Energías del mar y nuevos combustibles en el transporte marítimo

El transporte marítimo está experimentando una transformación importante hacia la sostenibilidad mediante el uso de energías renovables y nuevos combustibles. Este objetivo quedó plasmado a finales de 2023 en la COP28, donde 198 países, y entre ellos los países productores de petróleo, se comprometieron a desarrollar tecnologías limpias e ir abandonando el uso de los combustibles fósiles.

La utilización de energías renovables en el transporte marítimo, aunque lentamente, ya ha comenzado. Sistemas de propulsión asistida por el viento mediante velas rígidas, o paneles solares, pueden ayudar a la reducción del consumo de combustible y de emisiones contaminantes. Aunque eso sí, estos sistemas solo pueden funcionar como complemento a la propulsión principal del buque, que en el 99% de los buques mercantes está basada en el gasoil marino.

Por otro lado, nuevas fuentes de energía del mar luchan por encontrar su nicho de mercado para ayudar a la elaboración de los nuevos combustibles limpios, que puedan ayudar a sustituir a los actuales contaminantes. Entre ellas, a la eólica, ahora se suman las energías de las olas y de las corrientes de mareas. La energía mareomotriz es una forma de energía renovable que se obtiene aprovechando el movimiento de las corrientes y mareas, y que junto a la energía undimotriz (la de las olas) constituye el conjunto de las energías oceánicas.

La energía mareomotriz es una fuente limpia, renovable y predecible que utiliza el movimiento de las mareas y corrientes oceánicas, inducidas por la luna y el sol, para generar la electricidad. Este movimiento provoca el ascenso y descenso del agua en la superficie terrestre, y cuando las masas de aguas sufren aceleraciones, se forman las corrientes mareales.

En los últimos años se han producido avances en la explotación de este tipo de energía para fines comerciales, aunque no se trata de una tecnología novedosa. Durante la era romana ya existían molinos de agua que utilizaban la energía de las mareas y ríos. El desarrollo y el estudio de esta tecnología se paralizó en el pasado, pero las necesidades actuales han obligado a volver sobre ellas.

A pesar de que algunas centrales de energía mareomotriz funcionan de manera similar a las hidroeléctricas, mediante el uso de diques haciendo pasar el agua a través de turbinas, el funcionamiento de los dispositivos convertidores de energía mareomotriz más habituales es similar al de los aerogeneradores que mediante turbinas aprovechan el viento. En esta modalidad marina las turbinas mareomotrices utilizan la energía cinética y potencial del agua en movimiento, por lo que también se las conoce como ‘hidro-generadores’. En los últimos años ha comenzado la carrera mareomotriz, que de momento lideran Reino Unido y Alemania, aunque España, con el interesante proyecto gallego de la empresa Magallanes Renovables, sigue la estela.

Las mayores ventajas de este tipo de energía radican en que es predecible, inagotable, y no contamina. De hecho, las corrientes de las mareas son más predecibles que el resto de las fuentes de energías renovables, tales como el viento, el sol, o las propias olas. Por lo tanto, la bondad de este tipo de energía se basa en la predictibilidad, la seguridad energética y la sostenibilidad.

Los emplazamientos idóneos para el aprovechamiento de este tipo de energía se sitúan en los estrechos, y en España las zonas con mayor potencial de corrientes de mareas las encontramos en el Estrecho de Gibraltar y en algunas partes de Galicia, donde se alcanzan las velocidades necesarias para que funcionen estos dispositivos. En cualquier caso, su aplicación parece que tiene más sentido en aquellas zonas donde haya poco espacio disponible para la instalación de otros tipos de centrales, o donde no exista otro recurso de energía renovable que pueda competir con ella.

El Proyecto Magallanes es uno de los proyectos más avanzados en el campo de la energía mareomotriz en España. Consiste en una plataforma flotante de acero de 42 metros de eslora, similar a un trimarán, que incluye un tubo sumergido donde se instalan los ‘hidro-generadores’. Estos últimos elementos aprovechan el movimiento de las mareas para hacer girar las hélices conectadas a un generador, que a la postre produce la electricidad. Aunque el diseño, desarrollo y construcción de este proyecto se lleva a cabo en Galicia, la plataforma ha sido probada en costas escocesas.

