LR brinda apoyo de aseguramiento para un proyecto financiado por la Comisión Europea, dentro del programa Horizon 2020, Current Direct, que está configurado para transformar no solo las fuentes de energía del transporte marítimo, sino también algunos de los modelos comerciales de adquisición de energía del sector.
Current Direct es una de una serie de iniciativas impulsadas por la industria que evalúan las formas en que el proceso de adquisición de combustible de larga data del transporte marítimo puede respaldar su impulso de descarbonización. Este proyecto está a la vanguardia de los movimientos para adaptar el sector a su inevitable futuro multicombustible. Está investigando la transformación que se requerirá para la adopción de sistemas de suministro de energía digitales e inteligentes basados en modelos comerciales completamente nuevos.
El proyecto no solo demuestra el posible uso futuro de los sistemas de almacenamiento de energía de baterías intercambiables, y cómo se adaptan en un contexto de transporte marítimo, sino que informará sobre la sostenibilidad, la seguridad y la protección tanto de los combustibles como de la cadena de suministro de energía del transporte marítimo. Es posible que ya se hayan identificado los combustibles del futuro, pero el nuevo pensamiento que sustenta la iniciativa Current Direct tiene implicaciones más amplias para la adquisición de energía en muchos sectores del transporte marítimo.
Duncan Duffy es director global de tecnología, sistemas electrotécnicos de LR. Él y un equipo más amplio de expertos en LR dirigidos por Paolo Scialla están trabajando en estrecha colaboración con la diversa gama de socios de Current Direct. Incluyen Aviloo, Blackstone Resources, EDP CNET, Foreship, Kotug, rhoé, Spear Power Systems, Umicore, Uhasselt, Vito, Vrije Universiseit Brussel y Wärtsilä.
Fuente: Registro de Lloyd
La tecnología de baterías es fundamental para el proyecto Current Direct, cuyo objetivo es electrificar los sistemas de energía necesarios para el movimiento de personas y bienes por agua. Su enfoque principal es el desarrollo de energía eléctrica, específicamente, baterías intercambiables, y una plataforma revolucionaria de ‘Energía como servicio’ que desbloqueará modelos comerciales nuevos e innovadores.
Inicialmente, el proyecto pondrá a prueba las baterías en contenedores y el marco comercial en el Puerto de Róterdam. Sin embargo, el objetivo a mediano plazo es implementar la configuración, tanto la tecnología como el nuevo proceso de adquisición de energía, para los consumidores de servicios de transporte marítimo en vías navegables interiores, rutas costeras de transporte marítimo, cruces de transbordadores y, en última instancia, tal vez incluso en aguas profundas. rutas
Ideas sobre baterías
Uno de los socios de Current Direct es Ryan Kostos, un entusiasta ingeniero de sistemas con muchas ideas brillantes sobre las baterías. Kostos trabaja para Spear Power Systems, un especialista en almacenamiento de energía con sede en Kansas City con experiencia líder en la industria en los mercados marino, industrial, aeroespacial y de defensa. Con sede en Bruselas, Kostos se centra en desarrollar la tecnología de baterías y los sistemas de soporte que garantizarán el éxito de Current Direct.
En una entrevista reciente, Duffy explicó cómo el proyecto Current Direct podría establecer un nuevo marco para las fuentes de alimentación intercambiables a bordo de los barcos. Mientras tanto, Kostos compartió que el proyecto tiene como objetivo reducir drásticamente los costos y aumentar la energía a través de una variedad de innovaciones junto con el desarrollo de un modelo comercial de Energía como Servicio para reducir la barrera para electrificar y facilitar la comercialización. La industria marítima es un mercado atractivo para la comercialización de Current Direct, dijo, porque abre una propuesta de alto valor con gran alcance para los sistemas de almacenamiento de energía.
El centro de Bruselas es un aspecto importante de la estrategia progresista de Spear. La compañía planea establecer cadenas globales de fabricación y suministro. Sabiendo que el transporte marítimo es un negocio global, no solo sobre el océano, sino también en vías navegables de todo el mundo, la compañía tiene la intención de tener algo más que un pie en la puerta de proyectos pioneros como Current Direct y, por supuesto, perseguir la resultados.
Tecnología pionera
Una de las formas en que el proyecto Current Direct está haciendo esto es centrándose en los avances tecnológicos en el diseño y funcionamiento de las baterías. Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías proporcionan energía inmediata, lo que les permite respaldar completamente las operaciones de las embarcaciones o trabajar con combustibles alternativos, como hidrógeno o GNL, que ofrecen una respuesta deficiente a las fluctuaciones de la demanda. Para acelerar la adopción de nuevas fuentes de energía, es necesario aumentar las densidades de energía volumétrica y gravimétrica de los sistemas de baterías actuales. Esto se está logrando a través de innovaciones tanto a nivel de paquete como de celda junto con una integración optimizada del sistema de batería en un formato de contenedor estandarizado.
Esto, explicó Kostos, es una consideración primordial en los paquetes de baterías intercambiables para embarcaciones, ya que una mayor densidad de energía volumétrica y gravimétrica es particularmente importante para las aplicaciones móviles. No solo deben proporcionar el rendimiento suficiente para un barco en funcionamiento, sino que también deben estar en una oferta estandarizada que no ocupe mucho espacio y se pueda intercambiar fácilmente.
