En prisa por descarbonizar, la industria naviera está explorando combustibles alternativos

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Durante décadas, los barcos comerciales del mundo han dependido de un combustible fósil tan pegajoso y espeso que es necesario calentarlo a unos 150°C sólo para que atraviese el interior del barco. El fueloil pesado (HFO) es uno de los combustibles más sucios que existen. «Es el último paso del [oil] proceso de refinación», afirma Morten Bo Christiansen, jefe del equipo de transición energética del gigante naviero danés Maersk. «Se puede decir, el fondo del cubo».

Sin embargo, ahora que la Organización Marítima Internacional (OMI), la rama de las Naciones Unidas encargada de gestionar el transporte marítimo mundial, implementa nuevas regulaciones diseñadas para obligar a la industria naviera a reducir las emisiones de azufre y su carbono, el HFO está en la tabla de cortar. Las nuevas reglas tienen a los tomadores de decisiones como Christiansen luchando por determinar cuál de los innumerables combustibles potenciales del futuro finalmente lo reemplazará.

Parte del trabajo de Christiansen, junto con el de decenas de colegas, es comprar el combustible que impulsa los cientos de barcos de Maersk. El HFO y otros combustibles fósiles, afirma, ya están empezando a dar paso a alternativas más limpias.

A mediados de 2023, por ejemplo, un nuevo portacontenedores, de 160 millones de dólares Laura Maersk, comenzó a operar en el Mar Báltico. «Se parece a cualquier otro buque portacontenedores», afirma Christiansen. Pero el Laura Maersk Nunca funcionó con aceite. En cambio, funciona con metanol. Hay muchas formas diferentes de producir metanol y no todas son respetuosas con el medio ambiente. Sin embargo, cuando se recolecta de manera sostenible, como mediante la captura de gas producido en vertederos o mediante diversos procesos impulsados ​​por energía renovable, el metanol puede contaminar significativamente menos que los combustibles fósiles. el Laura Maersk ya están surcando los mares del norte de Europa, y más de 200 otros buques con capacidad de metanol se encuentran actualmente en las carteras de pedidos de astilleros de todo el mundo.

Para cumplir con las regulaciones más recientes de la OMI, que están diseñadas para poner a la industria naviera en el camino hacia cero emisiones netas para 2050, los barcos comerciales tendrán que reducir sus emisiones de carbono en un 30 por ciento en solo seis años, dice Simon Bullock, agente naviero y Investigador del cambio climático de la Universidad de Manchester en Inglaterra. Si la industria tarda más que eso, añade, será casi imposible para las compañías navieras reducir las emisiones de manera suficientemente agresiva como para cumplir los objetivos regulatorios más ambiciosos. En un artículo publicado en 2023, Bullock y sus colegas mostraron cómo, si las cosas no avanzan lo suficientemente rápido, los objetivos del Acuerdo de París de 2015 estarían en peligro.

Para alcanzar el cero neto, es necesario deshacerse del HFO. Y, para tener el mayor efecto sobre las emisiones de carbono, es necesario eliminar los combustibles fósiles alternativos que actualmente utilizan algunos barcos, como el gas natural licuado. Pero rediseñar los barcos existentes para que utilicen combustibles significativamente más limpios no es fácil, y construir nuevos barcos no es rápido ni barato. También está la cuestión de la oferta. En el caso del metanol, la disponibilidad mundial de este combustible no es actualmente suficiente para satisfacer la colosal demanda de la industria naviera.

El desafío para Christiansen y otros como él, entonces, es descubrir cómo hacer la transición de los barcos a combustibles alternativos sin grandes problemas tecnológicos o logísticos, y hacerlo en un tiempo increíblemente corto.

Por ahora, la única manera de avanzar es diversificar los insumos de combustible. Además del metanol, la industria naviera está explorando otras opciones de combustibles no fósiles, como el hidrógeno, el amoníaco, la electricidad y la energía nuclear. Dado lo controvertido que es esto último (la energía nuclear ha tenido dificultades para despegar como combustible para barcos comerciales y se utiliza casi exclusivamente para embarcaciones militares), es poco probable que la energía nuclear tenga algún impacto en el transporte marítimo durante los años cruciales por venir. También es poco probable que un gran número de enormes buques de carga funcionen con electricidad utilizando baterías a bordo porque las baterías no pueden bombear suficiente energía para compensar el tamaño y el alto precio de las suyas.

El amoníaco, sin embargo, es un verdadero contendiente. El gran beneficio del amoníaco es que es un producto importante en muchas otras industrias, especialmente en la agricultura, en la que se utilizan millones de toneladas cada año como fertilizante. El amoníaco tiene una cadena de suministro sólida y el producto químico ya está almacenado en la mayoría de los puertos del mundo.

Sin embargo, al igual que el metanol, el amoníaco es imperfecto. Para empezar, es increíblemente tóxico, por lo que los accidentes y derrames pueden ser ecológicamente desastrosos. En la actualidad, ningún puerto permitirá que atraquen barcos propulsados ​​por amoníaco, una posición que ha obligado a Pionero verdeBarco de prueba de concepto modernizado para funcionar con amoníaco y diésel, para utilizar combustibles fósiles para impulsar su visita a la conferencia COP28 en los Emiratos Árabes Unidos el año pasado.

Y el amoníaco también es más difícil de quemar que algunas de las alternativas. Diseñar motores que quemen amoníaco más fiables y eficientes es un enorme desafío al que se enfrentan actualmente empresas como MAN Energy Solutions, con sede en Alemania, que también ha construido el motor que quema metanol en Laura Maersk.

