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6 de enero de 2024

¿Qué significa la conexión a tierra? Alexandros Lampoglou e Ilias Bougas de Ship Nerd News nos explican el concepto de Alimentación a Tierra que reduce las emisiones y elimina los niveles de ruido en el puerto.

La Alimentación a Tierra (OPS), comúnmente llamada Alimentación en Puerto, Electricidad en la Orilla (SSE), Alimentación Marítima Alternativa (AMP), Conexión a Tierra de Alta Tensión (HSCV) o “Cold Ironing”, representa una opción de alimentación alternativa para los barcos atracados que, al permitir el apagado de los generadores a bordo, reduce las emisiones. El objetivo principal de la OPS es centrarse en mejorar la calidad del aire local del puerto mediante la reducción de contaminantes provenientes de los barcos, como óxidos de nitrógeno (NOx), óxidos de azufre (SOx), partículas (PM) u otras sustancias asociadas a los procesos de combustión a bordo. La reducción de CO2 emitido por los barcos en el muelle también sería un resultado relevante, especialmente si la mezcla de electricidad suministrada proviene principalmente de fuentes de producción eléctrica azules/verdes (biomasa, hidroeléctrica o renovables).

Como parte de la iniciativa Fit for 55 de la UE, que tiene como objetivo reducir la contaminación y alcanzar emisiones netas de carbono cero, se requiere que cada gran puerto de la Unión Europea implemente infraestructuras de alimentación a tierra para 2030. Esta infraestructura permitirá que los barcos se conecten y minimicen las emisiones durante la parada en el puerto. En cumplimiento con esta directiva, las compañías de cruceros asociadas a CLIA (Asociación Internacional de Líneas de Cruceros) se comprometen a utilizar la electricidad a tierra cuando esté disponible. Se están llevando a cabo esfuerzos colaborativos con los puertos para facilitar la implementación de este proyecto. Por lo tanto, hay un impulso proactivo para priorizar las inversiones en infraestructuras de alimentación a tierra en los puertos donde pueden atracar los barcos de crucero. Para respaldar la transición, estas compañías están invirtiendo activamente en la conversión de los barcos y equipándolos con la capacidad de conectarse a la electricidad a tierra. Se espera que más de 210 barcos en la flota de CLIA tengan capacidad de alimentación a tierra para 2028. Además, los esfuerzos de conversión en curso ampliarán esta capacidad a barcos adicionales, cubriendo el 72% de la flota y representando el 74% de la capacidad de pasajeros a nivel mundial. Este compromiso colectivo de la industria destaca un esfuerzo concertado hacia prácticas sostenibles y la reducción de emisiones en el sector de cruceros.

Opciones de electricidad en puerto (SSE)

Alimentación a tierra

La adopción de la tecnología de Alimentación a Tierra (OPS) desempeña un papel fundamental en la mitigación de las emisiones de los barcos en el muelle. Este avance se alinea con la creciente disponibilidad de OPS, en el marco de las iniciativas de sostenibilidad de los puertos. La oferta de electricidad de alta tensión es un catalizador clave para las OPS de barcos de alta potencia. La implementación de proyectos OPS requiere la colaboración de varios actores, destacando la naturaleza delicada de esta solución sostenible.

A medida que la automatización de la arquitectura del sistema OPS está en aumento, contribuye a operaciones más eficientes y simplificadas. Como resultado de estos avances, cada vez más puertos ofrecen servicios OPS, brindando a los barcos los medios para reducir las emisiones durante el atraque. Este cambio tiene beneficios significativos, con impactos positivos en la calidad del aire local, la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y la mitigación de la contaminación acústica. Reconociendo los diferentes perfiles operativos de los barcos en el muelle, hay un creciente enfoque en la importancia de la alimentación de alta tensión (>1 kV AC) para conexiones más eficientes.

Además, abordar aspectos como la concordancia de la frecuencia AC (50/60 Hz) se vuelve crucial, especialmente para los barcos transoceánicos. Lograr la estandarización, ejemplificada por la completa serie IEC/IEEE 8005, agrega un nivel de coherencia a la implementación de OPS. En conclusión, la Organización Marítima Internacional (IMO) ha finalizado las Directrices Internas para la Operación Segura de OPS, marcando un paso significativo para garantizar la seguridad y eficacia de la tecnología OPS en la industria marítima.

Carga de baterías a tierra

El aumento de los barcos eléctricos e híbridos ha impulsado los desarrollos en la carga de baterías a tierra, evolucionando paralelamente al aumento de estos barcos. Un aspecto vital de este progreso es la adopción de la carga desde infraestructuras a tierra, facilitada a través de transformadores a tierra. La creciente flota de barcos eléctricos e híbridos ha llevado a la creación de opciones automatizadas de carga de baterías a tierra, a menudo integradas con sistemas de atraque dedicados. Una ventaja notable de este desarrollo es la conservación de un espacio significativo a bordo del barco receptor, logrado mediante la incorporación de transformadores a tierra. Las especificaciones para la carga de baterías a tierra generalmente incluyen cargadores de varios megavatios-hora (MWh), destacando la necesidad de capacidades de carga rápida durante períodos cortos de atraque.

Esta evolución en el cambio transformador de la industria marítima subraya el compromiso de buscar soluciones energéticas más limpias y eficientes que puedan contribuir a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero en el futuro próximo.

Intercambio de baterías

El intercambio de baterías puede considerarse una solución prometedora para los barcos eléctricos e híbridos, ofreciendo el potencial de reducir significativamente los tiempos de espera al eliminar la necesidad de “esperar la recarga”. El éxito de este enfoque depende de dos factores cruciales: modularidad y estandarización. Abrazar estos principios no solo mejora la flexibilidad, sino que también reduce los tiempos de recarga durante las paradas, lo que lleva a ganancias operativas, especialmente en el comercio por agua con rutas fijas. La alta demanda de la industria de soluciones estandarizadas refleja un esfuerzo colectivo para mitigar los riesgos asociados con múltiples enfoques propietarios.

