Con el interés público en la descarbonización, el transporte marítimo está actualmente, y quizás con retraso, tratando de encontrar el mejor camino hacia los combustibles neutros en carbono. Las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) del transporte marítimo como proporción de las emisiones antropógenas de GEI globales aumentaron del 2,76 % en 2012 al 2,89 % en 2018, según el Cuarto Estudio de GEI de la OMI de 2020. Para poner esto en proporción, si el transporte marítimo fuera un país, se ubicaría como el sexto mayor emisor de GEI entre Japón en el quinto lugar y Alemania, según el Foro Económico Mundial en 2018. Como industria, por lo tanto, debería estar prestando a las emisiones de GEI tanta atención como le han dado estos dos países.
Una característica de los barcos es su relativa longevidad. Un barco pedido hoy se entregará dos o tres años después y luego estará operativo durante veinte o treinta años, posiblemente más allá de la fecha límite generalmente aceptada de 2050 para lograr la neutralidad de carbono. Por lo tanto, es urgente decidir cuál es el mejor camino hacia la neutralidad de carbono, ya que la modernización de los barcos puede ser exorbitantemente costosa o inviable. Críticos para la elección de la ruta son el costo y la disponibilidad del combustible. Para el transporte marítimo, existen tres vías principales.
La vía más popular en este momento, si se mide en términos de nuevos pedidos de barcos, parece ser el gas natural licuado (GNL) con la versión de combustible fósil reemplazada por bio-GNL o GNL sintético. Sin embargo, este camino hacia la neutralidad de carbono también es el más problemático. En primer lugar, el ingrediente principal del gas natural es el metano, un GEI particularmente potente. Aunque cambiar de GNL convencional a GNL bio o sintetizado conduce teóricamente a la neutralidad de carbono, el potencial de fuga de metano «desde el pozo hasta la estela» es tal que las emisiones de GEI solo se reducen en dos tercios, según Shipping Australia.
Algunas de las fugas surgen en la cadena de suministro de GNL y algunas se escapan sin quemarse de los motores de combustible dual del tipo que se está instalando en los barcos nuevos. En segundo lugar, el GNL requiere una infraestructura criogénica para su almacenamiento y entrega, cuya construcción y mantenimiento son costosos. El gas natural solo permanece líquido a -160C bajo presión atmosférica, lo que requiere aceros especiales para evitar grietas y un aislamiento extenso. Como consecuencia, el Banco Mundial ha desaconsejado encarecidamente la vía del GNL[4], para disgusto de la industria de los combustibles fósiles que argumenta que el GNL es más limpio que el petróleo pesado y está disponible ahora.
La segunda ruta más popular hacia los combustibles neutros en carbono es el metanol, una forma de alcohol. El metanol ya se produce en grandes cantidades y tiene la ventaja de ser líquido a temperatura ambiente, obviando la necesidad de una infraestructura criogénica para su almacenamiento y entrega. También se puede mezclar con gasolina como solución intermedia (el E10 utilizado en los automóviles es un ejemplo de esto). Al igual que el biometano, el metanol se puede producir a partir de biomasa o se puede sintetizar combinando químicamente hidrógeno «verde» (hidrógeno producido a partir del agua por electrólisis) con dióxido de carbono capturado de la atmósfera o emitido por un proceso industrial. Un problema del metanol es que tiene aproximadamente una cuarta parte de la densidad de energía volumétrica de la gasolina convencional, por lo que los tanques de combustible tendrían que ser correspondientemente más grandes (o la autonomía de los barcos reducida).
El GNL tiene una densidad de energía volumétrica de aproximadamente la mitad que el fuel oil convencional, pero debido a la necesidad de tanques y tuberías criogénicos, el volumen adicional para el almacenamiento aumenta en un factor tres, por lo que este es un problema compartido con el metanol. Maersk, la mayor naviera que transporta contenedores, ha optado por el metanol y recientemente ordenó ocho portacontenedores de 16.000 TEU en alta mar para agregarlos a dos buques de enlace más pequeños que operan en el Báltico.
La tercera vía es el hidrógeno o el amoníaco. El hidrógeno es «verde» (o neutral en carbono) si se produce por electrólisis utilizando electricidad generada por turbinas eólicas o paneles solares. Como combustible, puede ser quemado en un motor de combustión interna o pasar por una pila de combustible para generar electricidad, siendo esta última tecnología más eficiente energéticamente, emitiendo en ambos casos únicamente agua.
Sin embargo, el hidrógeno tiene una densidad de energía volumétrica muy baja, por lo que debe licuarse, comprimirse o combinarse químicamente con nitrógeno para formar amoníaco. Para licuar el hidrógeno, debe enfriarse a -253ºC, que es solo 20ºC por encima del cero absoluto, consumiendo alrededor de un tercio del gas para impulsar la planta de licuefacción. También requiere una costosa infraestructura criogénica para el almacenamiento y la manipulación.
Los vehículos utilizan una compresión de hasta 700 bar y se ha descubierto que el hidrógeno en esta forma es un combustible práctico para los autobuses. El amoníaco se considera un combustible más práctico para los barcos, ya que, en teoría, puede quemarse en un motor de combustión interna (actualmente se están desarrollando motores adecuados) o descomponerse en hidrógeno y nitrógeno (hasta ahora solo se ha demostrado en un laboratorio) y el hidrógeno pasa a través de celdas de combustible para generar electricidad. El amoníaco, aunque es tóxico, ya se produce (pero no de forma neutra en carbono) y se envía a gran escala como ingrediente clave de los fertilizantes, por lo que ya existe la infraestructura para su almacenamiento y manipulación.
De las tres rutas principales para el transporte marítimo, el GNL y el metanol son los contendientes actuales, ya que la tecnología del hidrógeno como combustible para los barcos aún no está madura. No obstante, el Banco Mundial recomienda firmemente la vía del amoníaco, tanto en términos de costo como de impacto ambiental. A medida que los combustibles fósiles se reemplazan gradualmente y su producción y consumo caen de manera desigual, su precio será cada vez más volátil. Esto se aplicará también al GNL, reduciendo su atracción como combustible para barcos.
El metanol ofrece la posibilidad de convertirse en carbono neutral en un solo paso y no corre el riesgo de fugas de metano. Los desafíos en la actualidad son el suministro de metanol y la menor densidad de energía volumétrica. Maersk, al ordenar barcos alimentados con metanol, está intentando crear certeza en la demanda y, por lo tanto, estimular la inversión en producción. Sin embargo, la producción de metanol a partir de biomasa no será suficiente sin interferir con la producción de alimentos. Por lo tanto, se requerirá una industria que sintetice metanol combinando químicamente hidrógeno verde con dióxido de carbono, un proceso conocido pero que consume mucha energía. Por lo tanto, todo se reduce al hidrógeno verde y mucho.
Fuente: Universidad de Sydney
