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Jun 13, 2023

Combustibles del futuro: metanol

Barry Parker de bdp1 Consulting Ltd brinda apoyo estratégico y táctico... 2 de agosto de 2023 (Imagen: Glosten) Cualquier comentarista sobre el viaje de descarbonización de las empresas marítimas ofrecerá algo

Barry Parker de bdp1 Consulting Ltd proporciona apoyo estratégico y táctico...

2 de agosto de 2023

(Imagen: brillante)

Cualquier comentarista sobre el viaje de descarbonización de las empresas marítimas ofrecerá algo como "Habrá múltiples combustibles..." Con las reuniones de su Comité de Protección Ambiental Marítima (MEPC) de la Organización Marítima Internacional (OMI) programadas para principios de julio, es probable que Los objetivos de emisiones serán más estrictos. Cualesquiera que sean los hitos que realmente establezca la OMI, no se dictarán prescripciones sobre cómo llegar allí. A mediados de 2023, casi dos años después del crescendo de los combustibles alternativos a finales de 2021 tras las reuniones de la COP26 en Glasgow, se están probando e implementando numerosas alternativas al actual dominio de los combustibles fósiles.

Si bien la palabra "ganador" puede ser demasiado fuerte, un combustible para usos marítimos, el metanol, parece estar ganando terreno. En una conferencia de la industria, celebrada a finales del invierno de 2023 en Nueva York, John McDonald, vicepresidente ejecutivo y director de operaciones (COO) de American Bureau of Shipping, afirmó que: "El metanol se está convirtiendo rápidamente en el combustible alternativo preferido para el transporte marítimo en el transición energética, con una infraestructura que ahora se está estableciendo más allá del metanol gris con acuerdos para la generación y suministro de metanol verde que se están desarrollando en todo el mundo". Señaló que se están llevando a cabo docenas de proyectos de metanol en el sector marítimo y agregó: "La producción de metanol verde está aumentando y comenzando a ingresar a la cadena de suministro en volúmenes significativos. Esto, combinado con sus otras ventajas incorporadas de tecnología establecida y facilidad de manejo, "Dará rápidamente al metanol una masa crítica en el mercado". En un comunicado de ABS sobre su aprobación en principio (AIP) de un sistema de manejo de combustible de bajo punto de inflamación, McDonald señaló detalles específicos del combustible y dijo: "Su facilidad de almacenamiento y manejo, la reducción de emisiones y las características de operación a baja temperatura lo convierten en un producto prometedor". solución." ABS ha desarrollado un conjunto de reglas para los buques alimentados con metanol.

Además de Maersk (trabajando con ABS en un pedido reciente de seis buques de 17.000 TEU con metanol y doble combustible de Hyundai, y modernizando hasta 11 buques con motores MAN B &W), el operador de portacontenedores CMA CGM también ha sido noticia reciente con un pedido de 12 x 15.000 Buques TEU de China State Shipbuilding Corporation (CSSC). En el frente de los graneleros, Cargill ha tomado la iniciativa en brindar respaldo de fletamento para pedidos de buques de doble combustible (diésel/metanol).

A principios de junio, el Registro Coreano (KR) otorgó un AIP para un diseño de buque cisterna de alcance medio (MR) con el buque alimentado con metanol y diésel marino. Según KR (que trabaja en el proyecto junto con los constructores navales surcoreanos K Shipbuilding y el fabricante de equipos S&SYS), "el buque incorpora dos tanques de combustible de metanol colocados en los lados de babor y estribor de la cubierta abierta". Por su parte, Alfa Laval anunció que hay una serie de proyectos en marcha (con AIP de ABS en mano, pero sin especificar propietarios de embarcaciones) que incluirían calderas alimentadas con metanol en embarcaciones más grandes.

Aunque los megatransportistas, y ahora los petroleros de alta mar, han acaparado muchos titulares, los arquitectos navales, los fabricantes de motores y los propietarios de embarcaciones también están observando de cerca el potencial del metanol para embarcaciones más pequeñas, en particular buques remolcadores y remolcadores que prestan servicios de flotación y operaciones de asistencia a buques en los puertos. Pero el abastecimiento de combustible con metanol no está exento de desafíos, uno de los cuales es la capacidad de asegurar espacio para el tanque de combustible. Para los buques más pequeños, las pilas de combustible de hidrógeno, con moléculas de H suministradas a partir de metano, están recibiendo mucha atención.

