Nuevos combustibles y tecnologías para descarbonizar la industria marítima

Los motores de la transición energética

La Organización Marítima Internacional (OMI) ha actualizado los objetivos de descarbonización del transporte marítimo: su nuevo plan pasa por lograr una reducción del 20 % de las emisiones para 2030 (tomando como referencia las de 2008) y por alcanzar las emisiones netas cero en 2050. 

Para lograrlo, y ante la prevista escasez de combustibles neutros en carbono, es necesario explorar todas las opciones de descarbonización. Esta es una de las premisas de las que parte el informe ‘Maritime Forecast to 2050’de DNV, que analiza las opciones y los retos de la transición energética centrándose en la energía de los barcos en el futuro. 

En esta hoja de ruta para lograr la descarbonización, cobran especial importancia los nuevos combustibles y las innovaciones tecnológicas. “El uso y desarrollo de nuevas tecnologías es primordial para alcanzar los objetivos de reducción de emisiones en el sector marítimo, dado que se trata de un sector difícil de descarbonizar por sus características: implica altos consumos energéticos y largas distancias”, explica Maurici Hervas, investigador en Transición energética del Port de Barcelona.

“Esto conlleva la necesidad de trabajar con combustibles más complejos que el hidrogeno o la electrificación, como son el metanol o el amoníaco, por ejemplo. Por desgracia, estos combustibles no alcanzan las excelentes características operacionales de los combustibles fósiles, ya que implican menor densidad energética, restricciones de seguridad y costes más elevados. Por estas razones será fundamental apostar por tecnologías de eficiencia energética durante la navegación y durante la estancia en puertos de los buques, para reducir esta desventaja competitiva”, añade Hervas.

Buque cisterna de GNL (Gas Natural Licuado) anclado en tanques de gas de terminal de gas para su almacenamiento (Gettyimages).

Nuevas opciones de combustibles y tecnologías

De acuerdo con DNV, en la actualidad se está dando una transición protagonizada por un mayor uso de gas natural licuado (GNL), gas licuado del petróleo (GLP) y metanol en motores dual-fuel. A mediados de 2023, el 6,5 % de los buques operativos podían funcionar con combustibles alternativos y bajos o neutros en carbono, frente al 5,5 % del año anterior.

“Estas cifras son positivas porque evidencian dos cosas: la confianza de algunas navieras en que el ecosistema está cerca de la madurez para permitir la operación con estos combustibles, así como que estas consideran el caso de negocio viable. Sin embargo, el poco histórico que existe hace que sea pronto para valorarlo”, reflexiona Hervas.

“La adopción de combustibles alternativos depende de diversos elementos políticos, regulatorios, tecnológicos y financieros. Si estos datos indicaran una evolución lineal, es evidente que no seríamos capaces de alcanzar nuestros objetivos. Que esta evolución se convierta en exponencial depende del esfuerzo transectorial que realicemos. La UE ha dado un paso de gigante con el Fit for 55, pero será necesario que medidas parecidas se extiendan a otras regiones del globo”, añade. 

Junto al desarrollo de los combustibles, está el de las tecnologías que pueden apoyar la descarbonización. De acuerdo con DNV, la situación también ha mejorado en este sentido: los datos muestran que decenas de grandes embarcaciones cuentan con sistemas de propulsión asistidos por el viento y cientos de barcos disponen (o han solicitado la instalación) de sistemas de lubricación por aire.

“Existe una amplia variedad de medidas para reducir el consumo energético de los buques. Hay margen para las de gestión (es decir, las no tecnológicas) a través de la digitalización, como la reducción de la velocidad de navegación. Sin embargo, estas son limitadas puesto que complican la operación de las flotas y no serán suficientes por sí mismas. Así pues, la implementación de tecnologías relacionadas con el uso del viento, el rediseño del casco o la lubricación por aire, entre otras, serán piezas clave de la descarbonización del transporte marítimo”, añade Hervas.

Proyecto del primer buque RoRo del mundo propulsado por energía eólica, el Orcelle Wind, con un presupuesto de 9 millones de euros. (Wallenius Wilhelmsen)

Seis tecnologías con potencial

El informe ‘Maritime Forecast to 2050’ analiza seis tecnologías que tienen el potencial de acelerar la descarbonización en el sector. Son las relacionadas con las pilas de combustible de óxido sólido, el hidrógeno licuado, la propulsión asistida por el viento, los sistemas de lubricación por aire, la captura de carbono a bordo y la propulsión nuclear.

• Pilas de combustible de óxido sólido

La pila de combustible de óxido sólido puede convertir en electricidad combustibles como el amoníaco, el GNL, el metanol y el hidrógeno con un potencial de eficiencia energética importante, algo que la convierte en una opción muy interesante para el sector.

Esquema de una pila de combustible de óxido sólido (Wikipedia).

• Hidrógeno licuado

El desarrollo de la tecnología de hidrógeno licuado puede llevar al uso y al almacenamiento de este vector energético en el sector marítimo, aunque su aplicación presenta numerosos retos. “En el caso del Port de Barcelona, lo más relevante para nosotros es el desarrollo de la cadena de suministro del combustible alternativo”, indica Hervas, refiriéndose tanto al hidrógeno licuado como a las pilas de combustible de óxido sólido.

El desarrollo de la cadena de suministro del hidrógeno licuado es una de los principales retos (Gettyimages).

• Propulsión asistida por el viento 

De acuerdo con DNV, la propulsión asistida por el viento ya ha generado ahorros anuales de combustible de entre el 5 % y el 9 % para ciertos barcos, y se afirma que tiene potencial para alcanzar el 25%.

Bound4blue instalará tres velas de succión en el Ville de Bordeaux (bound4blue).

• Captura de carbono a bordo

“Esta tecnología es interesante desde el punto de vista económico”, señala Hervas. “A medida que el mundo realice la transición hacia combustibles sostenibles, se puede dar el caso de que los fósiles reduzcan su precio de mercado debido a la demanda decreciente. Esto podría convertir esta tecnología en económicamente viable, usando un blending de combustible fósil y biocombustible para llegar al net-zero”. Esta coyuntura, añade el investigador, es incierta puesto que depende de la continuidad de nuevas prospecciones. 

Así funciona el sistema de captura de carbono a bordo (PiertNext).

• Propulsión nuclear

“Me parece una tecnología muy razonable, pero con un futuro difícil, ya que la presión social puede dificultar su desarrollo o adopción. Otro aspecto perjudicial es la naturaleza internacional del comercio marítimo que aporta complejidad a la operación de estos equipos, así como la posible falta de control en aguas internacionales”, explica Hervas.

“Por lo demás, a nivel técnico es una muy buena solución, con tecnologías que llevan desarrollándose desde el año 2000 (NPP gen IV). Por supuesto, antes de su adopción a gran escala será necesaria una sólida colaboración entre el Organismo Internacional de la Energía Atómica y la IMO para velar por la seguridad de este tipo de buques”, concluye.

Rompehielos nuclear ruso (Gettyimages).

• Sistemas de lubricación por aire

Este sistema busca reducir el arrastre por fricción. Al igual que la anterior, esta medida de eficiencia energética tiene como objetivo reducir el consumo de combustible evitando emisiones, en el caso de usar combustibles fósiles, o reduciendo la importancia del diferencial de coste, en el caso de optar por otros alternativos.