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La descarbonización del transporte plantea uno de los grandes retos tecnológicos e industriales de nuestro tiempo. El ferrocarril parte de una posición favorable, ya que es uno de los modos de transporte más eficientes desde el punto de vista energético y con menor huella de carbono. Sin embargo, una parte significativa de la red ferroviaria mundial, especialmente la destinada al transporte regional y de mercancías, sigue sin estar electrificada. En estas líneas, el diésel continúa siendo la solución predominante.

Encontrar alternativas que permitan sustituirlo sin necesidad de electrificar por completo la red es, por tanto, una prioridad. En este contexto surge HYMPULSO, una iniciativa estratégica de innovación industrial orientada a acelerar la descarbonización del transporte ferroviario mediante tecnologías de hidrógeno renovable.

El proyecto está liderado por Talgo y cuenta con la participación de Sener, Repsol, Golendus, Ingeteam y Optimus, además de la colaboración institucional de ADIF. Su objetivo es desarrollar y validar soluciones que faciliten la integración del hidrógeno en la movilidad ferroviaria, abordando de manera coordinada toda la cadena de valor: desde la producción y el suministro energético hasta la operación y el mantenimiento de los sistemas ferroviarios.

Una de las principales actuaciones será el desarrollo de un demostrador ferroviario de nueva generación basado en un tren Talgo 250. El vehículo estará equipado con un sistema híbrido de hidrógeno y baterías y podrá operar tanto en infraestructuras electrificadas como en corredores sin catenaria. Esta combinación busca avanzar hacia un modelo ferroviario más sostenible y flexible, capaz de adaptarse a las características de diferentes líneas.

Como socio tecnológico del consorcio, Sener aporta sus capacidades en ingeniería avanzada, análisis de riesgos, evaluación técnico-económica y digitalización. Su participación incluye el desarrollo de herramientas para optimizar la planificación del suministro de hidrógeno, simular la operación de las infraestructuras de repostaje y gestionar de manera integrada los activos asociados a la explotación ferroviaria. También interviene en la evaluación global de la viabilidad técnica, operativa y económica de la implantación del hidrógeno en el sector.

¿Por qué aplicar el hidrógeno al ferrocarril?

La electrificación mediante catenaria sigue siendo, en muchos casos, la opción más eficiente. Sin embargo, puede exigir una inversión elevada, largos plazos de ejecución y actuaciones técnicamente complejas, especialmente en líneas con poco tráfico o situadas en zonas montañosas y de difícil acceso.

El hidrógeno renovable ofrece una alternativa para determinados corredores. Utilizado en pilas de combustible, permite producir electricidad a bordo mediante un proceso electroquímico cuya emisión directa es vapor de agua. Además, puede proporcionar una autonomía comparable a la de los trenes diésel y el repostaje resulta más rápido que la recarga de trenes alimentados exclusivamente por baterías.

No obstante, el hidrógeno no debe entenderse como una solución universal ni como un sustituto completo de la electrificación. Cada tecnología presenta ventajas diferentes. La electrificación convencional ofrece una gran eficiencia energética, pero requiere una inversión inicial considerable. Las baterías funcionan especialmente bien en trayectos cortos, aunque su aplicación puede verse condicionada por la autonomía y los tiempos de carga. El hidrógeno, por su parte, puede resultar adecuado para recorridos más largos en líneas sin catenaria.

La elección dependerá de factores como la longitud del corredor, su topografía, la demanda prevista o la frecuencia del servicio. En muchos casos, la respuesta más eficiente será combinar varias tecnologías.

Mucho más que una tecnología a bordo

Uno de los aspectos más importantes para comprender el potencial del hidrógeno ferroviario es que no se limita al sistema de propulsión del tren. Su implantación requiere desarrollar un ecosistema energético completo.

Este ecosistema comienza con la producción de hidrógeno mediante electrólisis alimentada con energía renovable. A continuación, es necesario almacenarlo, transportarlo y suministrarlo a los puntos de consumo. Las instalaciones de repostaje necesitan sistemas de almacenamiento y compresión, así como interfaces seguras con los vehículos. Al mismo tiempo, el material rodante debe integrar pilas de combustible, baterías y sistemas ferroviarios ya existentes. Todo ello debe completarse con una estrategia adecuada de operación, mantenimiento, seguridad y gestión energética.

Esta visión de conjunto explica tanto las oportunidades como los desafíos. El coste actual de producir hidrógeno renovable continúa siendo una de las principales barreras. A ello se suma que su ciclo completo, desde la producción y la compresión hasta la conversión final en electricidad, presenta una eficiencia menor que la electrificación directa. También son necesarias inversiones en infraestructura y una planificación coordinada de los puntos de suministro.

La seguridad y la regulación son igualmente esenciales. Las características físicas del hidrógeno exigen diseños específicos, protocolos rigurosos y una adecuada gestión de riesgos. Aunque ya existen trenes de hidrógeno en operación, el mercado todavía se encuentra en desarrollo.

La ingeniería de sistemas como elemento integrador

El éxito de estas soluciones no depende únicamente de mejorar cada tecnología por separado, sino de integrar de forma eficiente el tren, la infraestructura energética y la operación ferroviaria.

La ingeniería de sistemas permite modelizar la demanda energética, optimizar la logística y el suministro de hidrógeno, analizar los riesgos, evaluar la viabilidad económica y adaptar la solución a las necesidades concretas de cada corredor. Este enfoque resulta fundamental para evitar planteamientos genéricos y diseñar proyectos técnica y económicamente sólidos.

Además de HYMPULSO, Sener trabaja en estudios sobre corredores ferroviarios de hidrógeno, en conceptos de almacenamiento y operación dentro de ecosistemas de innovación y en la ingeniería de plantas de producción, almacenamiento y distribución de hidrógeno verde. Estas capacidades permiten abordar la cadena de valor desde una perspectiva integral.

El hidrógeno no sustituirá por completo a la electrificación, pero puede desempeñar un papel relevante en aquellos segmentos en los que otras opciones no resulten viables o eficientes. Convertir ese potencial en una realidad operativa requerirá colaboración entre empresas industriales, especialistas en ingeniería, gestores de infraestructuras y operadores ferroviarios. Proyectos como HYMPULSO permiten avanzar precisamente en esa dirección, conectando energía y movilidad para explorar nuevas formas de hacer el ferrocarril más sostenible.