Este artículo apareció originalmente en la misma revista, una publicación en línea sobre ciencia y sociedad en ecosistemas costeros. Lea más historias como esta en hakaimagazine.com.
Durante décadas, los barcos comerciales del mundo han dependido de un combustible fósil tan pegajoso y espeso que es necesario calentarlo a unos 150 °C sólo para que fluya a través del interior de un barco. El fueloil pesado (HFO) es uno de los combustibles más sucios que existen. “Es el último paso del [oil] proceso de refinación”, dice Morten Bo Christiansen, jefe del equipo de transición energética del gigante naviero danés Maersk. “Se podría decir, el fondo del barril”.
Sin embargo, ahora, como la Organización Marítima Internacional (OMI), la rama de las Naciones Unidas encargada de gestionar el transporte marítimo mundial,implementa nuevas regulaciones Con el objetivo de obligar a la industria naviera a reducir sus emisiones de azufre y carbono, el HFO está en la mira. Las nuevas reglas hacen que los tomadores de decisiones como Christiansen se apresuren a determinar cuál de los innumerables combustibles potenciales d el futuro finalmente lo reemplazará.
Parte del trabajo de Christiansen, junto con decenas de colegas, es comprar el combustible que impulsa los cientos de barcos de Maersk. El HFO y otros combustibles fósiles, afirma, ya están empezando a dar paso a alternativas más limpias.
A mediados de 2023, por ejemplo, un nuevo buque portacontenedores, de 160 millones de dólares Laura Maersk, comenzó a operar en el Mar Báltico. “Se parece a cualquier otro buque portacontenedores”, dice Christiansen. Pero el Laura Maersk Nunca ha funcionado con aceite. En cambio, funciona con metanol. Hay muchas formas diferentes de producir metanol y no todas son respetuosas con el medio ambiente. Sin embargo, cuando se obtiene de forma sostenible, como mediante la captura de gas producido en vertederos o mediante diversos procesos impulsados por energía renovable, el metanol puede ser significativamente menos contaminante que los combustibles fósiles. El Laura Maersk ya está surcando las aguas del norte de Europa, y más de 200 barcos más capaces de funcionar con metanol figuran actualmente en las carteras de pedidos de los astilleros de todo el mundo.
Para cumplir con las regulaciones más recientes de la OMI, que diseñaron para poner a la industria naviera en el camino hacia cero emisiones netas para 2050, los buques comerciales tendrán que reducir sus emisiones de carbono en al menos un 30 por ciento en solo seis años, dice Simon Bullock, un experto en transporte y transporte. Investigador del cambio climático de la Universidad de Manchester en Inglaterra. Si la industria tarda más que eso, añade, será casi imposible para las compañías navieras reducir las emisiones de manera suficientemente agresiva como para cumplir los objetivos regulatorios más ambiciosos. En un artículo publicado en 2023Bullock y sus colegas demostraron cómo, si las cosas no avanzan lo suficientemente rápido, los objetivos del Acuerdo de París de 2015 estarían en peligro.
Para alcanzar el cero neto, es imprescindible deshacerse del HFO. Y, para tener el mayor efecto sobre las emisiones de carbono, en última instancia, es necesario eliminar los combustibles fósiles alternativos que actualmente utilizan algunos barcos, como el gas natural licuado. Pero rediseñar los buques existentes para que utilicen combustibles significativamente más limpios no es fácil, y construir nuevos buques no es rápido ni barato. También está la cuestión del suministro. En el caso del metanol, la disponibilidad mundial de este combustible no es suficiente para satisfacer la colosal demanda de la industria naviera.
El desafío para Christiansen y otros como él, entonces, es descubrir cómo hacer la transición de los buques a combustibles alternativos sin grandes contratiempos tecnológicos o logísticos, y hacerlo en un tiempo increíblemente corto.
Por ahora, la única manera de avanzar es diversificar los insumos de combustible. Además del metanol, la industria naviera está explorando otras opciones de combustibles no fósiles, como hidrógeno, amoníaco, electricidad y la energía nuclear. Dado lo controvertido que es este último: la energía nuclear tuvo dificultades para despegar como combustible para buques comerciales y es utilizado casi exclusivamente para buques militares—Es poco probable que la energía nuclear tenga algún impacto en el transporte marítimo durante los próximos años cruciales. Alimentar con electricidad un gran número de enormes buques de carga mediante conjuntos de baterías a bordo también es poco probable porque las baterías no pueden bombear suficiente energía para compensar su tamaño y alto precio.
El amoníaco, sin embargo, es un verdadero contendiente. El gran beneficio del amoníaco es que es un producto importante en muchas otras industrias, especialmente en la agricultura, en la que se utilizan millones de toneladas cada año como fertilizante. El amoníaco tiene una cadena de suministro sólida y el producto químico ya está almacenado en muchos de los puertos del mundo.
Sin embargo, al igual que el metanol, el amoníaco es imperfecto. Para empezar, es increíblemente tóxico, por lo que los accidentes y derrames podrían ser ecológicamente desastrosos. En la actualidad, ningún puerto permitirá que atraquen buques propulsados por amoníaco, una postura que obligó a la Pionero verdeun barco de prueba de concepto adaptado para funcionar con amoníaco y diésel, para utilizar combustibles fósiles para impulsar su visita a la conferencia COP28 en los Emiratos Árabes Unidos el año pasado.
Y el amoníaco también es más difícil de quemar que algunas de las alternativas. Diseñar motores que quemen amoníaco más fiables y eficientes es un enorme desafío al que se enfrentan actualmente empresas como MAN Energy Solutions, con sede en Alemania, que también construyó el motor que quema metanol en el Laura Maersk.
