Emisiones De Carbono

El transporte marítimo es malo para el clima y difícil de limpiar: estas innovaciones ayudan a reducir las emisiones

barco llevado más del 80% comercio mundial, dependen en gran medida de ciertos menos ecológico Combustible de transporte disponible.

No existen soluciones baratas y ampliamente disponibles para reducir las emisiones de carbono del transporte marítimo que calientan el planeta; de hecho, el transporte marítimo se considera una de las industrias más difíciles de descarbonizar en el planeta, pero actualmente se están probando algunas innovaciones interesantes.

como un Catedrático de Arquitectura Naval e Ingeniería Marina, trabajo en sistemas de control y propulsión marina, incluida la electrificación, baterías y pilas de combustible. Echemos un vistazo a lo que es posible y algunos de los combustibles y tecnologías que podrían definir el futuro de la industria.

Problemas climáticos del envío

El envío es La forma más económica de transportar materias primas y mercancías a granelEsto le da un gran impacto económico y una enorme huella de carbono.

Las emisiones de la industria son aproximadamente 1 billón de toneladas métricas de dióxido de carbono por año – Casi el 3% de las emisiones globales, según OMI, una agencia especializada de las Naciones Unidas de 174 miembros que establece estándares para la industria. Si el transporte marítimo fuera un país, se ubicaría entre Japón y Alemania como el sexto mayor contribuyente a las emisiones globales de dióxido de carbono. Además, casi el 70 por ciento de las emisiones de los barcos ocurren dentro de las 250 millas (400 kilómetros) de tierra, lo que significa que también tiene un impacto en la calidad del aire, especialmente en las ciudades portuarias.

Además de la política, la innovación tecnológica es fundamental para lograr un transporte marítimo con bajas emisiones de carbono o cero emisiones. Los institutos académicos de investigación, los laboratorios gubernamentales y las empresas ahora están experimentando con la electrificación, los combustibles con cero o bajas emisiones de carbono, como el hidrógeno, el gas natural, el amoníaco y los biocombustibles, y las fuentes de energía alternativas, como las pilas de combustible y la energía solar, eólica y de las olas. Cada uno tiene sus ventajas y desventajas.

Por qué es importante electrificar los barcos

Al igual que en tierra, la electrificación es una de las claves para limpiar las emisiones de la industria. Permite que los motores que funcionan con combustibles fósiles sean reemplazados por tecnologías alternativas de generación de energía, o que se reduzcan de tamaño y se actualicen para operar con bajas emisiones.También permite a los barcos Conéctate a la electricidad mientras estás en el puerto., reducir las emisiones al ralentí.

La electrificación y la hibridación de los barcos son Tendencias importantes para embarcaciones comerciales y militaresLa electrificación de barcos significa reemplazar los sistemas mecánicos tradicionales por sistemas eléctricos. Algunas flotas ya han electrificado la propulsión y el manejo de carga. Los sistemas híbridos, por otro lado, integran diferentes mecanismos de generación de energía, como el motor y la batería, para aprovechar sus propiedades complementarias.

Creo que una electrificación más profunda y una hibridación más amplia son estrategias fundamentales para lograr un transporte marítimo ecológico.

Grúas cargan contenedores en barcos atracados en el puerto.
Los barcos que pueden conectarse a la electricidad en los puertos pueden evitar quemar combustibles que producen gases de efecto invernadero y contaminación.
Ernesto Velázquez/Unsplash, CC

También existe una gran oportunidad para mejorar las operaciones de las flotas existentes y reducir el uso de combustible a través de la automatización y el control en tiempo real. Los sensores avanzados, la inteligencia artificial y el aprendizaje automático pueden ayudar a los barcos a «ver», «pensar» y «actuar» mejor para mejorar la eficiencia y reducir las emisiones.

Combustible verde para viajes marítimos

Cambiar a fuentes de combustible más limpias y ecológicas es fundamental para descarbonizar la industria del transporte marítimo.

La mayoría de las plantas de energía en los barcos de hoy en día se basan en motores de combustión interna que utilizan fuel oil pesado barato. Las innovaciones en el diseño de motores de turbinas de gas y diesel marinos y el tratamiento de gases de escape reducen las emisiones nocivas. Sin embargo, la mayor parte de la «fruta al alcance de la mano» ya se ha cosechado y hay poco espacio para mejoras sustanciales en los suministros de energía tradicionales.

