¿Pueden los transportistas de GNL dar el salto a la neutralidad de carbono?

Una mayor eficiencia de diseño y la aplicación de una variedad de tecnologías probadas proporcionarán un camino hacia la reducción de emisiones a más largo plazo, escribe Rene Sejer Laursen, director de combustibles y tecnología de ABS.

Al igual que muchas embarcaciones especializadas, los transportistas de GNL se construyen para 25 años o más de operación, entonces, ¿con qué facilidad los propietarios de transportistas de GNL encontrarán el cumplimiento de las estrictas regulaciones de la OMI sobre emisiones e intensidad de carbono y, en última instancia, avanzarán hacia el carbono neto cero? La respuesta puede estar en separar completamente los sistemas de propulsión y contención de carga del buque, emplear combustible renovable en el motor y volver a licuar el gas de ebullición.

En la actualidad, los transportistas de GNL tienen la opción de reutilizar el gas que se ha evaporado de la carga en un motor principal de combustible dual, aunque a la escala que la mayoría de los transportistas de GNL transportan, es más probable que se produzca a partir de combustibles fósiles. Esto proporciona reducciones en las emisiones de SOx, NOx, PM y CO2 en funcionamiento, pero no tiene en cuenta la huella de carbono del ciclo de vida del gas ni el deslizamiento de metano.

Ante las decisiones sobre qué sistemas de propulsión utilizar para las nuevas construcciones, las opciones parecen numerosas, pero en realidad se acercan a tres.

Estos incluyen motores de inyección de gas de dos tiempos de alta presión que tienen alta eficiencia, generalmente beneficiosos desde una perspectiva EEXI, al tiempo que minimizan el deslizamiento de metano. El primer sistema de motores de gas en servicio está equipado con un corte de cilindro en modo de gas destinado a maximizar el uso de gas. Esto puede ser importante para cumplir con las regulaciones que requieren menores emisiones de CO2 en la operación diaria. La decisión de la OMI sobre la inclusión de otros gases de efecto invernadero junto con el CO2, el motor de alta presión, da más cierto grado de protección para el futuro.

Los motores de inyección de gas a alta presión también pueden equiparse con un sistema de reducción catalítica selectiva o recirculación de gases de escape de la elección del propietario para permitir el cumplimiento de las normas de NOx Tier III

La siguiente opción bien establecida es el principio de inyección de gas de dos tiempos a baja presión. En sus últimas versiones, estos están cada vez más equipados con un tipo de sistema de recirculación de gases de escape para crear una solución combinada para reducir el deslizamiento de metano y aumentar la eficiencia del motor cuando se usa un motor de baja presión. Esta solución de motor ofrece una solución competitiva de gasto de capital cuando se considera el costo total, incluido el costo del sistema de suministro de gas combustible.

La tercera opción es el diésel-eléctrico de baja presión de cuatro tiempos, ejemplos de los cuales se han pedido recientemente para buques de GNL que operan en condiciones de hielo. En estos días, esta solución se considera menos eficiente en comparación con los motores de dos tiempos con inyección de gas, cuando la propulsión directa es principalmente necesaria. La idoneidad de la diésel-eléctrica radica en la energía que puede generar: en casos de demanda de energía eléctrica muy alta, como en el diseño típico de un transportador de GNL para condiciones de hielo, se puede producir una alta potencia de propulsión y electricidad con alta eficiencia.

Ambas soluciones de motor de gas de dos tiempos pueden equiparse con un generador de eje y un embrague para producir electricidad y minimizar el uso del motor generador en el puerto y durante el funcionamiento normal. Un embrague con un sistema de toma de fuerza para el motor principal puede contar como un grupo electrógeno, lo que puede proporcionar una redundancia adicional desde una perspectiva de clase, por lo que es posible que sea necesario instalar menos motores generadores.

Sin embargo, agregar una toma de fuerza y ​​un embrague depende de la cantidad de electricidad que se necesita frente a la potencia de propulsión, por lo que el beneficio es un menor consumo de combustible (y, por lo tanto, menores emisiones de CO2) y menores costos de mantenimiento.

También es posible que se necesite una batería para administrar la potencia de un motor de dos tiempos, ya que puede no ser tan estable como uno de cuatro tiempos a altas rpm. Los condensadores también se pueden usar en lugar de las baterías, lo que proporciona una opción más barata pero con un almacenamiento a mucho más corto plazo.

Como esto sugiere, aumentar la eficiencia a menudo ha sido un proceso de aplicación de tecnología adicional, como una toma de fuerza o un sistema de recuperación de calor residual, aunque anteriormente tales decisiones estaban relacionadas más con los precios del combustible que con la regulación. Hoy esperamos que este tipo de sistema sea más común como un medio para reducir las emisiones y preparar el sistema para el futuro.

La necesidad de aumentar la eficiencia en los transportadores de GNL en el futuro sugiere que se podría considerar un salto mayor, separando la relación establecida entre el sistema de contención y la propulsión.

La elección del sistema de contención es en gran medida el resultado de qué astillero se selecciona, ya que cada uno tiene su preferencia y tiene implicaciones en cadena para el sistema de manejo de gas y, en última instancia, sobre la elección del motor.

La eficiencia de los sistemas de contención de gas es tal que no es probable que disminuyan mucho más las tasas de ebullición del 0,05 / 7% por día. El problema es que capturar y usar este gas en el motor aumenta el presupuesto de CO2 y limita el potencial de reducción, ya que se deriva de fuentes fósiles.

Al aplicar una relicuefacción total para hervir el gas o subenfriar la carga para eliminarla por completo, el propietario / operador podría usar bioLNG como combustible y reducir radicalmente sus emisiones de carbono de pozo a despertar. Tanto los motores de inyección de alta como de baja presión pueden utilizar biocombustible de inmediato con solo cambios mínimos necesarios en los motores. Debe recordarse que no todos los biocombustibles proporcionan neutralidad de carbono, aunque el biocombustible producido a partir de residuos biológicos tiene el mayor potencial para la huella de carbono más baja.

Esto podría proporcionar un camino a seguir para las nuevas construcciones en el mercado de transportadores de GNL, con un mejor control del deslizamiento de metano en el motor y una fuente de combustible renovable, el cumplimiento de los objetivos para 2030 e incluso 2050 podría ser más fácil de lograr.

Fuente : Splash