Para respaldar la amplia adopción del intercambio de baterías, es imperativo diseñar una interfaz nave-tierra que garantice una gestión rápida y segura de las unidades de módulos de baterías, contribuyendo aún más a la eficiencia y confiabilidad de esta tecnología innovadora.

Situación actual

Dado que la sostenibilidad en la industria de cruceros ha sido una prioridad en los últimos años, las compañías de cruceros han sido proactivas en la adopción de nuevos estándares. En los últimos años, los líderes de cruceros se han centrado cada vez más en la reducción y transición del consumo de sus flotas para alcanzar los niveles más bajos posibles. Como resultado, las compañías de cruceros buscan una forma más ecológica de operar utilizando fuentes de energía alternativas como LSFO, LNG, MGO o alimentación a tierra en puerto.

Desde el lado del puerto, dado que también hay una mayor conciencia de las acciones para mejorar la sostenibilidad, una de las iniciativas es proporcionar conexiones eléctricas a tierra. Aunque no es un concepto nuevo en la industria de carga y ferries, requiere una inversión para los puertos de cruceros ya que el equipo y la instalación involucrados son más complejos que los puertos de carga.

En general, FuelEU Maritime establece los requisitos de intensidad de emisiones de gases de efecto invernadero (GHG) para la energía utilizada a bordo de los barcos que operarán en la UE a partir de 2025. Además, impone el uso de la alimentación a tierra para los portacontenedores y barcos de crucero en ciertos puertos de la UE a partir de 2030.

Desde 2030, se requiere que los barcos de pasajeros se conecten a la electricidad a tierra cuando estén en el muelle por más de dos horas en un puerto de la Red Transeuropea de Transporte (TEN-T). A partir de 2035, el requisito se aplicará a todos los puertos donde esté disponible la alimentación a tierra. Actualmente, América del Norte lidera la industria en la provisión de electricidad a tierra para los barcos de crucero. Uno de los factores es que los puertos son más grandes y albergan regularmente barcos de crucero más grandes. Estos barcos más grandes son más nuevos y, por lo tanto, están equipados para el “Cold Ironing”, por lo que la demanda en esta área es mayor en comparación con Europa, donde estos barcos no navegan con frecuencia.

Un resumen de los puertos identificados equipados con alimentación a tierra para los barcos de crucero se presenta en las siguientes tablas:

La opinión de Ship Nerd

Mientras se habla del estado actual y de la infraestructura disponible sobre la conexión a tierra, no hay información sobre el número de puertos activos-financiados-en planificación que realmente utilizan el atraque en frío con energía verde. La energía verde se produce a partir de fuentes renovables como el viento, la energía solar e hidroeléctrica y tiene un impacto ambiental mucho menor que los combustibles fósiles como el carbón y el gas. A la luz de lo anterior y considerando que no debería haber muchos puertos verdes, es difícil cuantificar el beneficio real. A corto plazo, no es tan importante saber de dónde proviene la energía. La industria debería invertir en la idea de tener infraestructuras listas a corto plazo, permitiendo así que el puerto y los barcos hagan la transición cuando la energía verde esté disponible. Todo llevaría significativamente más tiempo en caso de que ningún puerto o barco se preparara para el atraque en tierra hasta que esté disponible la energía verde.

Desarrollos futuros

Además de la Alimentación a Tierra (OPS), las Directrices de la EMSA sobre la Electricidad en la Orilla (SSE) también incluyen la Recarga de Baterías a Tierra (SBC) y los Bancos de Alimentación a Tierra (SPB) como se mencionó anteriormente. Estas alternativas tienen un considerable potencial de crecimiento en el futuro, con algunas aplicaciones de servicio ya en desarrollo. Aunque la experiencia y el conocimiento actuales de estas alternativas SSE son limitados, es necesario destacar desde las primeras etapas los riesgos asociados. Se debe prestar una consideración más detenida a la recarga de baterías y a los sistemas de baterías con electrolito líquido, especialmente en el uso de la tecnología de litio.

Conclusión

En resumen, la implementación de la Alimentación a Tierra (OPS) puede considerarse como una medida significativa para la reducción de las emisiones locales y la minimización del nivel de ruido en los puertos, mejorando así el impacto ambiental de los barcos de crucero durante la parada en el puerto. Para facilitar la adopción de la OPS, es importante ser reconocido como un caso empresarial prioritario por los diferentes países donde serían esenciales los fondos públicos, especialmente en los terminales de cruceros. Debería formar parte de las inversiones en infraestructuras en sus estrategias más amplias de descarbonización.

Un factor crucial en la transición lejos de los combustibles fósiles durante las paradas sería la competitividad de los precios de la electricidad. Los incentivos financieros, como tarifas de recarga económicas, eliminación o reducción de impuestos sobre la electricidad y evitar regímenes de recuperación de costos frontalmente onerosos para la infraestructura, podrían desempeñar un papel crucial en esta transición. Se deben establecer estándares acordados a nivel internacional donde los requisitos técnicos sean lo suficientemente razonables como para permitir que los puertos cumplan y garanticen conexiones compatibles y seguras entre puertos y barcos en todo el mundo.

Finalmente, se deben realizar estudios adicionales para verificar si los puertos obligados a contar con capacidad de atraque en frío serán capaces de cumplir con el requisito de excedente de energía necesario para satisfacer los considerables requisitos energéticos de cualquier tipo de barco.

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