A East Japan Railway Company (JR East), um dos principais operadores de caminhos-de-ferro do Japão, está a testar baterias reutilizadas de Nissan Leaf para operar os dispositivos de travessias ferroviárias. A 4R Energy Corporation é o parceiro da Nissan para este projeto no Japão.
As travessias ferroviárias são essenciais para a operação dos comboios e para a segurança rodoviária e as companhias ferroviárias instalam unidades de alimentação de emergência em cada travessia para garantir que funcionam corretamente em todos os momentos, como, por exemplo, durante trabalhos de manutenção programados e falhas temporárias de energia. Atualmente, estas unidades de alimentação de emergência utilizam pilhas de chumbo ácido, no entanto, a JR East começou a substituí-las por baterias usadas de automóveis Nissan Leaf em 2021, com a primeira a ser instalada na passagem de nível de Atago, na Linha Jōban, província de Fukushima.
A bateria de ião lítio do Nissan Leaf retém 60 a 80% da sua capacidade de armazenamento de eletricidade no final do seu ciclo de vida no automóvel, podendo esta capacidade ser direcionada para outras aplicações, como baterias de substituição de outros automóveis ou baterias estacionárias. A reutilização das baterias dos automóveis pode reduzir as emissões de CO2 e o uso de recursos raros associados à produção de novas baterias.
Para Kaito Tochihara, investigador-chefe no centro de I&D do sistema ferroviário do Japão Oriental, a passagem de baterias de chumbo ácido para as baterias recondicionadas de ião lítio dos Nissan Leaf não só promove a sustentabilidade, como também permite usufruir do melhor desempenho destas baterias. Em comparação com as baterias de chumbo ácido, as de ião lítio reutilizada requerem apenas 1/3 do tempo de carregamento. São também muito mais duradouras, com uma segunda vida média de 10 anos, em comparação com 3-7 anos das baterias usadas anteriormente.
Tochihara acrescenta: “Com as baterias de chumbo ácido, temos de visitar periodicamente as travessias ferroviárias para verificar o estado de carga e alguma possível deterioração. No entanto, com baterias de ião lítio reutilizadas, existe um sistema de controlo ligado, semelhante ao de um EV, para que possamos verificar remotamente o estado da bateria. Isto conduz a melhores padrões de manutenção”.
Como em qualquer outro automóvel, se um raio atingir um EV, a eletricidade é conduzida para o chão através do corpo do automóvel. Isto evita que uma tensão súbita e alta atinja a bateria. No entanto, numa travessia ferroviária, a bateria está ligada por cabos a dispositivos como barreiras, alarmes e equipamentos de controlo. Se os relâmpagos ‘caírem’ nas proximidades, a eletricidade pode ser conduzida diretamente para a bateria através desses cabos. Para permitir que as baterias resistam a estes choques, foram aplicadas modificações na infraestrutura de controlo da bateria logo na fase de desenvolvimento. Adicionalmente, antes de passar à fase experimental numa travessia ferroviária, a JR East, a 4R Energy Corporation e instituições independentes de teste realizaram uma variedade de ensaios operacionais.
Além da travessia ferroviária de Atago, há planos para testar as baterias noutras travessias ferroviárias nas linhas Jōban e Mito. Estes testes analisarão o efeito de picos de relâmpagos e outros fatores ambientais nas baterias numa ampla gama de situações.
Os testes iniciais estão agora no primeiro período inverno e Kaito Tochihara está entusiasmado: “nesta altura do ano há muitas tempestades, relâmpagos e tufões. Continuaremos a analisar o desempenho da bateria, baseando-nos nos resultados iniciais promissores, mas também usaremos a informação recolhida junto de quem mantém as travessias ferroviárias, tornando a sua utilização mais segura”.