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Hull Practice Leader, Asia, AXA XL

La mayoría de los aproximadamente 60.000 buques mercantes que navegan hoy en día consumen gasóleo pesado y generan dióxido de carbono, dióxido de azufre, óxido nitroso, hollín y polvo fino. En consecuencia, los efectos de estas emisiones sobre el cambio climático global y la salud pública son significativos.

Según la Organización Marítima Internacional (OMI), el sector naviero es responsable del 3% de las emisiones mundiales de CO2, más de lo que emite Alemania. Este sector también es responsable de cerca del 15% del óxido nitroso y del 13% del dióxido de azufre de la atmósfera, lo que contribuye a aumentar la incidencia del cáncer de pulmón, las enfermedades cardiovasculares, el asma y otras dolencias respiratorias.

Además, la OMI informa de que, si no se toman medidas, las emisiones totales del transporte marítimo podrían aumentar un 130% de aquí a 2050. Del mismo modo, un estudio del Parlamento Europeo concluyó que, sin reducciones significativas en el uso de gasóleo, el tráfico marítimo será responsable de casi una quinta parte de las emisiones mundiales de CO2 en 2050.

La flota portuaria de Singapur da la bienvenida a nuevos buques propulsados por baterías

Históricamente, el sector del transporte marítimo ha tardado en cambiar. Sin embargo, se avecinan cambios, impulsados por los avances tecnológicos y los nuevos requisitos reguladores.

Por ejemplo, unas tres mil personas recorren diariamente 5,5 km entre Singapur continental y Pulau Bukom, una pequeña isla que alberga una de las mayores refinerías de petróleo de la región. Antes, viajaban a estas instalaciones en transbordadores diésel. Ahora, los empleados, contratistas y visitantes viajan de ida y vuelta a Pulau Bukom en uno de los tres transbordadores de pasajeros totalmente eléctricos puestos en marcha este año. Estos transbordadores viajan a 21 nudos, o casi 40 km por hora, y tienen baterías con una capacidad dos veces superior a la de la mayoría de los transbordadores eléctricos de este tamaño; por tanto, emiten mucho menos dióxido de carbono y nada de óxidos de nitrógeno y azufre.

Además de estos transbordadores totalmente eléctricos, dos petroleros híbridos también empezaron a operar este año en Singapur, el mayor puerto petrolero del mundo. (Los búnkeres son pequeños petroleros que se utilizan para transportar combustibles y lubricantes a los buques en alta mar, evitando la necesidad de atracar los barcos en puertos cada vez más congestionados).

Los búnkeres están equipados con sistemas de energía híbridos compuestos por baterías de iones de litio y un sistema de gestión de la energía altamente automatizado que optimiza el consumo de fuel-oil y reduce las emisiones. Las baterías pueden recargarse durante los periodos de bajo consumo y proporcionar energía adicional durante los periodos de alto consumo. Esto permite que los generadores principales funcionen con una carga más estable, lo que contribuye a reducir las emisiones.

Estos nuevos barcos se pusieron en servicio en respuesta a la exigencia de la Autoridad Marítima y Portuaria de Singapur (MPA) de que todos los nuevos buques portuarios -por ejemplo, transbordadores de pasajeros, remolcadores y embarcaciones de recreo- sean de emisiones netas cero para 2030. También ejemplifican diferentes casos de uso para reducir con éxito el impacto medioambiental y en la salud pública mediante la incorporación de baterías de iones de litio al diseño de los barcos.

Son posibles diversas aplicaciones

La tecnología de las baterías ha avanzado mucho en la última década, principalmente debido a los nuevos desarrollos de los que han sido pioneras las industrias del automóvil y de la electrónica de consumo. Como señaló un observador, "la química de iones de litio que se encuentra en la batería (de un vehículo eléctrico) o de un smartphone es similar a la de un transbordador eléctrico". Así pues, este compromiso multisectorial está reduciendo el coste de las baterías de iones de litio y haciendo que la tecnología sea cada vez más atractiva y accesible para otras industrias.

Sin embargo, las exigencias de las aplicaciones marítimas son diferentes de las de los ámbitos de la automoción y el consumo. Con la electrónica de consumo, las prioridades son optimizar la densidad y la capacidad energéticas. Los barcos, en cambio, necesitan enormes cantidades de energía, por lo que las baterías para barcos se centran en el rendimiento y en un ciclo de vida óptimo; esto último porque los requisitos de alto rendimiento pueden acortar fácilmente la vida útil de la batería.

Como muestran los ejemplos de Singapur, los sistemas totalmente eléctricos son más adecuados para los barcos que recorren distancias cortas, como los transbordadores de pasajeros, los buques de suministro en alta mar y las embarcaciones de recreo. Para otros tipos de buques -de crucero, búnkeres y cargueros-, las baterías de iones de litio pueden utilizarse como energía de reserva o para hacer funcionar operaciones de a bordo como los sistemas de calefacción/refrigeración o los controles de navegación.