Una empresa que está avanzando es e1 Marine, una empresa conjunta entre los financiadores de buques Maritime Partners, LLC (MP), los innovadores en tecnología de metanol a hidrógeno Element 1 Corp. y el propietario de buques cisterna de aguas profundas Ardmore Shipping. e1 Marine tiene una tecnología patentada de generador de metanol a hidrógeno (también conocida como reformador) diseñada para alimentar hidrógeno a una celda de combustible de membrana de electrolito polimérico (PEM) a bordo. El generador de metanol a hidrógeno M18, que utiliza una mezcla de metanol y agua, está empaquetado en un módulo de tamaño similar a un refrigerador comercial. La salida del generador alimenta una celda de combustible que produce electricidad, alimentada a una red de CC que a su vez alimenta a los motores eléctricos que hacen girar las hélices, para manejar la carga del hotel del barco o a un banco de baterías para su almacenamiento y reutilización.

Los propietarios europeos han utilizado pilas de combustible, alimentadas con metanol, de Advent Technologies, con sede en Boston. El trabajo de Advent incluyó la participación en Rivercells, un proyecto de demostración financiado por el gobierno alemán. Este proyecto, en el que también participa el astillero Meyer Werft, tiene como objetivo desarrollar y demostrar una solución práctica segura para un sistema híbrido de energía eléctrica para buques de navegación interior que utilizan pilas de combustible en aplicaciones marítimas confinadas. En colaboración con Innogy (una empresa energética que ahora forma parte de la mayor E.ON), se construyó el buque de pasajeros Innogy para operar en aguas alemanas.

Maritime Partners está desarrollando el remolcador Hydrogen One para el operador ACBL. (Imagen: Grupo de diseño de Elliott Bay)

Para demostrar esta tecnología innovadora a los participantes en el mercado de embarcaciones de trabajo, Maritime Partners está construyendo el M/V Hydrogen One, con un diseño de Elliott Bay Design Group (EBDG), con sede en Seattle, en Intracoastal Iron Works en Bourg, Luisiana. Maritime Partners El vicepresidente de desarrollo empresarial, Beau Berthelot, ha dicho que la entrega se prevé para 2024. El barco, que emplea la tecnología patentada de generación de metanol a hidrógeno de e1 Marine, será operado por American Commercial Barge Line (ACBL), que opera una flota de casi 190 remolcadores en servicios regulares en los ríos interiores y a lo largo de la Costa del Golfo. Maritime Partners describe el Hydrogen One como "destinado a imitar un bote de empuje interior de 2.000 hp... ese barco puede ir a cualquier parte del sistema de vías navegables interiores... con su alcance esperado, estaría sirviendo entre Nueva Orleans y Houston, por ejemplo". El barco entrará en el Subcapítulo M y Maritime Partners explicó que cumplirá con los requisitos de la Guardia Costera de EE. UU. para el manejo de metanol como combustible. "Los barcos de trabajo manejan metanol, por lo que existe un precedente. Varios OSV actualmente en funcionamiento están diseñados con sistemas de almacenamiento y transferencia de metanol para la entrega rutinaria de metanol a plataformas en el Golfo de México. Estamos trabajando estrechamente con la Guardia Costera en "Asegurándonos de que el M/V Hydrogen One funcione de forma segura". Maritime Partners ofrece una comparación del perfil de emisiones de la tecnología de reformador M18 de e-1 Marine en comparación con el diésel convencional, y dijo: "Según el modelo validado por terceros de e1 Marine, cuando el M/V Hydrogen One entre en funcionamiento, sentimos que "Puede lograr una reducción del 99% en las emisiones marinas reguladas en los EE. UU., funcionando con metanol (gris) de grado industrial actualmente disponible".

