¿Será el Gas Natural Licuado el combustible naval del futuro?

Entrevista Cope Galicia el viernes 27/01/17:

Emana de ciertos estudios del sector naval que actualmente el transporte marítimo moviliza el 90% de las mercancías que se comercian a nivel mundial, y que además ese transporte consume el 10% del crudo que se consume en el mundo, debido entre otras razones al reciente aumento del tamaño de algunos buques. Por lo tanto ¿qué combustible quemarán los buques del futuro?

Buque portacontenedores actual Triple E

Según la OMI (Organización Marítima Internacional), el transporte marítimo sólo es responsable del 3% de las emisiones globales de CO2, aunque también le adjudica el 15% de las emisiones globales de óxidos de azufre (SOx) y de entre el 20-30% de las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx), amén de otros contaminantes que tienen repercusiones sobre la salud de las personas y el medio ambiente.

En el Anexo VI del Convenio MARPOL (Convenio Internacional para prevenir la contaminación por los Buques), adoptado en 1997, y desarrollado por la OMI, una vez tenidas en cuenta sus numerosas enmiendas, se restringen los principales contaminantes atmosféricos contenidos en los gases de escape de los buques, en particular los óxidos de azufre (SOx) y los óxidos de nitrógeno (NOx). En dicho Anexo VI se establecen límites de emisiones de SOx y NOx globales, así como zonas de control de emisiones, conocidas como zonas “ECA”, compuestas por el Mar Báltico, el Mar del Norte, el Canal de la Mancha y la mayor parte de las costas estadounidenses y canadienses, donde las emisiones SOx están limitadas al 0.1% (hasta el 1 de enero de 2015 era al 1%). Fuera de las zonas ECA las restricciones globales se sitúan en la actualidad, pero por poco tiempo, en el 3.5% para el SOx. En cuanto a emisiones de NOx, hasta el momento, únicamente existen restricciones en la zona ECA de las costas de EEUU y Canadá.

En el marco del Anexo VI, el límite máximo del contenido de azufre a nivel mundial se reducirá del actual 3,50% al 0,50%, con efectos a partir del 1 de enero de 2020, y con sujeción a un estudio de viabilidad que habrá de ultimarse no más allá del 2018, pero que nunca debería prorrogar la reducción más allá de 2025.

ALTERNATIVAS AL FUELOIL: GAS NATURAL LICUADO:

La industria marítima viene investigando desde hace muchos años la búsqueda de alternativas a los combustibles tradicionales, y entre ellas lleva ya destacando, desde hace varios años, el gas natural licuado (el GNL ó LNG). Se trata de una solución eficiente para reducir las emisiones necesarias, sin necesidad de invertir en costosos equipos de tratamiento de gases de escape de soluciones alternativas. Hablamos de una tecnología, sobre la que parece que no se dudaba (al menos hasta hace poco tiempo). Fruto de esta confianza en este nuevo combustible es la existencia actual de 73 buques propulsados por GNL, que se podría doblar en 2018 con los pedidos existentes en cartera. A esta cantidad habría que sumar los más de 200 buques metaneros (LNG) existentes, que ya queman este combustible en su propulsión, y están regidos por un convenio específico para esos buques (código IGC), que se espera que lleguen a 600 en el año 2030. De hecho se calcula que sólo Estados Unidos necesitará del orden de un centenar de buques metaneros para atender a las cinco plantas de licuefacción que se están construyendo en ese país.

Buque metanero LNG saliendo de Ferrol

En cualquier caso, el Gas Natural Licuado parece una de las opciones más viables de futuro, si bien también aporta sus problemas. Entre ellos, ya se pueden destacar tres: la necesidad de terminales que avituallen, la mayor exigencia de espacio para ubicar los tanques de combustible en los buques, y los riesgos de su utilización.

¿CUÁL ES LA PROBLEMÁTICA DEL LNG?

