Transporte marítimo del futuro

Las emisiones de dióxido de carbono producidas por el sector del transporte en todo el mundo en 2024 alcanzaron unos 9 GtCO₂, de un total estimado de 41,6 GtCO₂ (total de emisiones antropogénicas de CO₂ procedentes de combustibles fósiles y LULUCF - uso del suelo, cambio de uso del suelo y silvicultura - incluido el sumidero de carbonatación del cemento). El transporte marítimo (internacional y nacional juntos) representó un 10,67 % de las emisiones del sector del transporte, equivalente al 2,31 % de las emisiones globales de carbono.

Estas cifras se eligieron por ser recientes y porque sus porcentajes coinciden con fuentes fiables como la OMI (Organización Marítima Internacional). Sin embargo, sigue habiendo debate sobre la exactitud de estos datos en general. Calcular la parte de las emisiones globales de CO₂ que corresponde al transporte marítimo es más complejo de lo que parece, y las cifras pueden variar según cómo se recopilen los datos.

Primero, distintos estudios indican solo CO₂, todos los gases de efecto invernadero o valores equivalentes de dióxido de carbono (CO₂eq), que incluyen gases como el metano y el óxido nitroso ponderados según su potencial de calentamiento global. Estas métricas no son intercambiables ni comparables, y usar una u otra puede cambiar mucho la proporción aparente de emisiones del transporte marítimo. Las fuentes, los estudios y los informes de organizaciones a menudo no dejan claro qué métrica concreta se ha usado, y con frecuencia usan una cuando quieren decir otra (por ejemplo, indicando ‘CO₂’ cuando quieren decir ‘CO₂eq’).

Segundo, importa qué referencia global se elija: algunas comparaciones se hacen solo con el CO₂ relacionado con la energía, mientras que otras incluyen todas las fuentes antropogénicas, como el uso del suelo, el cambio de uso del suelo y la silvicultura (LULUCF), lo que amplía el denominador y reduce el porcentaje aparente del transporte marítimo.

Tercero, el transporte marítimo internacional es difícil de seguir porque sus emisiones se producen en gran parte en aguas internacionales, y los datos suelen proceder de ventas de combustible búnker en vez de un seguimiento directo de la actividad de los barcos, lo que añade más incertidumbre. En conjunto, estas diferencias metodológicas hacen que las cifras publicadas sobre la aportación del transporte marítimo a las emisiones globales puedan variar bastante, incluso cuando se basan en la misma actividad de fondo.

Claude-François-Dorothée, marqués de Jouffroy d’Abbans - también conocido como Claude de Jouffroy - creó el primer barco de vapor en 1776. Estas primeras pruebas fracasaron, pero más tarde tuvo éxito en 1783 con el barco de ruedas de palas «Pyroscaphe». Durante muchos años se le negó la protección de una patente y más tarde se exilió. Otras personas, como John Fitch y William Symington, lograron varias pruebas más con barcos de vapor hasta que el inventor estadounidense Robert Fulton creó el primer barco de vapor comercial con Robert Livingston en 1807. Fulton reconoció a Claude, pero su invento rara vez recibe reconocimiento ^A.

Según las fuentes, si aproximadamente el 75 % de los 300 millones de toneladas de combustible búnker total (usado en el transporte marítimo mundial) es fuelóleo pesado (HFO), entonces hay 225 millones de toneladas de HFO en total. Suponiendo que el 25 % restante es gasóleo marino (MGO) y diésel marino (MDO), esto equivale a 75 millones de toneladas. Usando [17], que es una calculadora para convertir la cantidad de combustible en el número equivalente de barriles: HFO se multiplica por 6,350, MGO/MDO se multiplica por 7,460. Por tanto, los barriles aproximados de HFO = 225 millones x 6,350 = 1.428.750.000.

Barriles aproximados de MGO/MDO = 75 millones x 7,46 = 559.500.000.

Barriles totales = 1.988.250.000 = Aproximadamente 2.000 millones de barriles.