La firma de arquitectura naval Glosten también está explorando remolcadores y barcos de trabajo alimentados con metanol. Esto incluye su reciente diseño SA-100: un remolcador de asistencia portuaria de 100 pies desarrollado conjuntamente con ABB. El veterano de remolcadores Peter Soles, operaciones marítimas y desarrollo de negocios en Glosten, explicó: "Lo que hemos hecho aquí es introducir un nuevo concepto de embarcación. En Glosten, nos esforzamos por leer lo que está sucediendo en el mercado de embarcaciones de trabajo, mantener el ritmo con las tecnologías emergentes y nueva regulación, y luego desarrollar ideas de embarcaciones que creemos que resonarán entre los clientes existentes y potenciales". Y añadió: "Hemos tenido varias conversaciones con operadores de embarcaciones que están intrigados con la idea... algunos de los cuales son personas que no nos han llamado antes". Glosten describe el remolcador híbrido de metanol SA-100 como "impulsado por dos grupos electrógenos CAT 3512E compatibles con metanol que alimentan unidades L. Los grupos electrógenos se complementan con un banco de baterías marinas para un funcionamiento sin emisiones durante el tránsito y para 'impulsar' la energía a alcanzar su máxima tracción de bolardo de 90 toneladas cortas."

Glosten ha presentado un diseño de remolcador propulsado por metanol, desarrollado en colaboración con ABB. (Imagen: brillante)

Robert Allan Ltd., arquitectos navales de Vancouver, BC, ha estado trabajando estrechamente con varias empresas de remolcadores, en particular la filial Svitzer dentro del grupo Maersk, en varios diseños conceptuales, además de comunicarse estrechamente con varios astilleros. , incluido Uzmar (que recientemente entregó un remolcador de asistencia a buques ASD propulsado por diésel para Svitzer) en Turquía, sobre posibles proyectos. Jim Hyslop, su director de desarrollo de proyectos, explicó que su firma está evaluando diferentes configuraciones para remolcadores, incluidos algunos con celdas de combustible y otros con motores convencionales ajustados para quemar metanol. "Siempre estamos buscando nuevos equipos", dijo a Marine News. Cuando se le preguntó sobre las ventajas y desventajas entre las celdas de combustible y los motores de combustión interna, dijo, para asistencia en barcos y similares, que las celdas de combustible "pueden no ser volumétricamente eficientes para la cantidad de energía producida, y probablemente requerirían una batería externa". Hyslop añadió: "A veces, puede resultar muy difícil colocar todo lo necesario en un espacio reducido; es posible que los remolcadores más pequeños no tengan suficiente espacio. Por lo tanto, todavía estamos explorando".

La sociedad de clases Lloyds Register (LR, en estrecha colaboración con e-1 Marine), también ha sido extremadamente activa para facilitar la descarbonización marítima, con un gran enfoque en el metanol. También ha desarrollado un conjunto de reglas para el abastecimiento de metanol. Duncan Duffy, director global de tecnología y sistemas electrotécnicos del Centro de Tecnología Global de Lloyd's Register (en Southampton, Reino Unido), cuando se le preguntó sobre las ventajas y desventajas de la combustión interna frente a las pilas de combustible, explicó que "además de la mejora de las emisiones lograda por los sistemas de metanol , el uso de energía puede ser un factor a la hora de seleccionar la configuración del sistema de energía. Las pilas de combustible de metanol reformadas pueden lograr eficiencias de conversión de energía algo mayores en comparación con los motores de combustión directa de metanol, que son comparables a los motores diésel en alrededor del 40%. Esto puede contribuir al argumento económico si el metanol verde, tranquilizador y caro, es el combustible objetivo".

Los problemas del "huevo y la gallina" rodean a todos los combustibles alternativos. Los buques pueden quemarlos, pero es necesario que estén ampliamente disponibles; El metanol no es una excepción. LR inició recientemente su serie de seminarios web e informes "Combustible para el pensamiento", con una sesión en persona, en Singapur, celebrada en conjunto con ING Bank, en la que se analizó el metanol. LR pudo atraer a múltiples partes interesadas; A la sesión de Singapur asistieron propietarios, fletadores, OEM de motores y el Instituto del Metanol. Taylor Wamberg, gerente de desarrollo comercial de mercados marítimos de Lloyd's Register, con sede en Singapur, de LR, dijo a Marine News: "También estamos trabajando con futuros proveedores de combustible en el desarrollo de su estrategia de combustible". Vale la pena señalar los esfuerzos de Maersk para conseguir combustible; Ha firmado acuerdos por entre 1,4 y 2 millones de toneladas anuales de metanol, incluido biometanol (a partir de residuos agrícolas y forestales y residuos municipales), e-metanol (CO2 solar, eólico y renovable) y metanol verde (que utiliza CO2 biogénico). para alimentar sus portacontenedores de nueva generación, según Intelatus Global Partners, que añadió que Maersk también está revisando muchas más asociaciones de suministro de combustible.