El GNL es gas natural que pasa a estado líquido a -163 ºC y presión atmosférica. La razón de pasar el gas a estado líquido se debe que el volumen de GNL es 600 veces menor que el volumen de gas natural original, energéticamente hablando, por lo que esa compresión energética del GNL hace que sea rentable la transformación y el transporte del GNL en estado líquido. Esta necesidad de transformación exige que los buques GNL requieran una gran inversión inicial, del orden de un 25% superior a la de un barco convencional. Por otro lado, estos barcos exigen más espacio para tanques de combustible, lo que merma los espacios de carga y, en consecuencia, también afectará al flete. Pero evidentemente, el éxito final de la amortización de esas exigencias dependerá del precio del combustible. Esta solución tiene a su favor que se trata de una tecnología que ya está probada y que hasta ahora no se ponía en discusión sobre la mesa.

¿ESTÁ ASEGURADA LA DISPONIBILIDAD DE GNL EN EL MUNDO?

El GNL es una alternativa, ¿pero están aseguradas las existencias para abastecimiento? Las reservas de gas natural en el mundo, ascienden a billones de metros cúbicos, y mientras que en América van aumentando en los últimos estudios, en Europa se van reduciendo. Se consideran reservas probadas a aquellos volúmenes de gas natural que, mediante el análisis de datos geológicos y de ingeniería, se puede estimar su existencia y su posible recuperación comercial con las condiciones económicas actuales.

Hoy en día el gas natural se encuentra principalmente en Rusia, Irán, Qatar, Turkmenistán, EEUU y Emiratos Árabes. Estos países conforman las mayores reservas del planeta.

RIESGOS:

En cuanto a los riesgos existentes en el manejo y almacenamiento del gas, la transformación del GNL exige estructuras dedicadas y muy complejas, con lo que nos encontramos ante la dificultad técnica de mantenimiento, al tener que descender el gas licuado a temperaturas del orden de -163 ºC, para después tener que mantenerlo a esas temperaturas que requieren unos tanques con un gran aislamiento y un consumo energético importante para ese aislamiento.

Otro de los inconvenientes ya mencionados es durante el avituallamiento, la propia fiabilidad del suministro. El gas natural es un combustible repartido muy irregularmente que está muy concentrado en algunas zonas geográficas. Esto tiene implicaciones geográficas y, para que funcione su uso en el transporte marítimo, debe estar disponible en lugares concretos, es decir, en aquellas demarcaciones de donde partan los barcos y adonde arriben. Por eso, puede tratarse de un combustible válido solo para trayectos cortos y para puertos fijos.

FUELOIL vs GNL:

Entonces, ¿debemos olvidarnos del motor diésel tradicional que queme fueloil?  El desarrollo natural hubiera sido lograr que los motores ya existentes pudieran quemar GNL, en forma diésel. Es decir, que se hubieran podido utilizar los motores ya existentes, pero quemando otro tipo de combustibles y no solamente el gasoil o el fueloil típico. Pero este tipo de motores tendrían el problema de que deberían ser alimentados con gas a alta presión, a más de 300 bares, lo que exigiría compresores complejos y caros, que además empacharían en exceso en los buques.

En el año 1995 apareció el motor de gasolina, con gas a baja presión, pero dual. Es decir, un motor que cuando hubiera gas quemaría gas y cuando no lo hubiera podría seguir quemando cualquier combustible, normalmente fueloil. Y ese tipo de motor es el que se ha impuesto en los últimos metaneros que se han construido en el mundo.

¿MOTOR DUAL ó MOTOR SÓLO A GAS?:

Una posibilidad de cara al futuro sería no dar total autonomía al GNL del motor, y funcionar con él al 80% a gas y un 20% a gasóleo, por ejemplo. Además, los motores dual-fuel suponen que el barco también pudiera funcionar al 100% con el combustible diésel, y si en el futuro el armador tuviera algún problema para obtener el gas, podría volver a la configuración tradicional.

¿Y el avituallamiento de GNL será un problema?, ¿Cómo funciona una terminal de GNL?

La experiencia acumulada en terminales de GNL por ENAGAS, en diferentes escenarios de demanda por el mundo, le ha permitido maximizar la disponibilidad operativa y la eficiencia en su gestión.

1.       Descarga / carga:

El GNL se transfiere del metanero a la planta, y viceversa en el proceso de carga. La mayoría de las terminales pueden recibir a los buques más grandes del mundo.