Durante el año 2023 los buques en cartera propulsados por combustibles alternativos ascendieron a 300, lo que supuso un aumento de un 8% respecto al año anterior. No obstante, el 80% de los nuevos contratos fueron para buques con propulsión convencional. Y es que no podemos olvidar que hoy en día el 99% de los buques existentes se propulsan con gasoil marino, y el 99,9% de la energía que utilizan estos barcos sigue siendo de origen fósil. Por lo tanto, para superar el reto de poder descarbonizar, están llamando a la puerta los nuevos combustibles, que deben ser limpios y obtenidos mediante el uso de energías renovables.

En los últimos años se está hablando mucho de los nuevos combustibles, entre los que el amoniaco, el metanol, e incluso el propio hidrógeno, destacan como opciones de futuro. Pero de momento, y como ya se ha indicado, nos encontramos muy lejos de esa posible realidad futura, ya que hoy en día la mayor parte de los buques mercantes se propulsan con los tradicionales motores diésel que queman gasoil marino, bien sean combustibles pesados (HFO), bajos (MDO), o de muy bajo contenido de azufre (LSHFO).

De unos 100.000 barcos mercantes que navegan por el mundo en estos momentos, unos 1.300 escapan del uso del gasoil, pero de ellos solo unos 300 se apoyan en los nuevos combustibles, que generalmente no son verdes. El mercado LNG (gas natural licuado) sigue mejorando sus características intentando convertirse en algo más que un combustible de transición, que en el futuro pueda tener su parte de la tarta de los nuevos combustibles.

En cualquier caso, en la actualidad ya se están llevando a cabo pruebas con motores marinos modificados, que pueden quemar amoniaco y metanol verde, y ya existen buques que se propulsan con estos combustibles. La principal barrera existente para imponer su uso se encuentra en su densidad volumétrica, que obliga a que los buques tengan que sacrificar parte de su capacidad de carga para poder alojar a los nuevos combustibles, menos densos que el gasoil marino, y cuyos tanques de carga no se adaptan tan bien a las formas del casco como lo hacen los de fueloil.

En el caso del amoniaco, su principal ventaja radica en que no emite carbono y que necesita menos espacio para almacenamiento que el que requieren los combustibles de hidrógeno. Pero los motores de amoniaco aún se están desarrollando, y a pesar de que ya hay algunos operativos, llegan con una década de retraso respecto a los de metanol, aunque se espera que para este año tengan un impulso importante. Adicionalmente, los derrames de amoniaco son extremadamente tóxicos y peligrosos tanto para las personas como para el medio ambiente, inconvenientes a los que se suma que se trata de un combustible demandado por múltiples sectores, por lo que su oferta será muy limitada.

Los problemas del amoniaco están llevando a que el metanol se esté convirtiendo en un combustible alternativo. Además, los buques existentes tienen la posibilidad de poder quemarlo tras pequeñas modificaciones en sus motores. Sin embargo, como en el caso del amoniaco, su desventaja también radica en la escasa capacidad de producción, y aunque no sea tan peligroso como el amoniaco, también es tóxico en caso de derrames.

Aunque su densidad energética es inferior a la de los combustibles fósiles, el uso del metanol es una alternativa seductora para el sector marítimo gracias a sus propiedades similares a las del fueloil, que hacen que su almacenamiento y manipulación sean más sencillos que los del LNG y el amoníaco.

Además, el metanol ya está presente en el transporte marítimo, con el buque portacontenedores ‘Antonia Maersk’, de 350 metros de eslora y 53 de manga, como ejemplo. Su armador aspira a incorporar una veintena más de barcos alimentados por metanol en los próximos años. Los pedidos mundiales de buques propulsados por metanol como combustible ascendieron a 138 en el año 2023, superando los encargos de buques a LNG.

En cualquier caso, según ANAVE el amoniaco podría establecerse como una opción de futuro en el transporte marítimo, en base a los cuantiosos acuerdos que se están llevando a cabo en los últimos meses para desarrollar tecnologías relacionadas con este combustible. Entre ellos destaca el firmado por la SC Lloyd’s Register (LR) y el astillero chino Guangzhou Shipyard International (GSI) para el desarrollo conjunto de un proyecto para la construcción de un buque VLAC para transportar amoniaco. Asimismo, la sociedad de clasificación estadounidense ABS ha concedido una aprobación al astillero surcoreano Samsung Heavy Industries (SHI) para la construcción de la sección central y el tanque de almacenamiento de un gasero de gran porte para el transporte de amoniaco.

