El Indicador de Intensidad de Carbono (IIC) de la OMI va a limitar la emisión real de CO2 para las naves de navegación marítima de más de 5.000 GT a partir de 2023. Este documento tiene como objetivo brindar una descripción general de los conceptos básicos de IIC y presentar algunos casos de uso para naves portacontenedores y graneleros típicos. Se analizó la operación respectiva y se evaluaron posibles medidas para mejorar la situación de la IIC.
Los resultados demuestran que se deben aplicar diferentes soluciones para las mejoras de IIC para cada barco y aplicación específicos. Más adelante, las mejoras deben abordarse continuamente más adelante, para mantener la nave en una clasificación aceptable.
Introducción
Introducción Según el marco regulatorio establecido por la Organización Marítima Internacional (OMI), a partir de 2023, se aplicará la calificación del Indicador de Intensidad de Carbono (CII, por sus siglas en inglés) en todos los buques de más de 5,000 GT que naveguen en alta mar. Estos buques tendrán que informar sus emisiones anuales de CO2 según su operación real, y en función de los valores informados, los buques serán clasificados en las categorías A a E.
Después de 2023, la línea de base media para la definición de clase se reducirá anualmente, lo que conducirá a un deterioro continuo de la clasificación si no se aplican contramedidas para la reducción de emisiones. Si una embarcación está clasificada en clase D o peor, el propietario debe implementar medidas de mejora para alcanzar al menos la clase C dentro de tres años, o la embarcación perderá su certificado de emisiones. La primera revisión de los factores de reducción está prevista para 2026.
Este artículo analiza la operación típica de las naves portacontenedores y graneleras. Sobre la base de los resultados, se evalúan las posibles medidas de reducción de CO2 para la función de propulsión, p. limitación de la potencia del motor (LPM) o el uso de combustibles alternativos, mientras que también se tienen en cuenta los efectos respectivos y los riesgos potenciales. Estos conocimientos tienen como objetivo brindar apoyo en la toma de decisiones a los propietarios, operadores y otras partes interesadas.
Actualmente, la OMI utiliza un enfoque de tanque a hélice (ETH) para el cálculo de CII, lo que significa que las emisiones de CO2 consideradas son las generadas por el combustible en el almacenamiento de combustible de una embarcación. Dado que aún no se ha considerado la fuente del combustible, el uso de «combustibles verdes» no ayuda al propietario a mejorar la clasificación IIC.
En 2025, la UE estará lista para introducir la regulación marítima FuelEU, que permite un enfoque de pozo a hélice (EPH). Aquí se considera el impacto de las emisiones desde la etapa de producción y transporte de combustibles, apoyando el uso de combustibles verdes. La OMI está discutiendo un enfoque similar, pero aún no hay una fecha definida para su introducción. Se espera una revisión de las regulaciones en 2026.
Al analizar la clasificación de clase IIC con respecto a la velocidad de una serie de naves portacontenedores de clase TEU de 14k de CPO Containerschiffrederei, las operaciones actuales a altas velocidades arrojan constantemente clasificaciones D y E. Si esto continuara sin implementar medidas de mejora, el certificado de emisiones de la nave terminaría en 2028. En 2026, la nave tendría que limitar su velocidad a 15 nudos para mantener una calificación de categoría C, y a 14 nudos en 2030.
Una forma típica de mejorar la clasificación IIC sería cambiando la hélice por una optimizada para velocidades más bajas. Sin embargo, esto puede afectar el comportamiento del tren motriz, con vibraciones torsionales alteradas que pueden aumentar el envejecimiento y el desgaste de los componentes del tren motriz.
Naves tipo bulk carriers
La evaluación de las naves tipo bulk carriers se realizó con una nave tipo bulk carrier modelo construida en grandes números de producción, en todo el mundo.
Según las características de la nave y los datos de operación del período de evaluación de 2021 (distancia anual recorrida: aproximadamente 55 000 mn, consumo anual de combustible: aproximadamente 4300 tm LSFO y 900 tm MDO) se obtienen los siguientes resultados de CII.
Como se muestra arriba, sin cambios, la embarcación alcanzaría una calificación D en 2026. Para mantener una calificación C, su consumo de combustible tendría que reducirse un 13 % en 2028, o un 18 % para una calificación B. Esto podría lograrse limitando la salida del motor principal.
El impacto de la reducción y limitación de la potencia del motor principal para lograr reducciones de calificación CII específicas. se puede ver en la figura de la izquierda.
Limitar la potencia del motor en un 13 % mantendría la calificación C hasta 2030. Al -18 %, la calificación C podría durar dos años más. Si el propietario de la nave eligiera este enfoque, el impacto operativo requeriría una mayor investigación. Con velocidades de barco más bajas que conducen a más días en el mar, la disponibilidad del barco podría verse reducida.
