Es un proyecto en el que colaboran Gasnam y dos de sus asociados, Aseproda y Gas&Go

Green fleet es un proyecto que nace de la colaboración establecida entre Gasnam, la asociación de transporte sostenible que integra la cadena de valor del gas natural, el biometano y el hidrógeno en España y Portugal, y dos de sus asociados, Aseproda y Gas&Go. Su objetivo es el desarrollo de un prototipo de un sistema de control que se encargue de la monitorización de los suministros y de otros parámetros técnicos en las instalaciones destinadas al repostaje de biogás e hidrógeno en vehículos de flotas privadas.

Aseproda ofrece desde hace más de treinta años soluciones de control y gestión para el sector minorista de distribución de hidrocarburos y de consumos propios, mientras que Gas&Go desarrolla y promueve el consumo de gas natural, biogás e hidrógeno como combustible alternativo para el transporte. Ambas compañías colaboran en Green fleet, un proyecto subvencionado por el Ministerio de Industria, Comercio y Turismo en la convocatoria de Agrupaciones Empresariales Innovadoras en el marco en el marco del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia.

En la actualidad varios proyectos piloto están evaluando la operatividad de vehículos alimentados por pila de combustible en diversas ciudades españolas.

Las administraciones públicas, especialmente en la Unión Europea, están tomando medidas destinadas a reducir el consumo de combustibles fósiles. La liberación a la atmósfera de CO2 producido por la combustión de estos productos es considerado el principal vector que contribuye al calentamiento del planeta y, consecuentemente, al temido cambio climático. Por otro lado, la UE sufre una gran dependencia económica y estratégica de los países productores de gas y petróleo debido a la escasez de este tipo de recursos en su territorio. La suma de estos dos factores está impulsando a las autoridades europeas a buscar fuentes de energía alternativas que ayuden a mejorar esta situación.

Las fuentes renovables que producen energía eléctrica son la principal apuesta en esta transición energética. A pesar de que la energía eléctrica es relativamente fácil de distribuir y puede ser parte de la solución para industrias y hogares, siempre y cuando su generación proceda de fuentes renovables, aun se está lejos de contar con la suficiente energía eléctrica proveniente de fuentes limpias. No obstante, se están dando grandes pasos en este sentido.

De forma paralela se están dando grandes pasos en la electrificación de la movilidad y el transporte. El desarrollo del vehículo eléctrico (VE) está siendo sólidamente promovido por las autoridades europeas como alternativa al vehículo con motor de combustión. Sin embargo, su desarrollo no está siendo tan rápido como se esperaba, debido a multitud de factores, entre los que destacan los de índole tecnológica. La energía eléctrica es fácil de distribuir, pero no de almacenar. Los vehículos eléctricos necesitan almacenar esta energía en sus baterías, una tarea lo que requiere de un proceso lento y costoso. Aunque se está avanzando tanto en la tecnología de las baterías como en los procesos de carga, están aún lejos de proporcionar una solución definitiva, haciendo que el VE no sea todavía la solución de movilidad más interesante para el usuario.

Las limitaciones tecnológicas y operativas del vehículo eléctrico alcanzan su máximo exponente en los vehículos pesados, en los que su electrificación es más difícil debido a varios factores, como la elevada demanda energética de este tipo de vehículos, que hace necesario la utilización de enormes baterías, más ineficientes (por pesadas, reduciendo la carga útil de estos vehículos y, por tanto, encareciendo el coste de cada tonelada transportada). Estas baterías, que debido a su capacidad necesitan de mucho más tiempo para ser recargadas, ofrecen, proporcionalmente, una menor autonomía. Este cúmulo de circunstancias hace necesario buscar alternativas energéticas para el transporte pesado por carretera. Dos de ellas son el biogás y el hidrógeno.

El biogás presenta todas las ventajas de los combustibles fósiles (fácil distribución, compatibilidad con los actuales motores de combustión interna, alta capacidad energética) pero sin los inconvenientes de los combustibles fósiles. Aunque el biogás emite CO2 a la atmósfera durante su uso, también es cierto que en el proceso de producción del biogás se captura de la atmósfera esta misma cantidad de CO2, por lo que el proceso final es neutro con respecto a la emisión de este tipo de gas.