El uso de baterías de iones de litio como energía de reserva también puede permitir a los barcos cumplir los requisitos cada vez más estrictos de los puertos y viajar por zonas ambientalmente controladas. Por ejemplo, en respuesta a la presión de las comunidades locales, el operador de un transbordador de pasajeros en Suecia encargó un barco capaz de llegar a puerto sólo con la energía de las baterías, con cero emisiones y cero ruido.

Por último, aunque el uso de baterías para propulsar los enormes portacontenedores actuales no es factible, algunos observadores han especulado con que las baterías podrían desempeñar un papel en la revitalización de los puertos locales y la reconfiguración de las cadenas de suministro mundiales. El escenario previsto es la vuelta a un sistema de núcleos más denso, en el que buques más pequeños transporten mercancías entre puertos que estén dentro del alcance de los buques propulsados por baterías. Esto podría tener dos beneficios: invertir la tendencia que afecta a los puertos más pequeños que no pueden gestionar los portacontenedores superdimensionados actuales y dar a los propietarios de la carga más opciones para eludir los retrasos cada vez más frecuentes en los principales puertos de contenedores.

Nuevos riesgos y retos operativos

A pesar de las ventajas y oportunidades, la introducción de las baterías de iones de litio en el ecosistema marítimo conlleva nuevos riesgos. También hay que abordar varios retos operativos antes de que los buques propulsados por baterías -totalmente eléctricos o con sistemas híbridos- puedan desplegarse más ampliamente.*

El principal problema de seguridad de las baterías de iones de litio es la "fuga térmica", que se produce cuando una batería está sometida a altas temperaturas, ya sea por una alta tasa de descarga de corriente o por la proximidad a fuentes externas de calor. Como su nombre indica, el desbocamiento térmico puede provocar una reacción en cadena, dando lugar a incendios a gran escala que pueden dañar las embarcaciones y poner en peligro a la tripulación.

Este riesgo puede minimizarse alojando las baterías en zonas alejadas de fuentes de calor externas y proporcionando una ventilación adecuada. Los nuevos sistemas de gestión de baterías (BMS) también pueden reducir los riesgos controlando el voltaje, la corriente y la temperatura de los paquetes y subpaquetes de baterías. Además de proporcionar información crítica sobre seguridad, los BMS permiten a los operadores de buques optimizar el uso y la disponibilidad de la energía y aumentar la vida útil de las baterías.

La integración de baterías de iones de litio en los barcos, como fuentes de energía primaria o de reserva, plantea retos operativos a los inspectores y astilleros encargados de evaluar los sistemas de ventilación, las zonas peligrosas y los espacios de los sistemas de almacenamiento de energía; su trabajo consiste en garantizar que los barcos puedan navegar con seguridad. Se trata de una nueva área de interés para los consultores de riesgos marítimos de ¾ÅÉ«ÊÓƵ que colaboran estrechamente con distintos expertos para identificar los riesgos y las opciones para minimizarlos.

Crear la infraestructura para recargar las baterías de los barcos representa otro reto operativo. Un enfoque consiste en utilizar paquetes de baterías modulares que puedan intercambiarse fácilmente, de modo que las baterías gastadas puedan recargarse en estaciones de carga en tierra. Otra forma es construir estaciones de carga en puerto similares a las que se utilizan para los vehículos eléctricos. La MPA de Singapur, por ejemplo, está trabajando con el propietario de los transbordadores propulsados por baterías para poner esas instalaciones de carga a disposición de otras embarcaciones portuarias eléctricas en el futuro. Esa empresa también está estudiando ampliar su infraestructura de carga en tierra en la isla de Pulau Bukom.

Como se ha señalado, el sector del transporte marítimo comprende unos 60.000 barcos. En 2020, menos de 500 barcos propulsados por baterías estaban en funcionamiento o en construcción (no se dispone de cifras más recientes). En otras palabras, sólo un puñado de la flota mundial funciona con baterías.

No obstante, a medida que los costes de las baterías sigan disminuyendo, mejore su rendimiento y se endurezca la regulación -un proceso obligado por la urgente necesidad de descarbonizar el sector naval-, cada vez habrá más barcos propulsados por baterías. Aunque es probable que la transformación sea gradual, los suscriptores marítimos y los asesores de riesgos de ¾ÅÉ«ÊÓƵestán dispuestos a apoyar los continuos esfuerzos del sector del transporte marítimo por reducir las emisiones de dióxido de carbono y gases nocivos.

*También hay importantes cuestiones de seguridad/gestión de riesgos asociadas al transporte de vehículos eléctricos, dispositivos electrónicos de consumo, bicicletas eléctricas, etc., en los buques. Los Consultores de Riesgos de ¾ÅÉ«ÊÓƵestán desarrollando directrices para los propietarios/operadores de buques sobre cómo minimizar estos riesgos, y sus principales recomendaciones se expondrán en un próximo artículo de Fast Fast Forward.

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