Los impactos potenciales en el tren motriz también son parte de la discusión. Para esto, la operación real de la embarcación debe relacionarse con la potencia requerida del motor. El perfil de operación típico de una nave tipo carriers modelo de 2021 se puede ver en la figura de la izquierda.
Al analizar la curva de resistencia de la nave en función de la velocidad de la nave, se puede recuperar una potencia típica del motor del 60 % de MCR. Este valor se proyecta en un diagrama de carga/velocidad del motor junto con los valores de salida reducidos. Un diagrama de este tipo muestra claramente que limitar la salida hará que la operación del motor se acerque al rango de velocidad prohibido. Esto le dará a la tripulación una ventana de operación muy pequeña del motor principal.
Los desafíos de estas restricciones se pueden superar instalando un nuevo amortiguador de vibraciones torsionales. Pero el nuevo amortiguador tendría un aprox. 30% más de peso en comparación con el amortiguador original.
Además del esfuerzo por cambiar el amortiguador de vibraciones de torsión, se deben responder las siguientes preguntas de antemano:
- ¿Se excederá la carga máxima del cojinete de soporte del motor?
- ¿Sería necesario un cojinete de soporte externo adicional?
- ¿Hay suficiente espacio disponible delante del motor?
Con la baja presión de sobrealimentación del turbocompresor, limitar la potencia del motor por debajo del 50 % de la MCR provoca una mala calidad de la combustión y altas temperaturas. Una solución podría ser modificar la especificación del turbocompresor. Lograr la salida de MCR para operaciones de emergencia después de la modificación requiere la instalación de una derivación de turbina controlable (puerta de descarga). Esto evita que se exceda la presión del cilindro debido a una presión de sobrealimentación excesiva a altas cargas del motor. Otra opción para reducir las emisiones de las naves es utilizar combustibles alternativos.
Para las naves tipo carrier, el metanol verde representa una opción prometedora, ya que el almacenamiento en búnker existente se puede utilizar mediante la aplicación de un revestimiento adecuado. Sin embargo, el rango operativo total de la embarcación se reduciría debido al poder calorífico más bajo del metanol, lo que debería tenerse en cuenta en la planificación de la ruta.
Con el enfoque TTP actual de la OMI, se prefiere el GNL fósil al metanol verde. La combustión de metano (CH4), componente principal del GNL, produce menos CO2 que la combustión de metanol (CH3OH), lo que mantendría la calificación C de la nave en el marco actual durante solo tres años. La modernización de la embarcación para operaciones con metanol solo tendrá sentido cuando la OMI adopte el enfoque WTP. El concepto técnico para tal modernización ya está disponible y se puede aplicar hoy.
Se investigó el impacto de las operaciones optimizadas de las naves para las tipo bulk carrier capesize comparando su rendimiento en 2021 y en la primera mitad de 2022. El objetivo era definir el perfil de velocidad óptimo y la velocidad de instrucción en función de los datos de 2021 para reducir los factores CII para 2022 A través de la plataforma METIS IoT, que creó modelos matemáticos y de machine learning (aprendizaje automático) específicos de la embarcación, se tomaron datos de alta frecuencia con un período de muestra de 15 segundos.
El análisis de las operaciones del la nave en 2021 dio como resultado los siguientes hallazgos clave:
- La nave viajaba cargada a velocidades que oscilaban entre 10 y 13,3 nudos.
- El nave estuvo anclada casi el 20% del tiempo.
Un análisis estadístico para varios rangos de velocidad sobre tierra del consumo de fuel-oil del motor principal por hora y milla náutica reveló el problema de evaluar la velocidad instruida por viaje.
Según los hallazgos de 2021, el perfil operativo de la nave cambió de la siguiente manera:
- El perfil de velocidad con carga se redujo en unos 10,6 nudos.
- Se redujo a la mitad el tiempo de fondeo.
- La compensación se ajustó a la nueva velocidad instruida.
Como se muestra arriba, el valor de CII se redujo en casi un 20 %, mientras que la distancia recorrida aumentó en un 25 % debido a una mejor planificación de la operación.
Para la primera mitad de 2022, la nave ahorró 930 toneladas métricas de fuel oil.
En última instancia, el cumplimiento de CII requiere una estrecha planificación operativa entre fletadores, propietarios y operadores. Un análisis detallado de los datos operativos con la participación de proveedores de componentes y proveedores de servicios en la etapa más temprana posible puede ayudar a evitar problemas.
Fuente: hellenicshippingnews.com