En la actualidad se están desarrollando proyectos para producir biogás a partir de algas, aguas residuales, purines o de residuos orgánicos. El principal inconveniente del biogás es que la propia naturaleza de su origen limita la cantidad de biogás que se puede producir, al menos de momento.

El hidrógeno (H2) es la otra gran alternativa para alimentar los vehículos pesados que circulan por nuestras carreteras y trasladan bienes y personas. El hidrógeno no es tratado en este caso como una fuente de energía. En realidad, se usa como un vector que facilita el almacenamiento y distribución de la energía eléctrica. La molécula de hidrógeno, al combinarse con el oxígeno presente en la atmósfera, produce una gran cantidad de energía y agua (H20), resultando por tanto una fuente de energía limpia y eficaz.

Aunque el hidrógeno es el elemento más abundante en el universo, no es fácil encontrarlo en la naturaleza en la forma de molécula sin estar combinado con otros elementos, por lo que se obtiene mediante un proceso industrial. Puede producirse a partir del reformado de hidrocarburos, pero en este proceso se libera CO2 y por tanto no contribuye a evitar el cambio climático. Pero también puede ser producido a partir de fuentes renovables de energía eléctrica mediante el proceso de electrolisis. El hidrógeno producido mediante este sistema es lo que se conoce como hidrógeno verde o renovable, y es la gran esperanza para el transporte pesado. Y aunque la tecnología del hidrógeno no está exenta de problemas técnicos, su solución se antoja más accesible y viable que la resolución de los problemas de almacenamiento de electricidad en baterías convencionales, especialmente cuando se trata de vehículos pesados.

Ante estas ventajas, las Administraciones están promoviendo el uso de biometano y de hidrogeno en el transporte, y cada vez son más los vehículos, especialmente pesados, que usan este tipo de combustibles.

Sin embargo, transformar la actual flota existente de vehículos pesados, dominada por motores alimentados por gasóleo, no es tarea sencilla. Uno de los inconvenientes de este proceso es la falta de puntos de recarga para este tipo de vehículos. El hecho de que el vehículo ligero, el más numeroso, se esté electrificando principalmente mediante el uso de baterías y cargadores eléctricos no contribuye a que la red de puntos de recarga de biometano e hidrógeno se expanda.

Por ello, las empresas con flotas de vehículos que usan este tipo de combustibles alternativos están construyendo sus propias instalaciones de repostaje en las que poder recargar los vehículos de sus respectivas flotas. Con frecuencia, estas empresas disponen de varias de estas instalaciones, distribuidas por distintos puntos de la geografía. Este tipo de instalaciones no suelen ser sencillas ni económicas y, en cualquier caso, precisan de sistemas de control que monitoricen las instalaciones en sí y los procesos de carga a vehículos.

Este es el objetivo de Green fleet: controlar los suministros que se produzcan en la instalación y monitoricen determinados parámetros técnicos que deben ser controlados por cuestiones de seguridad y eficacia.

Este proceso se lleva a cabo mediante la instalación de controladores que autorizan el repostaje de los vehículos a través de los dispensadores y son capaces de monitorizar determinados parámetros técnicos de la instalación mediante su conexión con sensores de distinta naturaleza.

Los controladores existentes en las distintas instalaciones se conectan a internet (IoT) y conforman una red cuya gestión es gobernada desde un único sistema central, instalado en la nube y accesible desde cualquier punto del planeta con acceso a internet.

El proyecto Green fleet contempla la instalación de uno o más controladores en cada instalación de recarga. Estos controladores interactúan con los dispensadores de combustible y con el conductor (a través de su teléfono móvil) para autorizar, monitorizar y registrar el suministro.

Por otro lado, los controladores se conectan con una batería de sensores de distinta naturaleza que permiten monitorizar diferentes parámetros técnicos de la instalación con el objeto de mejorar la gestión, la seguridad y el mantenimiento de la misma.

Los controladores se conectan a través de internet a una base de datos centralizada, que registra cada una de las operaciones de suministro y los valores de los parámetros que están siendo monitorizados. Una aplicación web alojada en la nube permite el acceso a esta base de datos para gestionar y monitorizar la flota y la red de instalaciones de la empresa.

En la siguiente figura se puede apreciar cada uno de los elementos que componen una instalación Green fleet.

