Por qué una flota envejecida y regulaciones ambientales más estrictas presentan una oportunidad de oro para los operadores de transporte marítimo de corta distancia? Este artículo analiza tres consideraciones convincentes que podrían dar a los operadores la ventaja cuando buscan el equilibrio perfecto entre sostenibilidad y rentabilidad.
Para que el transporte marítimo de corta distancia sea más sostenible, hay tres cuestiones clave que deben abordarse:
1. ¿Cómo uso menos energía para hacer la misma cantidad de trabajo con mi embarcación?
2. ¿Cómo transformo el combustible en energía de manera más eficiente?
3. ¿Qué nuevas fuentes de energía tengo disponibles?
Estas son las preguntas más comunes que los expertos de Wärtsilä escuchan de los clientes todos los días. Profundicemos en cada uno.
1. ¿Cómo uso menos energía para hacer la misma cantidad de trabajo con mi embarcación?
Cuanta menos energía necesite gastar empujando su embarcación a través del agua, menos potencia de motor necesitará y menores serán su consumo de combustible y sus emisiones. Las tecnologías de ahorro de energía (EST) son soluciones que lo ayudan a mantener la velocidad y al mismo tiempo reducen el consumo de combustible.
En el sector del transporte marítimo de corta distancia, la maniobrabilidad y la flexibilidad de la velocidad son las principales prioridades, ya que los buques navegan en rutas relativamente cortas y hacen escalas frecuentes en los puertos. Hay varios EST disponibles en la actualidad que mejoran la eficiencia hidrodinámica y de propulsión de su embarcación. Por ejemplo:
• Un diseño de hélice y timón correctamente integrado y optimizado puede reducir el consumo de combustible y las emisiones hasta en un 9%.
• Reemplazar el arrastre de un sistema de timón tradicional con un arreglo de generación de empuje que usa láminas a cada lado de la hélice es otra forma de mejorar la eficiencia hidrodinámica. Este enfoque puede ofrecer un ahorro potencial de combustible del 10 % y, al mismo tiempo, mejorar significativamente la maniobrabilidad de la embarcación.
• También existen soluciones de tapa de hélice que ahorran energía y que pueden proporcionar un ahorro promedio de 2 a 5 % en energía de propulsión y emisiones. Estos funcionan debilitando el vórtice del eje y recuperando la energía cinética del flujo giratorio detrás de las palas de la hélice.
La cuestión a la que se enfrentan los operadores de transporte marítimo de corta distancia es cuál es la mejor manera de lograr el cumplimiento de su situación específica. Se trata de equilibrar CAPEX y OPEX mientras se aseguran capacidades futuras que le permitirán cumplir con regulaciones más estrictas. Si bien los EST aumentan el CAPEX, a largo plazo reducen el OPEX y mejoran los márgenes de beneficio al reducir los costos de combustible. También es importante recordar que algunos EST vienen con la ventaja adicional de mejorar la maniobrabilidad de la embarcación. Esto podría abrir el acceso a nuevos puertos con regulaciones de emisiones más estrictas y donde los movimientos de embarcaciones son más desafiantes.
La empresa sueca Furetank es un ejemplo de un operador de transporte marítimo de corta distancia que está incorporando tecnologías ecológicamente racionales en sus proyectos de nueva construcción. La empresa trabajó con Wärtsilä para instalar una gama de soluciones de ahorro de energía, empleando el enfoque de diseño OPTI de Wärtsilä para lograr una eficiencia de propulsión óptima para su petrolero Fure Viten, que salió del astillero en junio de 2021.
El buque está propulsado por un motor principal de combustible dual Wärtsilä 34DF y tiene dos motores auxiliares Wärtsilä con un sistema de reducción catalítica selectiva (SCR) para reducir las emisiones. Una batería de respaldo puede tomar el relevo de los motores auxiliares cuando se navega por canales estrechos, y sus bombas eléctricas de carga altamente eficientes utilizan entre un 15 y un 20 % menos de energía que las bombas hidráulicas y también son mucho más silenciosas. Además de un sistema de generador de eje, el Fure Viten también tiene una boquilla de alto rendimiento Wärtsilä para mejorar el empuje y aumentar la propulsión y la eficiencia del combustible, así como un sistema de timón Wärtsilä EnergoPac para aumentar la maniobrabilidad y reducir aún más el consumo de combustible.
Las pruebas en el mar demostraron que, juntas, estas tecnologías redujeron las emisiones de CO2 en un 55 % y las de NOx en un 86 %, además de eliminar virtualmente las emisiones de SOx y partículas peligrosas en comparación con los petroleros de la generación anterior de la compañía. Críticamente, también significan que Fure Viten ya ha superado los objetivos de emisiones de 2050 de la OMI.
2. ¿Cómo transformo el combustible en energía de manera más eficiente?
Los operadores se están alejando gradualmente de la configuración clásica de transporte marítimo de corta distancia con un solo motor principal que alimenta una hélice de paso fijo (FPP) y hacia soluciones de propulsión híbridas y electrificadas. Estos proporcionan una base más sostenible y flexible para el futuro.
La hibridación optimiza la carga del motor en función de la velocidad del barco y el perfil operativo. Los motores pueden funcionar con una carga óptima, donde son más eficientes y generan menos emisiones, mientras que las baterías se utilizan para absorber las fluctuaciones de carga.