2.       Almacenamiento:

El GNL se almacena en los tanques de contención total diseñados para condiciones criogénicas, a -160 ºC de temperatura y presión ligeramente superior a la atmósfera.

3.       Regasificación:

El GNL se regasifica en los vaporizadores mediante un proceso físico en el que se emplea agua de mar para que alcance una temperatura superior a los 0 ºC y vuelva a su estado gaseoso.

4.       Medida y odorización:

El gas natural se mide y odoriza para que pueda ser detectado en caso de fuga. Después se inyecta en la red de gasoductos o se carga en camiones cisternas en forma de GNL.

Infograma (Fuente: Reganosa)

En España tenemos instalaciones en Barcelona (6 tanques: Almacenamiento 760.000 m3 GNL; Regasificación 1.950.000 m3/h); El Musel (2 tanques: Almacenamiento 300.000 m3 GNL; Regasificación 800.000 m3/h); Bilbao (3 tanques: Almacenamiento 450.000 m3 GNL; Regasificación 800.000 m3/h); Sagunto (4 tanques: Almacenamiento 600.000 m3 GNL; Regasificación 1.000.000 m3/h); Huelva (5 tanques Almacenamiento 619.500 m3 GNL; Regasificación 1.350.000 m3 /h); y Cartagena (5 tanques: Almacenamiento 587.000 m3 GNL; Regasificación 1.350.000 m3/h).

Además, tenemos la terminal de Mugardos, en el puerto de Ferrol. Desde 2010 pone a disposición del sistema una capacidad de 3,6 bcm (billion cubic meters) anuales de gas natural (el 14% de la demanda española de gas natural en 2014).

SOLAS: OTRAS OPCIONES:

El convenio SOLAS 74 (convenio sobre la Seguridad de la Vida Humana en el Mar) prohíbe consumir combustibles, a bordo de los buques, que posean un punto de inflamación inferior a 60 ºC. Y a su vez el código IGC (específico para metaneros), permite consumir el boiling-off (vapor de gas natural que se produce en las instalaciones de gas natural licuado de las plantas de regasificación), pero solamente metano, y para buques gaseros. Posteriormente se desarrolló el Código de Seguridad Marítima, el MSC, que permite consumir metano a buques que no sean gaseros. Y en la actualidad se ha desarrollado un nuevo código, llamado IGF (Código internacional de seguridad sobre el uso de gases u otras substancias de bajo punto de ignición como combustible para buques), que va a permitir a los buques el poder consumir gas que no sea metano, es decir, van a poder consumir propano, butano, nitrógeno, etcétera. Este código entró en vigor el 1 de enero de 2017 y es obligatorio para todos los buques de más de 500 GT construidos o transformados a partir de esa fecha, y que utilicen el GNL como combustible del motor (esto evitará que a estos buques se les exijan unos certificados adicionales, como ocurría hasta ahora).

ESTADO ACTUAL:

Para finalizar comentar que Volkswagen utilizará a partir de 2019 cargueros propulsados por gas natural licuado (GNL) para el transpone marítimo de vehículos. Serán dos barcos, de 200 metros de eslora y con capacidad para 4500 coches, que se utilizarán para el transporte de vehículos entre Europa y América del Norte. Los sistemas de propulsión alternativos de GNL para barcos reducen las emisiones de C02 hasta un 25 %, un 30 % la de NOx, 60 % de partículas y hasta un 100 % de SOx.

Por otro lado, Navantia y la naviera Fred Olsen han firmado un contrato que supone la entrada de los astilleros públicos españoles en el mercado de transformación de los buques para ser propulsados por gas. Presenta además una doble vía de negocio, tanto para la fabricación de buques propulsados con Gas Natural Licuado (GNL), como para su transformación. El acuerdo sellado por la naviera implica que Navantia efectuará las pruebas de un motor diésel, que ha sido transformado para que pueda operar usando tanto este tipo de combustible, como gas natural. El motor será instalado en el barco Bencomo Express e implica la primera conversión de un buque del tipo ropax de alta velocidad que tiene capacidad para transportar tanto pasajeros como mercancías. El barco cuenta con cuatro motores y la intención de la naviera es la de, una vez, comprobado que el motor puede funcionar de forma dual, transformar los cuatro para operar de este modo. A medio y largo plazo, la intención de Fred Olsen es la de modificar toda su flota con el fin de que puedan utilizar el gas natural. Los ferris de la compañía cubren habitualmente las líneas entre las islas canarias.