Lars Tingbjerg Danielsen, director de promoción de MAN Energy Solutions, explica que el amoníaco tiene una temperatura de ignición elevada (debe superar los 650 °C antes de encenderse) y, por lo tanto, debe quemarse junto con un combustible piloto secundario. Su llama también es voluble. En comparación con el metanol, la velocidad de la llama del amoníaco (la velocidad con la que se expande la llama cuando el combustible se quema) es seis veces más lenta. Si el motor gira demasiado rápido, la combustión fallará, lo que permitirá que el amoníaco se escape del motor. Dada su toxicidad, esto supondría un riesgo de contaminación importante.
Afortunadamente, los motores de barcos gigantes de dos tiempos giran relativamente lentamente en comparación con los motores más pequeños, dice Danielsen, por lo que es más fácil obtener amoníaco para mantener la combustión dentro de ellos. Actualmente, su empresa utiliza cámaras de alta velocidad para estudiar la ignición del combustible.
Danielsen añade que determinar el combustible más eficaz depende, en parte, de cómo se utiliza un barco determinado. Las instalaciones de suministro de metanol son costosas de construir, por lo que los barcos alimentados con metanol podrían ser más adecuados para rutas repetitivas con puertos de escala fijos. Según la investigación de Maerskel amoníaco es y probablemente seguirá siendo más barato que el metanol, afirma, por lo que puede tener sentido utilizarlo para los barcos más grandes, que requieren la mayor cantidad de energía.
Maersk, por su parte, está interesada en quemar amoníaco. “Ciertamente esperamos que esté en la mezcla de combustibles en el futuro”, afirma Christiansen. Sin embargo, ni Maersk ni ninguna otra compañía naviera importante tiene actualmente barcos que quemen amoníaco, y Christiansen se negó a confirmar si Maersk tiene planes de anunciar pedidos de este tipo este año. El Yara Eydeel primer buque de carga del mundo propulsado por amoníaco, se espera que se lance en 2026y alrededor de una docena de buques que queman amoníaco están encargados en todo el mundo.
En la actualidad, la industria naviera no está demasiado interesada en el combustible alternativo favorito de Stephen Turnock: el hidrógeno. Pero a Turnock, ingeniero marítimo de la Universidad de Southampton en Inglaterra, le gusta el hidrógeno porque, al igual que el amoníaco, se puede crear con energía renovable, pero al quemarlo no se produce más que vapor. (La combustión de amoníaco crea una mezcla de gas nitrógeno y agua, lo que no está tan mal, mientras que la quema de metanol produce dióxido de carbono y agua).
Sin embargo, la industria desconfía de trabajar con algo tan difícil de manejar. El hidrógeno se evapora a -235 °C—Más frío que la superficie de la luna por la noche.—Así que comprimirlo en un líquido para ponerlo en el tanque de combustible de un barco requiere mucha energía. Y debido a que las moléculas de hidrógeno son increíblemente pequeñas (incluso para estándares químicos nanoscópicos), el hidrógeno tiende a fugarse a través de las grietas más pequeñas.
Maersk realizó un estudio piloto con hidrógeno, dice Christiansen, y descubrió que usarlo sería más caro que el metanol y el amoníaco. Y eso ya es decir, porque el metanol es en sí mismo tres veces más caro que el combustible convencional para barcos, afirma.
Porque el amoníaco en realidad contiene hidrógeno (el amoníaco es un átomo de nitrógeno y tres átomos de hidrógeno) también existe la oportunidad de un enfoque híbrido: bombear los tanques de combustible de un barco llenos de amoníaco y luego convertirlo químicamente en hidrógeno a bordo. Es una conversión relativamente ineficiente que desperdicia mucha energía, pero este proceso, en última instancia, permitiría una propulsión con cero emisiones de carbono. Amogy, una nueva empresa con sede en Nueva York, está trabajando para probar un remolcador propulsado por este enfoque híbrido a finales de este año.
Sin embargo, en la prisa por encontrar combustibles más limpios, Bullock, el investigador marítimo y climático, advierte contra pasar por alto todos los otro maneras en que la industria puede reducir sus emisiones. “El sector tiene que centrarse más en otras cosas que puede hacer”, afirma. Por ejemplo, los llamados tecnología asistida por el viento (un método de propulsión de barcos verdaderamente antiguo) puede reducir el esfuerzo requerido por el motor principal de un barco sin importar lo que esté quemando.
Bullock sostiene que unas regulaciones más estrictas también podrían contribuir a reducir las emisiones de carbono del transporte marítimo. Los puertos podrían negar la entrada a barcos que no tengan una calificación de eficiencia energética suficientemente alta basada en una escala introducida por la OMI el año pasado, por ejemplo. Christiansen de Maersk dice que respalda las propuestas de algunos miembros de la industria naviera para un Mecanismo de equilibrio verde eso aumentaría el costo de los combustibles contaminantes para subsidiar alternativas más ecológicas.
Pero apenas queda tiempo para que las compañías navieras hagan grandes cambios. La industria sólo tiene unos pocos años para reducir sus emisiones de carbono en casi un tercio, en gran parte porque ha mantenido la “cabeza en la arena” durante demasiado tiempo, dice Turnock.
Christiansen sigue siendo optimista. Si el transporte marítimo puede transformarse, será más difícil para otras industrias, como la aviación, retrasar su propia transición verde. “Oye, si estos transportistas pueden hacer esto”, dice, “¿cuál es tu excusa?”
Este artículo apareció por primera vez en la misma revista y se republica aquí con permiso.