissões líquidas nulas a todos os nossos clientes”, explica Jan Hjelmgren, responsável de Gestão de Produto da Volvo Trucks.

O motor de combustão continuará, assim, a fazer parte da estratégia da Volvo para atingir emissões líquidas nulas até 2040, juntamente com os veículos elétricos a bateria (BEV), os elétricos com pilha de combustível (FCEV) e os motores alimentados por combustíveis renováveis, entre os quais hidrogénio verde, bio-GNL, biodiesel e HVO.

Phinia já tem H2ICE homologado

Mais avançada no domínio dos comerciais ligeiros está a Phinia, que apresentou no IAA Transportation o seu veículo de demonstração H2ICE já homologado para circular em estrada e desenvolvido para cumprir os requisitos da Euro 7. Desenvolvido em colaboração com a petrolífera saudita Aramco, o projeto utiliza como base um Peugeot Boxer equipado com um motor de 4 cilindros e 2,2 litros convertido para injeção direta de hidrogénio. O combustível é armazenado a 700 bar e a autonomia pode atingir 500 km. E anuncia-se uma capacidade de reboque de 3000 kg.

Segundo a empresa, a solução permite reduzir em até 99% as emissões de CO2 relativamente a um motor de combustão convencional, mantendo potência e binário comparáveis aos de um Diesel. A tecnologia foi concebida para diferentes aplicações em comerciais ligeiros, incluindo transporte de passageiros e mercadorias.

"Continuamos a investir em tecnologias avançadas de Diesel"

“Continuamos a investir em tecnologias avançadas de Diesel, combustíveis gasosos e combustíveis líquidos alternativos, porque não existe um único caminho para uma mobilidade com menores emissões de carbono”, explica Todd Anderson, vice-presidente e diretor de Tecnologia da Phinia.

A empresa dedica cerca de 85% do investimento anual em investigação e desenvolvimento a tecnologias destinadas a aumentar a eficiência dos combustíveis, reduzir emissões e desenvolver soluções para combustíveis alternativos.

Dez minutos para abastecer

Um dos argumentos mais fortes do H2ICE para aplicações comerciais está na rapidez do reabastecimento. No caso do protótipo da Phinia, a operação demora cerca de 10 minutos, permitindo, por isso, combinar autonomia elevada com tempos de paragem inferiores aos necessários para carregar baterias de grande capacidade.

No entanto, a tecnologia confronta-se com obstáculos importantes. O primeiro é a necessidade de utilizar hidrogénio produzido com baixas emissões de carbono, nomeadamente hidrogénio verde, para que a vantagem ambiental não se limite às emissões no escape. O segundo é a infraestrutura. Um veículo a hidrogénio só se torna interessante no plano operacional se existir uma rede de abastecimento adequada, o que não acontece na Europa.