El enfoque ahora está en desarrollar fuentes de combustible más limpias y tecnologías alternativas de generación de energía más eficientes.

Se espera que los combustibles de bajo o cero carbono, como el gas natural, el amoníaco y el hidrógeno, sean las principales fuentes de energía para el transporte marítimo en el futuro. amoníaco Fácil de transportar y almacenar, puede ser utilizado en motores de combustión interna y pilas de combustible de alta temperatura. Pero al igual que el hidrógeno, todavía está hecho en gran parte de combustibles fósiles. También es venenoso. Ambos podrían fabricarse potencialmente con agua electrolizada y energía renovable, pero las tecnologías de cero carbono aún se encuentran en sus primeras etapas y son costosas.

Estos combustibles han comenzado a sustituir a los diésel pesados ​​en algunos sectores marinos, Principalmente como un proyecto de demostración. Y es más lento de lo necesario. El costo y la infraestructura siguen siendo los principales obstáculos.

Energía renovable, me gusta viento, solar Y la energía de las olas también es prometedora. La integración de la energía renovable en una solución energética rentable y confiable para los buques de alta mar es otro desafío al que se enfrentan los desarrolladores.

Alimentando barcos con celdas de combustible y baterías

También se espera que las pilas de combustible y las baterías sean tecnologías alternativas de generación de energía.

A través de reacciones electroquímicas, las celdas de combustible generan electricidad de manera eficiente y limpia, lo que las hace muy atractivas para el transporte.pila de combustible y Hidrógeno puro o gas reformado, a excepción de las pilas de combustible de alta temperatura que pueden utilizar gas natural o amoníaco como combustible.

Dada la infraestructura de combustible existente, la mayoría de los proyectos de demostración de celdas de combustible en alta mar deben almacenar hidrógeno líquido o utilizar sistemas a bordo que conviertan el gas natural u otros combustibles en gas de síntesis rico en hidrógeno. Para la adopción generalizada de la tecnología de celdas de combustible, se debe desarrollar una infraestructura de almacenamiento de hidrógeno.

La tecnología de baterías es fundamental para la electrificación, incluso para barcos propulsados ​​por motores de combustión interna. También tiene sus propios desafíos únicos. Además de mantener la batería segura y protegida (no desea un incendio o un corte de energía en el océano), la robustez y la flexibilidad son necesarias para impulsar operaciones como el manejo de carga y remolcadores.

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Invierte en el futuro

En 2018, el Comité de Protección del Medio Marino de la OMI Pon una meta Reducir la intensidad de carbono de la flota mundial en al menos un 40 % para 2030 y reducir a la mitad sus emisiones de gases de efecto invernadero con respecto a los niveles de 2008 para 2050.

Estos objetivos son importantes, pero dejan plazos de acción en el futuro.En su reunión de junio de 2021, la OMI acordó algunas lineas cortas Objetivo, incluida la reducción de la intensidad de carbono de los buques 2% anual de 2023 a 2026.también está de acuerdo Prohibición del fuelóleo pesado en el Ártico A partir de 2024, con exenciones permitir que algunos barcos continúen Allí hasta 2029.

Los países y algunas líneas navieras han sugerido acelerar la transición. A principios de junio, los gobiernos de Dinamarca, Noruega y los Estados Unidos, junto con el Foro Marítimo Mundial y el Centro Maersk McKinney Moeller para el envío sin emisiones de carbono, anunciaron un nuevo Misión de envío de cero emisiones Intente escalar e implementar nuevas soluciones marítimas ecológicas más rápido.

El gigante naviero AP Møller-Maersk dice que puede apoyar los gravámenes $150 por tonelada de CO2 Alentar más innovación y una transición más rápida, aunque otros en la industria piensan que tal impuesto Casi el doble del costo del combustible búnker y el flete más caro, con repercusiones para toda la economía mundial.

Creo que la gran visión del envío sin emisiones se puede realizar si las comunidades de diseño de barcos y operaciones de flotas trabajan con los legisladores, la industria logística y las amplias comunidades académicas y tecnológicas de la industria para encontrar soluciones.

Este es un momento emocionante para trabajar en el campo de las soluciones energéticas y de energía de envío. Las tecnologías desarrolladas hoy tendrán un impacto transformador no solo en la industria marina sino también en la sociedad.

Esta historia se actualizó el 17 de junio de 2021 con los resultados de la reunión de la OMI

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