El océano tiene un gran potencial y por eso diferentes energías como la mareomotriz (mareas y corrientes) y la undimotriz (olas) están llamando a su puerta. De ellas, la energía mareomotriz, por su predictibilidad, puede ser la llave del futuro de las energías renovables, que deben buscar una diversificación. Pero no todas las ubicaciones sirven para aprovechar esta energía, por lo que para obtener casos de éxito se deben seleccionar zonas donde existan grandes velocidades de corrientes y mareas. En España tanto en algunas zonas de Galicia, como en el Estrecho de Gibraltar, cumplimos estos requisitos, aunque aparecen también otros inconvenientes.

Estos recursos podrían llegar a cubrir el 10% de las necesidades de electricidad mundial, pero de momento, la estrategia de energía renovable marina de la UE pretende sólo alcanzar 40 GW para el año 2050, objetivo mucho menor que el asignado para la eólica offshore, que se pretende que alcance los 300 GW.

España es el país de la UE dotado con más instalaciones de investigación y desarrollo de tecnología para aprovechar las fuentes de energía marinas. Disponemos del BIMEP en Vizcaya, del gran tanque de Ingeniería Marítima de Cantabria, del PLOCAN (la Plataforma Oceánica de Canarias), del CEHIPAR (Canal de Experiencias Hidrodinámicas de El Pardo), y de la Zona Experimental de Aprovechamiento de Energías Marinas de Punta Langosteira (A Coruña), el segundo banco de pruebas más grande del mundo para las tecnologías oceánicas.

La empresa responsable del proyecto gallego Magallanes recientemente ha sido adjudicataria en subasta de una tarifa energética para proyectos de mareomotriz, lo que supone un contrato a largo plazo a un precio fijo por la electricidad producida, que puede ver la luz en el año 2026. Gracias a este proyecto la compañía instalará dos parques mareomotrices (en Gales y Escocia). En Gales han sido adjudicatarios de una planta de 6 MW, dotada de cuatro plataformas propias, y en Escocia desplegarán otra planta de 4,5 MW, mediante tres plataformas.

Además, no debemos olvidar que desde el año 2011 nuestro país posee la central undimotriz de Mutriku (Guipúzcoa), que fue la primera instalación de olas en Europa que empezó a comercializar la energía generada. Esta planta en la actualidad es capaz de generar una producción de electricidad acumulada de 300.000 kilovatios por hora cada año, cifra que desde un punto de vista energético es modesta para una central, pero que se alcanza mediante una tecnología avanzada combinada con dieciséis turbinas.

El objetivo planteado por la Organización Marítima Internacional (OMI) de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero del transporte marítimo al menos un 40% para 2030 y un 70% para 2050 exige que sea necesario llevar a cabo cambios de filosofía de manera urgente en el aprovechamiento de las energías renovables, y del mar en particular. Se siguen buscando soluciones con diferentes energías y combustibles, para alcanzar la tecnología que se imponga sobre el resto, que será muy difícil que solo sea una. El tiempo dictará cuál, o cuales, lo consiguen.

Se debe indicar que, aunque ya existen buques quemando nuevos combustibles, todos lo hacen con motores duales, que siguen teniendo dependencia, mayor o menor, del gasoil marino. Puede que en algunos barcos el fueloil sea el combustible secundario, pero seguirá siendo necesario en la propulsión.

En la actualidad el hidrógeno no se transporta como carga marítima, y las experiencias como combustible marino se limitan a proyectos de buques prototipo. Mientras que las tecnologías de metanol son más maduras, y ya existen usos comerciales, aunque la mayor parte de los buques que se propulsan con metanol, son los que lo transportan.

Respecto al amoniaco, que llega con una década de retraso respecto al metanol, y con el hándicap asociado de su gran toxicidad, tendrá que luchar en desventaja para poder establecer su nicho de mercado, y además teniendo en cuenta sus costes iniciales, algo superiores a los del metanol. A este respecto IRENA (la Agencia Internacional de la Energía Renovable) predice que para el año 2050 el amoniaco verde será la fuente de energía predominante en el sector marítimo.