Bencomo Express: (Fuente: FleetMon.com)

Wartsila, gran fabricante de motores de buques, y que posee el motor Wärtsilä 31, reconocido como el motor de 4 tiempos más eficiente del mundo (disponible en versiones Diésel, Dual-Fuel y Pure-Gas), vaticina que el 80% de los buques de crucero contratados en 2025, quemarán GNL. Por ello, ha firmado un contrato con el astillero Construcciones Navales del Norte SL (LaNaval) en Sestao, para diseñar y suministrar la instalación completa de propulsión para un nuevo ferry RoRo de pasajeros y vehículos. Existe también la opción de otros tres buques. El ferry está siendo construido para el armador español Baleària. Wärtsilä suministrará también servicios de soporte en la integración de equipos al astillero incluyendo la integración de la ingeniería y consultoría in situ, así como la puesta en marcha de los sistemas combinados. El contrato fue firmado en el mes de agosto del año pasado. Este ferry será el primer RoRo de pasajeros y vehículos en operar propulsado a gas natural en el Mediterráneo, y uno de los mayores buques ferry de Europa. Tendrá una eslora de 232 metros y capacidad para 331 vehículos y 1700 pasajeros, el 70% de los cuales pueden ser acomodados en camarotes.

Balearia: (Fuente :Wartsila)

FUTURO: EL “BUNKERING”: SUMINISTRO BUQUE-BUQUE:

El futuro del gas pasa por el que las terminales dispongan de buques propios que permitan el aprovisionamiento de buque-buque, bien en las cercanías de la terminal, o bien a mayor distancia. En el caso de Galicia se trataría de una embarcación versátil que pudiera navegar transportando Gas Natural Licuado a puntos cercanos o lejanos, con la consiguiente ampliación del mercado. Esto crearía un eje logístico en Galicia, en el que estos buques podrían abastecer a otros que usaran el LNG para la propulsión. Además, como Galicia es de gran extensión, y posee numerosos puertos, podrían existir varios buques de este tipo, de diferentes tamaños, que cubrieran todas las costas gallegas.

Nos encontramos en un momento que media España se está volcando en buscar esos puntos estratégicos (Bilbao, Barcelona, Huelva, etcétera), para diferentes mares y para diferentes búsquedas de tráficos de mercancías, y Galicia no debe quedarse en la retaguardia. Un ejemplo de ello es la empresa Nueva Insimar, con sede en A Coruña, que desde hace tiempo está promoviendo el buque «todo eléctrico», que emplee GNL como combustible y que incorpore los últimos avances en ahorro y eficiencia energética.

NO TODOS PIENSAN IGUAL:

Y para finalizar destacar esta noticia en contra del GNL, que parece algo esporádico:

Rev. Ing. Naval (diciembre 2016): El LNG tampoco es la solución para la reducción de emisiones:

“LNG no es una solución para la reducción de las emisiones de efecto invernadero del transporte marítimo, y de hecho podría ser peor para el medio ambiente que quemar HFO, según ha confirmado Ian Adams, CEO de IBIA (International Bunker Industry Association). Según se ha publicado en diversos medios de comunicación, Adams afirma que el gas natural licuado no es la panacea para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y que su creciente uso como combustible marino podría ser peor para el medio ambiente que quemar fuel.»

Referencias bibliográficas:

Antonio Llardén; El gas natural licuado (GNL): combustible de presente y futuro para el transporte marítimo. May 2016.

VVAA; Ponencia de estudio de las vertientes técnica y económica de la utilización del gas natural licuado (LNG) como combustible marino, constituida en el seno de la Comisión de Medio Ambiente y Cambio Climático. Abril 2014.

Anexo VI CONVENIO MARPOL 1974 (y enmiendas)