Seis preguntas sobre la descarbonización del Sector Marítimo

Trabajo de Rafael Gutiérrez Fraile y Rubén López Pulido, ingenieros navales y miembros del Comité de Asuntos Marítimos y Marinos del Instituto de la Ingeniería de España.

¿EVOLUCIÓN O REVOLUCIÓN?

El sector marítimo supone aproximadamente un 3% de las emisiones mundiales de CO2. No siendo una proporción alta, es lo suficientemente grande para que exista una demanda social y una presión política para reducir estas emisiones en línea con los objetivos mundiales de descarbonización de las actividades humanas.

Los objetivos de emisiones de CO2 desde buques establecidos por la Organización Marítima Internacional (OMI) aspiran a que en 2050 se emita sólo el 50% de lo que se emitía en 2008, al tiempo que se contempla un crecimiento de la flota mundial del orden del 100% hasta esa fecha. Una sencilla regla de tres indica que, para llegar a eso, el buque medio deberá emitir solamente el 25% de lo que hacía su equivalente en 2008.

Hay que señalar que otras partes interesadas aspiran a que la reducción sea total, que en 2050 el mundo marítimo, en toda su variedad, sea neutro en emisiones de CO2; emisiones cero. Por tanto, el objetivo señalado por la OMI es probablemente el mínimo cambio al que las industrias marítimas deberán adaptarse en los próximos 30 años.

Las mejoras evolutivas previsibles tanto en el campo de la hidrodinámica como de las tecnologías de propulsión y de ahorro energético a bordo, indican claramente que, por esa vía evolutiva, sin cambios revolucionarios, no será posible llegar a la reducción del 75% de consumo necesaria para reducir las emisiones de CO2 como es el objetivo.

Ni siquiera con reducciones significativas de las velocidades operativas de los buques, sumadas a las citadas mejoras evolutivas, sumadas además al uso de velas, aerogeneradores, paneles FV en los buques, se podrán alcanzar esos objetivos. Por tanto, va a ser necesaria una revolución tecnológica para que los nuevos buques con los que se va renovando la flota existente y aumentando la flota de aquí a 2050 tengan emisiones netas de CO2 cada vez menores, o a ser posible nulas.

La naturaleza de esa revolución dependerá de la respuesta que se vaya dando a una serie de preguntas.

¿HIDRÓGENO U OTROS COMBUSTIBLES?

A día de hoy, la inmensa mayoría de los buques del mundo están propulsados por motores diésel alimentados con combustible líquido, que en términos generales llamaremos gasoil marino.

Un camino hacia la descarbonización es utilizar en estos motores combustibles no fósiles, con propiedades físicas o químicas similares al gasoil marino, pero fabricados artificialmente, con CO2 extraído de la atmósfera por dos caminos. El primero es utilizar la fotosíntesis o la descomposición de productos orgánicos, dando lugar a los llamados biocombustibles; biogás, biometanol, bioetanol y biodiésel.

El segundo grupo de combustibles alternativos sería el fabricado artificialmente en procesos alimentados por energías renovables dando lugar a los llamados electrocombustibles; hidrógeno, amoniaco, e-metano, e-metanol y otros.

Varios de los biocombustibles y e-combustibles distintos del hidrógeno, pueden a su vez usarse como vectores de hidrógeno para facilitar el transporte y luego extraer de ellos el hidrógeno que contienen mediante procesos llamados de reformado.

Todas estas alternativas se dividen, desde el punto de vista de la tecnología propulsiva de buques, en solamente dos: hidrógeno u otros combustibles. El motivo es que sólo con hidrógeno puro se pueden alimentar las celdas de combustible que generan electricidad sin emisiones de CO2 y alimentan motores eléctricos para propulsión y otros servicios del buque.

Todos los demás combustibles, o bien se reforman para extraer el hidrógeno y usarlo como tal, o deben usarse en combinación con motores diésel derivados de los actuales.

La apuesta de la UE y de España es por una sociedad basada en la electricidad de fuentes renovables para la mayoría de las aplicaciones, y por el hidrógeno como vector energético para aplicaciones móviles no electrificables, entre ellas y principalmente, el transporte marítimo, aéreo y una parte del terrestre. Sectores éstos a los que las baterías eléctricas no es probable que puedan dar soluciones, por no tener la densidad de almacenamiento de energía que se necesita en la mayoría de los casos.

La solución para el transporte marítimo no tiene por qué ser única, pero la o las que se impongan a largo plazo lo serán principalmente por motivos económicos y de seguridad operativa.

¿MOTORES O CELDAS DE COMBUSTIBLE?

Los motores diésel son capaces de adaptarse a quemar muchos tipos de combustible. Ante la previsible prohibición o limitaciones a uso del gasoil marino en el futuro, los diseñadores y fabricantes ya están haciendo pruebas para homologarlos con los que podrían ser los combustibles del futuro; hidrógeno, gas natural o metano, LPG, metanol, etanol, biodiésel y amoniaco.

Para el motor, lo importante son las propiedades físicas y químicas del combustible, no su origen. Da casi lo mismo usar metanol de origen fósil, bio-metanol o e-metanol, por poner un ejemplo. Los motores actuales ya pueden quemar, y queman gas natural, LPG o metanol. Los retos actuales van en la dirección de adaptarlos para usar hidrógeno o amoniaco, por ejemplo.