Lars Tingbjerg Danielsen, director de promoción de MAN Energy Solutions, explica que el amoníaco tiene una alta temperatura de ignición (debe superar los 650 °C antes de arder) y, por lo tanto, debe quemarse junto con el combustible piloto secundario. Su llama también es voluble. En comparación con el metanol, la velocidad de la llama del amoníaco (la rapidez con la que se expande la llama a medida que se quema el combustible) es seis veces más lenta. Si el motor gira demasiado rápido, la combustión se detendrá, permitiendo que el amoníaco se escape del motor. Debido a su toxicidad, esto supondría un riesgo importante de contaminación.

Afortunadamente, los motores de barcos gigantes de dos tiempos giran relativamente lentamente en comparación con los motores más pequeños, dice Danielsen, por lo que es más fácil obtener amoníaco para favorecer la combustión dentro de ellos. Actualmente, su empresa utiliza cámaras de alta velocidad para estudiar la ignición del combustible.

Danielsen añade que determinar el combustible más eficaz depende, en parte, de cómo se utiliza un buque en particular. La construcción de instalaciones de suministro de metanol es costosa, por lo que los barcos alimentados con metanol pueden ser los más adecuados para rutas repetitivas con puertos de escala fijos. Según una investigación del Centro Maersk Mc-Kinney Møller para el Transporte Cero Carbono, el amoníaco es y probablemente seguirá siendo más barato que el metanol, afirma, por lo que puede tener sentido utilizarlo para los barcos más grandes, que requieren la mayor cantidad de energía.

Maersk, por su parte, está interesada en quemar amoníaco. «Sin duda esperamos que se incluya en el mix de combustibles en el futuro», afirma Christiansen. Sin embargo, ni Maersk ni ninguna otra compañía naviera importante tiene actualmente barcos que quemen amoníaco, y Christiansen se negó a confirmar si Maersk tiene planes de anunciar pedidos de este tipo este año. el Yara EydeSe espera que el primer buque de carga del mundo propulsado por amoníaco se lance en 2026, y hay pedidos de alrededor de una docena de buques que queman amoníaco en todo el mundo.

En la actualidad, la industria naviera no está demasiado interesada en el combustible alternativo favorito de Stephen Turnock: el hidrógeno. Pero a Turnock, ingeniero marino de la Universidad de Southampton en Inglaterra, le gusta el hidrógeno porque, al igual que el amoníaco, puede crearse con energía renovable, pero quemarlo no produce más que vapor. (La combustión de amoníaco crea una mezcla de nitrógeno gaseoso y agua, lo que no está tan mal, mientras que la quema de metanol produce dióxido de carbono y agua).

Sin embargo, la industria desconfía de trabajar con algo tan difícil de manejar. El hidrógeno se evapora a -235 °C (más frío que la superficie de la luna durante la noche), por lo que enfriarlo hasta convertirlo en líquido para colocarlo en el tanque de combustible del barco requiere mucha energía. Y debido a que las moléculas de hidrógeno son increíblemente pequeñas (incluso para estándares químicos nanoscópicos), el hidrógeno tiende a filtrarse a través de las grietas más pequeñas.

Maersk realizó un estudio piloto con hidrógeno, afirma Christiansen, y descubrió que su uso sería más caro que el metanol y el amoníaco. Y eso ya es decir, porque el metanol en sí es tres veces más caro que el combustible convencional para barcos, afirma.

Porque el amoníaco en realidad en eso hidrógeno (el amoníaco es un átomo de nitrógeno y tres átomos de hidrógeno), también existe la oportunidad de un enfoque híbrido: bombear los tanques de combustible de un barco llenos de amoníaco y luego convertirlo químicamente en hidrógeno a bordo. Es una conversión en la que el 60 por ciento de la energía disponible se pierde en amoniaco, pero este proceso, al final, permite una propulsión con cero emisiones de carbono. Amogy, una nueva empresa con sede en Nueva York, está trabajando para probar un remolcador propulsado por este enfoque híbrido a finales de este año.

Pero en la prisa por encontrar combustibles más limpios, Bullock, investigador del transporte marítimo y del clima, advierte contra ignorar la otro formas en que la industria puede reducir sus emisiones. «El sector debe centrarse más en otras cosas que puede hacer», afirma. Por ejemplo, la llamada tecnología asistida por el viento (un método realmente antiguo de propulsión de barcos) puede reducir el esfuerzo requerido por el motor principal del barco, independientemente de lo que esté quemando.

Bullock sostiene que unas regulaciones más estrictas también podrían contribuir a reducir las emisiones de carbono del transporte marítimo. Los puertos pueden negar la entrada a barcos que no tengan una calificación de eficiencia energética suficientemente alta según una escala introducida por la OMI el año pasado, por ejemplo. Christiansen, de Maersk, dice que apoya las propuestas de algunos miembros de la industria naviera de un Mecanismo de Equilibrio Verde que aumentaría el costo de los combustibles contaminantes para subsidiar alternativas más ecológicas.

Pero no queda mucho tiempo para que las compañías navieras realicen cambios importantes. La industria tiene sólo unos pocos años para reducir sus emisiones de carbono en casi un tercio, en gran parte porque ha tenido la «cabeza en la arena» durante demasiado tiempo, dice Turnock.

Christiansen sigue siendo optimista. Si el transporte marítimo puede transformarse, será más difícil para otras industrias, como la aviación, retrasar su propia transición ecológica. «Oye, si estos barcos pueden hacerlo», dice, «¿cuál es tu excusa?»