Desenvolvimento sustentável: Eletrificação dos portos
O que significa conexão à terra? Alexandros Lampoglou e Ilias Bougas da Ship Nerd News explicam o conceito de Alimentação à Terra, que reduz as emissões e elimina os níveis de ruído no porto.
A Alimentação à Terra (OPS), comumente chamada de Alimentação no Porto, Eletricidade à Beira (SSE), Alimentação Marítima Alternativa (AMP), Conexão à Terra de Alta Tensão (HSCV) ou “Cold Ironing”, representa uma opção de alimentação alternativa para navios atracados que, ao permitir a parada dos geradores a bordo, reduz as emissões. O principal objetivo para a OPS é focar na melhoria da qualidade do ar local do porto, reduzindo poluentes provenientes de navios, como óxidos de nitrogênio (NOx), óxidos de enxofre (SOx), material particulado (PM) ou outras substâncias associadas aos processos de combustão a bordo. A redução do CO2 emitido pelos navios no cais também seria um resultado significativo, especialmente se a mistura de eletricidade fornecida provier principalmente de fontes de produção elétrica azul/verde (biomassa, hidrelétrica ou renováveis).
Como parte da iniciativa Fit for 55 da UE, que visa reduzir a poluição e atingir emissões líquidas de carbono zero, todos os grandes portos da União Europeia são obrigados a implementar infraestruturas de alimentação à terra até 2030. Essa infraestrutura permitirá que os navios se conectem e minimizem as emissões durante a parada no porto. Em conformidade com essa diretiva, as empresas de cruzeiros associadas à CLIA (Cruise Lines International Association) estão comprometidas em usar eletricidade à terra quando disponível. Esforços colaborativos com os portos estão em andamento para facilitar a implementação desse projeto. Portanto, há um impulso pró-ativo para priorizar investimentos em infraestruturas de alimentação à terra nos portos onde os navios de cruzeiro podem atracar. Para apoiar a transição, essas empresas estão investindo ativamente na conversão de navios e equipando-os com a capacidade de se conectar à eletricidade à terra. Prevê-se que mais de 210 navios na frota da CLIA terão capacidade de alimentação à terra até 2028. Além disso, os esforços contínuos de conversão estenderão essa capacidade a navios adicionais, cobrindo 72% da frota e representando 74% da capacidade global de passageiros. Esse comprometimento coletivo da indústria destaca um esforço conjunto em direção a práticas sustentáveis e redução de emissões no setor de cruzeiros.
Electrification of Ports
Opções de eletricidade à beira (SSE)
Alimentação à terra
A adoção da tecnologia de Alimentação à Terra (OPS) desempenha um papel fundamental na mitigação das emissões dos navios no cais. Esse avanço está alinhado com a crescente disponibilidade de OPS, no âmbito das iniciativas de sustentabilidade dos portos. A oferta de eletricidade de alta tensão é um catalisador chave para OPS de navios com alta potência. A implementação de projetos OPS requer a colaboração de vários intervenientes, destacando a natureza delicada desta solução sustentável. À medida que a automação da arquitetura do sistema OPS está aumentando, ela contribui para operações mais eficientes e enxutas. Como resultado desses avanços, mais e mais portos oferecem serviços OPS, proporcionando aos navios meios de reduzir as emissões durante a atracação. Essa mudança tem amplos benefícios, com impactos positivos na qualidade do ar local, na redução das emissões de gases de efeito estufa e na mitigação da poluição sonora. Reconhecendo os diferentes perfis operacionais dos navios no cais, há um foco crescente na importância da alimentação de alta tensão (>1 kV AC) para conexões mais eficientes.
Além disso, lidar com aspectos como a correspondência da frequência AC (50/60 Hz) torna-se crucial, especialmente para os navios transoceânicos. A conquista da padronização, exemplificada pela série completa IEC/IEEE 8005, adiciona um nível de consistência à implementação de OPS. Em conclusão, a Organização Marítima Internacional (IMO) finalizou as Diretrizes Internas para a Operação Segura de OPS, marcando um passo significativo para garantir a segurança e eficácia da tecnologia OPS na indústria marítima.
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Carregamento de baterias à terra
O aumento de navios elétricos e híbridos impulsionou o desenvolvimento do carregamento de baterias à terra, evoluindo paralelamente ao aumento desses navios. Um aspecto vital desse progresso é a adoção do carregamento de infraestrutura à terra, facilitado por transformadores à terra. A crescente frota de navios elétricos e híbridos levou à criação de opções automatizadas de carregamento de baterias à terra, muitas vezes integradas a sistemas dedicados de atracação. Uma vantagem significativa desse desenvolvimento é a economia de espaço significativo a bordo do navio receptor, obtida pela incorporação de transformadores à terra. As especificações para o carregamento de baterias à terra geralmente incluem carregadores de vários megawatts-hora (MWh), destacando a necessidade de capacidade de carregamento rápido durante curtos períodos de atracação. Essa evolução na transformação da indústria marítima destaca o compromisso de buscar soluções de energia mais limpas e eficientes que possam contribuir para a redução das emissões de gases de efeito estufa em um futuro próximo.
Troca de baterias
A troca de baterias pode ser considerada uma solução promissora para navios elétricos e híbridos, oferecendo o potencial de reduzir significativamente os tempos de parada, eliminando a necessidade de “aguardar o carregamento”. O sucesso desse método depende de dois fatores cruciais: modularidade e padronização. Abraçando esses princípios, a troca de baterias não apenas melhora a flexibilidade, mas também reduz os tempos de recarga durante as paradas, levando a ganhos operacionais, especialmente no comércio marítimo com rotas fixas. A alta demanda da indústria por soluções padronizadas reflete um esforço coletivo para mitigar os riscos associados a abordagens proprietárias múltiplas.