La barcaza es un elemento integral de la cadena de suministro de combustible. Para ilustrar los puntos de Berthelot sobre el manejo de metanol, Kirby Corporation anunció recientemente que había llevado a cabo dos abastecimientos de metanol de barcazas a barcos de buques de aguas profundas, en el Puerto de Houston. Dos camiones cisterna de productos Stena, Stena Pro Marine y Stena Prosperous, fueron repostados con metanol a través de una barcaza Kirby mientras descargaban productos petrolíferos limpios. Stena (que trabaja en una empresa conjunta con Proman, un proveedor de productos derivados del gas natural) también ha realizado abastecimientos de metanol en el puerto de Amberes-Brujas.

Abastecimiento de metanol Kirby del petrolero Stena en el puerto de Houston. (Crédito: Corporación Proman)

El metanol se puede obtener ahora en los principales centros de transporte marítimo y su disponibilidad se ampliará en el futuro. Wamberg, de LR, también dijo a Marine News: "Los remolcadores operan en una amplia gama de ubicaciones, donde la disponibilidad del combustible y la flexibilidad de uso pueden ser clave. Un motor de combustión interna de doble combustible es una buena opción ya que los operadores de remolcadores mantienen esa flexibilidad. "Si no pueden almacenar metanol en el puerto en el que están trabajando, o trasladarse a otro lugar durante la vida útil del activo, entonces tienen la opción de cambiar a combustibles tradicionales o un biocombustible".

La incertidumbre regulatoria surgió como preocupación en las conversaciones con los diseñadores de barcos. Señalando el bajo número de remolcadores encargados, Glosten's Soles dijo: "Existe una renuencia bastante generalizada a construir nuevos remolcadores en EE.UU. en este momento, lo cual es comprensible; pero los operadores están investigando". Para el mercado del Subcapítulo M de EE. UU., Berthelot de Maritime Partners señala la importancia de desarrollar reglas basadas en EE. UU. para la aplicación de combustibles alternativos y nuevas tecnologías.

Sobre ese tema, Soles mencionó la reunión MEPC80 de julio en la OMI y dijo: "Las discusiones sobre las regulaciones de la OMI tienden a centrarse en los buques de transporte internacional. Pero la clase recurre a la orientación de la OMI al implementar nuevas reglas y la mayoría de los remolcadores están diseñados y construidos de acuerdo con los estándares de la clase. —incluso aquellos que no buscan una certificación de clase". Y añadió: "Las normas del Estado de abanderamiento eventualmente reflejan las publicadas por clase de todos modos, por lo que cualquier cosa que se adopte en MEPC80 podría tener impactos de gran alcance".

En Estados Unidos, no sólo la Guardia Costera estadounidense, sino también otras agencias federales y estatales pueden imponer niveles adicionales de regulación. Soles dijo: "Una de las cosas que la gente está observando más de cerca es cómo las regulaciones de emisiones atmosféricas de EE. UU. seguirán evolucionando a nivel regional. En la actualidad, es difícil saber con certeza si se podrán cumplir las nuevas reglas de emisiones con un cambiar a metanol solo". Un tema que Soles está atento al clima es cómo la Junta de Recursos del Aire de California (CARB) regula las emisiones de aire de los buques. Dijo: "En este momento, no existe un camino claro hacia un paquete de equipos aprobado en el mercado que permita a los remolcadores diesel-mecánicos existentes cumplir con el nuevo estándar de emisiones CARB para embarcaciones portuarias comerciales".

El puerto de Amberes-Brujas realizó recientemente su primer abastecimiento de combustible de metanol. (Crédito: Puerto de Amberes-Brujas)