Nous combustibles i tecnologies per descarbonitzar la indústria marítima

Els motors de la transició energètica

L'Organització Marítima Internacional (OMI) ha actualitzat els objectius de descarbonització del transport marítim: el seu nou pla passa per aconseguir una reducció del 20% de les emissions per al 2030 (prenent com a referència les del 2008) i per assolir les emissions netes zero el 2050 .

Per aconseguir-ho, i davant de la prevista escassetat de combustibles neutres en carboni, cal explorar totes les opcions de descarbonització. Aquesta és una de les premisses de què parteix l'informe ‘Maritime Forecast to 2050’ de DNV, que analitza les opcions i els reptes de la transició energètica centrant-se en l'energia dels vaixells en el futur.

En aquest full de ruta per aconseguir la descarbonització, tenen especial importància els nous combustibles i les innovacions tecnològiques. "L'ús i el desenvolupament de noves tecnologies és primordial per assolir els objectius de reducció d'emissions al sector marítim, atès que es tracta d'un sector difícil de descarbonitzar per les seves característiques: implica alts consums energètics i llargues distàncies", explica Maurici Hervas, investigador en transició energètica del Port de Barcelona.

Això comporta la necessitat de treballar amb combustibles més complexos que l'hidrogen o l'electrificació, com són el metanol o l'amoníac, per exemple. Malauradament, aquests combustibles no arriben a les excel·lents característiques operacionals dels combustibles fòssils, ja que impliquen menor densitat energètica, restriccions de seguretat i costos més elevats. Per aquestes raons serà fonamental apostar per tecnologies d'eficiència energètica durant la navegació i durant l'estada a ports dels vaixells, per reduir aquest desavantatge competitiu”, afegeix Hervas.

Vaixell cisterna de GNL (Gas Natural Liquat) ancorat a yba terminal de gas per al seu emmagatzematge (Gettyimages).

Noves opcions de combustibles i tecnologies

D'acord amb DNV, actualment s'està donant una transició protagonitzada per un ús més gran de gas natural liquat (GNL), gas liquat del petroli (GLP) i metanol en motors dual-fuel. A mitjan 2023, el 6,5 % dels vaixells operatius podien funcionar amb combustibles alternatius i baixos o neutres en carboni, davant del 5,5 % de l'any anterior.

“Aquestes xifres són positives perquè evidencien dues coses: la confiança d'algunes navilieres que l'ecosistema és a prop de la maduresa per permetre l'operació amb aquests combustibles, així com que consideren el cas de negoci viable. Tot i això, el poc històric que existeix fa que sigui aviat per valorar-ho”, reflexiona Hervas.

“L'adopció de combustibles alternatius depèn de diversos elements polítics, reguladors, tecnològics i financers. Si aquestes dades indiquessin una evolució lineal, és evident que no seríem capaços dassolir els nostres objectius. Que aquesta evolució es converteixi en exponencial depèn de lesforç transectorial que realitzem. La UE ha fet un pas de gegant amb el Fit for 55, però caldrà que mesures semblants s'estenguin a altres regions del globus”, afegeix.

Juntament al desenvolupament dels combustibles, hi ha el de les tecnologies que poden donar suport a la descarbonització. D'acord amb DNV, la situació també ha millorat en aquest sentit: les dades mostren que desenes de grans embarcacions tenen sistemes de propulsió assistits pel vent i centenars de vaixells disposen (o han sol·licitat la instal·lació) de sistemes de lubricació per aire.

“Hi ha una àmplia varietat de mesures per reduir el consum energètic dels vaixells. Hi ha marge per a les de gestió (és a dir, les no tecnològiques) a través de la digitalització, com ara la reducció de la velocitat de navegació. Tot i això, aquestes són limitades ja que compliquen l'operació de les flotes i no seran suficients per si mateixes. Així, doncs, la implementació de tecnologies relacionades amb l'ús del vent, el redisseny del casc o la lubricació per aire, entre altres, seran peces clau de la descarbonització del transport marítim”, afegeix Hervas.

Projecte del primer vaixell RoRo del món propulsat per energia eòlica, l'Orcelle Wind, amb un pressupost de 9 milions d'euros. (Wallenius Wilhelmsen)

Sis tecnologies amb potencial

L'informe 'Maritime Forecast to 2050' analitza sis tecnologies que tenen el potencial d'accelerar la descarbonització al sector. Són les relacionades amb les piles de combustible d'òxid sòlid, l'hidrogen liquat, la propulsió assistida pel vent, els sistemes de lubricació per aire, la captura de carboni a bord i la propulsió nuclear.

• Piles de combustible d'òxid sòlid

La pila de combustible d'òxid sòlid pot convertir en electricitat combustibles com l'amoníac, el GNL, el metanol i l'hidrogen amb un potencial d'eficiència energètica important, cosa que la converteix en una opció molt interessant per al sector.

Esquema d'una pila de combustible d'òxid sòlid (Wikipedia).

• Hidrogen liquat

El desenvolupament de la tecnologia d'hidrogen liquat pot portar a l'ús i emmagatzematge d'aquest vector energètic al sector marítim, tot i que la seva aplicació presenta nombrosos reptes. "En el cas del Port de Barcelona, ​​el més rellevant per a nosaltres és el desenvolupament de la cadena de subministrament del combustible alternatiu", indica Hervas, referint-se tant a l'hidrogen liquat com a les piles de combustible d'òxid sòlid.

El desenvolupament de la cadena de subministrament de l'hidrogen liquat és un dels reptes principals (Gettyimages).

• Propulsió assistida pel vent

D'acord amb DNV, la propulsió assistida pel vent ja ha generat estalvis anuals de combustible entre el 5% i el 9% per a certs vaixells, i s'afirma que té potencial per assolir el 25%.

Bound4blue instal·larà tres espelmes de succió al Ville de Bordeaux (bound4blue).

• Captura de carboni a bord

“Aquesta tecnologia és interessant des del punt de vista econòmic”, assenyala Hervas. “A mesura que el món faci la transició cap a combustibles sostenibles, es pot donar el cas que els fòssils redueixin el preu de mercat a causa de la demanda decreixent. Això podria convertir aquesta tecnologia en econòmicament viable, usant un blending de combustible fòssil i biocombustible per arribar al net-zero”. Aquesta conjuntura, afegeix l'investigador, és incerta ja que depèn de la continuïtat de noves prospeccions.

Així funciona el sistema de captura de carboni a bord (PiertNext).

• Propulsió nuclear

Em sembla una tecnologia molt raonable, però amb un futur difícil, ja que la pressió social en pot dificultar el desenvolupament o l'adopció. Un altre aspecte perjudicial és la naturalesa internacional del comerç marítim que aporta complexitat a l'operació d'aquests equips, així com la possible manca de control en aigües internacionals”, explica Hervas.

“D'altra banda, a nivell tècnic és una molt bona solució, amb tecnologies que es desenvolupen des de l'any 2000 (NPP gen IV). Per descomptat, abans de la seva adopció a gran escala caldrà una col·laboració sòlida entre l'Organisme Internacional de l'Energia Atòmica i la IMO per vetllar per la seguretat d'aquest tipus de vaixells”, conclou.

Trencagels nuclear ruso (Gettyimages).

• Sistemes de lubricació per aire

Aquest sistema busca reduir l'arrossegament per fricció. Igual que l'anterior, aquesta mesura d'eficiència energètica té com a objectiu reduir el consum de combustible evitant emissions, en el cas de fer servir combustibles fòssils, o reduint la importància del diferencial de cost, en cas d'optar per altres alternatius.