En una configuración híbrida mecánica con una hélice de paso controlable, una caja de cambios y un sistema de generador de eje, el motor principal se puede desacoplar del CPP para que la embarcación pueda operar únicamente con energía de la batería al entrar y salir del puerto, eliminando las emisiones por completo.
En un concepto eléctrico híbrido, varios grupos electrógenos satisfacen las necesidades de propulsión y energía auxiliar a través de un sistema de distribución eléctrica común. La propulsión es proporcionada por motores eléctricos que impulsan un FPP, lo que permite un sistema de accionamiento altamente flexible.
En las configuraciones de propulsión híbrida actuales, las baterías van acompañadas de motores modernos que son mucho más eficientes que sus predecesores.
La demanda de potencia de motor central del sector del transporte marítimo de corta distancia está en el rango de 1 a 10 MW. La cartera flexible de combustible de Wärtsilä incluye el Wärtsilä 25. Esta solución modular y preparada para el futuro hace que sea más fácil que nunca para usted alcanzar el cero neto al permitirle hacer la transición a combustibles futuros más ecológicos simplemente reemplazando los componentes seleccionados del motor, lo que acorta significativamente la revisión. tiempo y reduce la complejidad.
Un ejemplo de un operador de transporte marítimo de corta distancia que utiliza propulsión híbrida para reducir los costos de combustible y disminuir las emisiones es Misje Eco Bulk, parte del grupo Misje Rederi con sede en Noruega. En 2020, la empresa puso en servicio tres graneleros de 5.000 TPM con una solución híbrida Wärtsilä totalmente integrada. La solución incluye un sistema de almacenamiento de energía basado en baterías que proporciona energía libre de emisiones para los movimientos portuarios y las operaciones de carga al eliminar la necesidad de hacer funcionar los motores. El primero de estos buques, el Misje Vita, se entregó en otoño de 2022.
3. ¿Qué nuevas fuentes de energía tengo disponibles?
Aprovechar fuentes de energía nuevas y más ecológicas puede dar a sus operaciones de transporte marítimo de corta distancia un gran impulso de sostenibilidad y eficiencia. Por ejemplo, la capacidad de conectarse a la red eléctrica cuando está en puerto elimina la necesidad de usar motores auxiliares para cubrir la carga del hotel de su embarcación. Para algunas embarcaciones, el uso constante de energía en tierra puede reducir las emisiones y los costos de combustible hasta en un 10 %, así como reducir los gastos operativos. Las ventajas de sostenibilidad son aún mayores cuando la energía se genera a partir de fuentes renovables como la eólica o la hidráulica.
Muchos puertos ahora están invirtiendo en infraestructura de energía en tierra, y gradualmente será obligatorio que los barcos la utilicen. Y con las regulaciones del Indicador de Intensidad de Carbono (CII) ahora en vigor, la descarbonización de sus operaciones portuarias con energía en tierra puede tener una influencia positiva en la calificación CII de su embarcación. Esto se debe a que la calificación se basa en gramos de CO2 emitidos por capacidad de transporte de carga por millas náuticas recorridas. Emitir CO2 en el puerto mientras el barco no se mueve es particularmente malo para su calificación CII, ya que no se compensa con las millas recorridas.
En términos de combustible como fuente de energía, los combustibles futuros más amigables con el clima como el GNL, el metanol, el biodiesel y el amoníaco están en el radar de todos. En el segmento de transporte marítimo de corta distancia, varios operadores están considerando el metanol como una opción viable. El metanol es de combustión limpia, barato de producir, ampliamente disponible y tiene el potencial de ser 100% renovable. La conversión a metanol como combustible marino es un proceso relativamente sencillo si ya utiliza combustibles marinos líquidos convencionales.
SAL Heavy Lift GmbH, un especialista alemán en cargas pesadas y proyectos de carga, está construyendo cuatro nuevos buques de carga pesada con un sistema de propulsión híbrido. El sistema, que incluirá motores principales Wärtsilä 32 con capacidad para metanol, minimizará las emisiones de CO2 de los buques.
Los operadores que ya utilizan GNL como combustible están analizando el amoníaco con un interés cada vez mayor. El amoníaco es actualmente el combustible sin carbono más viable debido a su cadena de suministro bien establecida y al nivel de preparación de la tecnología del motor. El Wärtsilä 25 es el primer motor diseñado desde el principio para usar amoníaco como combustible. La compañía también ofrece soluciones dedicadas de almacenamiento y suministro de combustible y dispositivos de postratamiento de escape personalizados para los operadores que desean hacer el cambio.
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Por lo tanto, el sector del transporte marítimo de corta distancia está listo para navegar hacia nuevos horizontes, con muchas opciones disponibles para ahorrar combustible y reducir las emisiones. Los nuevos dispositivos de ahorro de energía, los conceptos de propulsión y las fuentes de energía pueden proporcionar una base sólida para un futuro más sostenible para el segmento.
Las respuestas a las preguntas de este artículo se basan en discusiones con dos de los principales expertos de Wärtsilä en el campo: Leonardo Ferrero, líder de equipo, desarrollo y diseño de sistemas, y Lilli Chi, gerente general, programa global de ventas de nuevas construcciones.
Fuente: Wartsila