Hay desarrollos dramáticos en marcha, algunos de los cuales serán más fáciles y económicos gracias a la nueva tecnología de fabricación aditiva, o impresión 3D, como se la conoce a menudo. Kostos destacó que el electrodo de la batería que, con la tecnología actual, se construye mediante un proceso de recubrimiento en suspensión.
Sin embargo, las investigaciones más recientes, utilizando la novedosa tecnología de impresión 3D, están logrando electrodos un 20 % más gruesos en comparación con las técnicas de fabricación convencionales. Este enfoque permite una mayor energía, flexibilidad y costos reducidos.
Los ahorros adicionales de la impresión 3D bien podrían significar que todo el proceso de producción podría consumir entre un 60 y un 70 % menos de energía. Se ha estimado que esto, combinado con los ahorros en mano de obra y espacio, produce ahorros significativos en los costos de producción.
Más seguro, más pequeño, más fuerte…
Duffy de LR señaló que, desde el punto de vista de la garantía, estos desarrollos son atractivos, aunque desafiantes. “Nuestro objetivo, dentro de Current Direct, es desarrollar enfoques de certificación de seguridad que se adapten al concepto para que puedan proponerse a la industria marítima con las justificaciones adecuadas”.
El proceso de fabricación de celdas de impresión 3D se puede adaptar fácilmente para adaptarse a futuras tecnologías de baterías a medida que se comercialicen. A modo de ejemplo, Duffy se refirió a los electrolitos de estado sólido que se están investigando en otros lugares. Estos son inherentemente más seguros que los electrolitos líquidos porque existe un riesgo reducido de que se desarrollen cortocircuitos entre los electrodos. Las celdas basadas en esa tecnología, combinadas con un diseño cuidadoso del ensamblaje del módulo y las pruebas de tipo, pueden reducir significativamente el riesgo de que se produzca una fuga térmica en los sistemas de baterías de litio.
Y las baterías del mañana serán más pequeñas, más potentes y más rápidas de cargar, señaló, abriendo potencialmente una gama más amplia de aplicaciones. Los socios de Current Direct tienen como objetivo triplicar la energía disponible en un contenedor de batería convencional de 20 pies de un megavatio hora a tres. Por lo tanto, dos de estos paquetes de baterías proporcionarían hasta seis horas de energía para una embarcación de navegación interior que consume 1000 kilovatios por hora.
La sustentabilidad es otro tema, enfatizó Duffy. Las estructuras de electrodos de menor densidad bien podrían usar menos metales raros del mundo que los existentes, una consideración clave a medida que los sistemas de energía del mundo adoptan el almacenamiento de energía como un componente del sistema.
Sin embargo, lo que realmente atrae es el potencial de lo que Duffy describe como una “optimización de ruta” mejorada del ciclo de vida de la batería, que espera transformar la seguridad de los paquetes de baterías con monitoreo de condición en tiempo real durante toda su vida útil. Esta capacidad digital ahora es posible mediante el uso de “supervisores de celda única” dentro de la celda que pueden rastrear el estado de la batería y comunicarse directamente con la placa maestra a través del bus de energía existente. En vías navegables interiores, rutas costeras y barcos de trabajo en ríos y puertos, tanto Duffy como Kostos creen que los paquetes de energía intercambiables tienen el potencial de transformar las operaciones.
La capacidad de monitoreo digital significaría que se podrían establecer corredores de servicio para proporcionar contenedores cargados donde se necesiten. El acceso a los contenedores del paquete de baterías ya no sería necesario, lo que dejaría más espacio para el almacenamiento de energía, mientras que la tripulación recibiría información sobre el estado y el suministro disponible de energía de los barcos, pero no estaría obligada a realizar el mantenimiento.
Por supuesto, seguirían supervisando la integridad de las conexiones de las baterías a bordo, pero el estado de las baterías se gestionaría de forma remota como parte de la “Energía como servicio”. Mientras tanto, la condición de las baterías que requieren atención o reemplazo sería evidente para los ingenieros remotos capaces de garantizar que los sistemas de energía de los barcos permanezcan confiables en todo momento.
En última instancia, este salto cuántico en la tecnología de baterías podría resultar en una variedad de fuentes de energía a bordo de un barco en el que las baterías intercambiables podrían proporcionar un componente central. A través de una red eléctrica, las energías renovables de las celdas de combustible, el viento, el sol y la energía de la costa, por ejemplo, podrían alimentar un sistema de energía eléctrica híbrido para cubrir los requisitos de energía para el manejo de la carga, las cargas de los hoteles y los picos y valles de las diferentes cargas de propulsión. en las operaciones de rutina. Current Direct tiene como objetivo abordar este desafío a través de innovaciones en todos los niveles mientras construye un novedoso ecosistema de Energía como Servicio para acomodar las tecnologías de hoy y de mañana para facilitar la electrificación.
Duffy estaba interesado en resaltar la escala del desafío de seguridad cuando los servicios esenciales no son una parte permanente del barco. El resultado final bien podría ser transformador, concluyó, pero la seguridad, la sostenibilidad y la seguridad seguirán siendo las principales prioridades para LR en su participación en el proyecto Current Direct y más allá.
Lloyd Register