Para apoiar a ampla adoção da troca de baterias, é imperativo projetar uma infraestrutura de interface navio-terra que garanta a gestão rápida e segura das unidades de módulos de bateria, contribuindo ainda mais para a eficiência e confiabilidade dessa tecnologia inovadora.
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Situação atual
Como a sustentabilidade na indústria de cruzeiros tem sido uma prioridade nos últimos anos, as empresas de cruzeiros têm sido proativas na adoção de novos padrões. Nos últimos anos, os líderes de cruzeiros têm se concentrado cada vez mais na redução e transição do consumo de suas frotas para atingir os níveis mais baixos possíveis. Como resultado, as empresas de cruzeiros estão buscando maneiras mais ecológicas de operar, utilizando fontes de energia alternativas como LSFO, LNG, MGO ou alimentação à terra no porto.
Do lado do porto, à medida que também há uma maior conscientização das ações para melhorar a sustentabilidade, uma das iniciativas é fornecer conexões elétricas à terra. Embora não seja um conceito novo no setor de carga e balsas, requer um investimento para os portos de cruzeiros, pois o equipamento e a instalação envolvidos são mais complexos do que nos portos de carga.
Em geral, o FuelEU Maritime estabelece os requisitos de intensidade de emissões de gases de efeito estufa (GHG) para a energia utilizada a bordo dos navios que operarão na UE a partir de 2025. Além disso, impõe o uso de alimentação à terra para navios porta-contentores e de cruzeiro em determinados portos da UE a partir de 2030. A partir de 2030, os navios de passageiros devem se conectar à eletricidade à terra quando estiverem no porto por mais de duas horas em um porto da Rede Transeuropeia de Transportes (TEN-T). A partir de 2035, o requisito se aplicará a todos os portos onde a alimentação à terra estiver disponível. Atualmente, a América do Norte lidera a indústria no fornecimento de eletricidade à terra para navios de cruzeiro. Um dos fatores é que os portos são maiores e regularmente recebem navios de cruzeiro maiores. Esses navios maiores são mais recentes e, portanto, equipados para o “Cold Ironing”, então a demanda nesta área é maior em comparação com a Europa, onde esses navios não navegam com frequência.
Um resumo dos portos identificados equipados com alimentação à terra para navios de cruzeiro é apresentado nas seguintes tabelas:
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A opinião da Ship Nerd
nquanto discute o estado atual e a infraestrutura disponível para a conexão à terra, não há informações sobre o número de portos ativos-financiados-em planejamento que efetivamente usam o atracamento a frio com energia verde. A energia verde é produzida a partir de fontes renováveis como vento, solar e hidrelétrica e tem um impacto ambiental muito menor em comparação com os combustíveis fósseis como carvão e gás. À luz do exposto e considerando que não deve haver muitos portos verdes, é difícil quantificar o verdadeiro benefício. No curto prazo, não é tão importante saber de onde vem a energia. A indústria deve investir na ideia de ter infraestrutura pronta a curto prazo, permitindo assim que o porto e os navios façam a transição quando a energia verde estiver disponível. Tudo levaria significativamente mais tempo no caso de nenhum porto ou navio se preparar para o atracamento a frio até que a energia verde esteja disponível.
Desenvolvimentos Futuros
Além da Alimentação à Terra (OPS), as Diretrizes da EMSA para Eletricidade à Beira (SSE) também incluem a Recarga de Baterias à Terra (SBC) e Bancos de Alimentação à Terra (SPB), como mencionado anteriormente. Essas alternativas têm um considerável potencial de crescimento no futuro, com algumas aplicações de serviço já em desenvolvimento. Embora a experiência e o conhecimento atuais dessas alternativas SSE sejam limitados, é necessário destacar os riscos associados desde as fases iniciais. Uma consideração mais aprofundada deve ser focada na recarga de baterias e nos sistemas de baterias com eletrólito líquido, especialmente no uso da tecnologia de lítio.
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Conclusão
Em resumo, a implementação da Alimentação à Terra (OPS) pode ser considerada uma medida significativa para a redução das emissões locais e minimização dos níveis de ruído nos portos, melhorando assim o impacto ambiental dos navios de cruzeiro durante a parada no porto. Para facilitar a adoção da OPS, é importante ser reconhecido como um caso de negócios prioritário pelos diferentes países, onde os fundos públicos seriam essenciais, especialmente nos terminais de cruzeiros. Deveria fazer parte dos investimentos em infraestrutura em suas estratégias mais amplas de descarbonização.
Um fator crucial na transição longe dos combustíveis fósseis durante as paradas seria a competitividade dos preços da eletricidade. Incentivos financeiros, como tarifas de recarga acessíveis, eliminação ou redução de impostos sobre eletricidade e evitar regimes de recuperação de custos onerosos para a infraestrutura, podem desempenhar um papel crucial nessa transição. Normas acordadas internacionalmente devem encontrar espaço onde os requisitos técnicos sejam razoáveis o suficiente para permitir que os portos se conformem e garantam conexões compatíveis e seguras entre portos e navios em todo o mundo. Finalmente, estudos adicionais devem ser empreendidos para verificar se os portos obrigados a ter capacidade de atracação a frio serão capazes de possuir o requisito de excedente energético necessário para sustentar os consideráveis requisitos energéticos de qualquer tipo de navio.
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