Fotografía 1

En ella se aprecia como el controlador (denominado ‘black box’ por ser una caja cerrada sin ningún tipo de interfaz con el usuario) se conecta con los dispensadores de biometano o hidrógeno mediante su protocolo nativo. También se conecta a otros sensores presentes en la instalación (entre los que se incluyen medidores de niveles de combustible) también mediante su protocolo nativo. El controlador interactúa con el usuario a través de su teléfono móvil (con conexión wifi) y se conecta a internet mediante la misma Wifi o bien con un cable de red.

En esta otra figura se muestra cómo los distintos controladores presentes en distintas instalaciones se conectan a la base de datos en la nube, y también cómo usuarios externos pueden acceder a esta información a través de una aplicación web ‘responsive’, 100% funcional, independientemente de la resolución del dispositivo desde el que se acceda, sea un ordenador personal o un dispositivo móvil.

Fotografía 2

Estos usuarios, en función de su perfil, pueden realizar tareas de gestión o de monitorización sobre cada una de las instalaciones de suministro de la empresa.

Pero, ¿qué novedades tecnológicas se aplican con respecto a las instalaciones de suministro de gasóleo? En el mercado existen desde hace tiempo soluciones de control para instalaciones semejantes de suministro de gasóleo. El proyecto Green fleet pretende ir un paso más allá y presenta características y funcionalidades muy avanzadas. Estas nuevas características son debidas, en parte, a las diferentes características y necesidades que las nuevas instalaciones requieren y, en parte, a la aplicación a este tipo de productos de tecnologías de última generación.

Son varias las novedades que pueden destacarse en esta nueva generación de controladores y sistemas de gestión de suministros de flotas privadas:

1.- El control de los dispensadores se lleva a cabo mediante su interfaz homologada. Los componentes mecánicos y de medición de los dispensadores de biogás y de hidrógeno son distintos a los del gasóleo, y su control debe hacerse de forma diferente. Se han implementado protocolos de comunicación de estos dispensadores, entre los que destacan IFSF-LON y MODBUS. Gracias a la tecnología de pila de protocolos usada para gestionar estos dispensadores, es posible gestionar diferentes tipos de dispensadores a través de un mismo controlador, sin necesidad de usar ningún tipo de hardware adicional para ello. Esta forma de comunicación con los dispensadores permite, además, obtener un máximo control y exactitud sobre los mismo.

2.- Para llevar a cabo la carga del vehículo, el conductor sólo necesita su teléfono móvil para liberar el dispensador. Lo único que el usuario debe hacer para iniciar el proceso de recarga es conectarse a la red wifi que proporciona el controlador y seleccionar el punto de recarga (si hubiera varios).

3.- La arquitectura del controlador se basa en la nueva tecnología SBC (‘Single Board Computing’), que proporciona una extraordinaria potencia de control a un bajo coste.

4.- Los controladores no sólo son usados para interactuar con el dispensador y los usuarios, también son utilizados como elementos de monitorización de la instalación. Para ello implementan distintos protocolos estándares que permiten la comunicación con una batería de sensores presentes en la instalación. Estos sensores pueden ser gestionados y monitorizados de forma remota, lo que redunda en mayor seguridad y menor coste de mantenimiento de la instalación.

5.- El paradigma ‘Fog computing’ usado en la red de controladores. Este paradigma, en contraposición del ‘cloud computing’ prioriza la disponibilidad de los datos en el lugar en el que son producidos y consumidos. Esta arquitectura proporciona una mayor robustez y velocidad de funcionamiento en circunstancias críticas. Green fleet hace un uso extensivo de este paradigma, permitiendo a los controladores seguir funcionando con normalidad incluso si la base de datos centralizada no está disponible por algún motivo. Un complejo sistema de transmisión y sincronización mantiene a los terminales actualizados cuando la base de datos central sí está disponible.

Las instalaciones privadas de suministro de biometano e hidrógeno se convertirán en infraestructuras clave en el proceso de transición a estos nuevos combustibles alternativos para las flotas de transporte de personas y mercancías, y Green fleet es una poderosa herramienta, imprescindible para gestionar y controlar este tipo de instalaciones.

Aunque el proyecto aún se encuentra en sus fases iniciales (acaba de ser presentado el primer prototipo) y aún le queda un largo camino por delante en su puesta a punto y desarrollo comercial, no cabe duda de que supone un importante avance en el proceso de construcción de una red de puntos de suministro de biometano e hidrógeno que hará de nuestro entorno un lugar más limpio y seguro.