El barril medio mide 33-34 pulgadas de alto ^[18,19], o aproximadamente 850 mm o 0,00085 km. Por tanto 2.000 millones x 0,00085 km = 1.700.000 km.

Distancia a la Luna = 384.400 km ^[20,21,22].

1.700.000 km / 384.400 = 4,42 veces la distancia a la Luna desde la Tierra.

Los barcos de vapor de antes solían funcionar quemando carbón. Este carbón se guardaba en salas llamadas carboneras, o bunkers en inglés, por eso el combustible moderno se conoce como «combustible búnker». Desde entonces, las carboneras se han sustituido por depósitos de combustible, pero el nombre sigue usándose para el propio combustible. «Combustible búnker» puede referirse a cualquier tipo de combustible usado en el transporte marítimo; no se refiere a un solo tipo de combustible.

Los valores porcentuales de reducción del consumo de combustible y de emisiones mediante lubricación por aire varían entre fuentes, ya que dependen de las circunstancias y las condiciones experimentales cambian. Hay pruebas del potencial de la lubricación por aire, pero distintos proveedores muestran cifras diferentes. Por ejemplo:

[44] Este artículo menciona sistemas de lubricación por aire, y sugiere una reducción del consumo de combustible de hasta 15 %. Este valor se basa en un estudio de Engng (1997) que actualmente no es accesible.

[46] Esta fuente aclara que los sistemas de lubricación por aire pueden reducir la resistencia, bajando el consumo de combustible en «al menos 3 %».

[50] Este informe presenta varios ejemplos de sistemas de lubricación por aire y detalla la reducción de resistencia y el ahorro energético que ha logrado cada uno. Informa sobre un proyecto inicial: «Proyecto de buques con lubricación por aire para ahorrar energía» (PELS) de 1999, que encontró un ahorro energético medio en aguas tranquilas de 3-10 %. Otros valores de ahorro energético de distintas pruebas que se mencionaron - en un rango de parámetros experimentales - fueron: 2 %, 6 %, «algo», 1 %, 10 % en condiciones de lastre y 5 % a plena carga, 10 % a alta velocidad, sin resultados concluyentes, 15 %, 2 % (aunque se redujo a -0,6 % porque las burbujas no se adherían al casco), 10 %, 5 %, 4,5 % y 4 %. El rango completo de experimentos y el contexto de los valores encontrados están en la página 11 del informe.

[51] Este estudio encontró reducciones experimentales del consumo de combustible y las emisiones de hasta 8 %.

[52] Esta fuente informó sobre un sistema de lubricación por aire diseñado por Silverstream Technologies, afirmando una reducción del combustible y de las emisiones de GEI de 5-10 %.

Como ocurre con los sistemas de lubricación por aire, las cifras de reducción del consumo de combustible y las emisiones varían un poco.

[53] Esta fuente es un estudio sobre el uso de economías de escala en el transporte marítimo, y calcula que las emisiones podrían reducirse hasta un 30 % si toda la flota se sustituyera por barcos más grandes, algo que se prevé que tarde 25 años

[56] Esta fuente es una web de noticias que informa sobre un nuevo barco de 18.000 TEU (unidad equivalente a veinte pies) de Maersk Line. Maersk no ha publicado información sobre el consumo de combustible de este barco, pero sí hay información disponible de sus barcos de 10.000 y 16.000 TEU. Por tanto, se extrapoló la información sobre consumo, afirmando que este nuevo barco es un 35 % más eficiente en el uso de combustible por contenedor transportado que los barcos de 13.100 TEU. Esta información se publicó en un informe de Drewry Maritime Research; sin embargo, este informe no es fácilmente accesible para el público.

[54] Este informe aclara que los datos sobre consumo de combustible son información confidencial y, por tanto, rara vez están disponibles para el público. Las fuentes que informan de estos datos son muy escasas, así que sería increíblemente difícil conseguir datos verificados con precisión, que además pueden tener distintos parámetros experimentales.

Estas fuentes describen el uso de las «WindWings» de BAR Technologies, unas grandes velas instaladas posteriormente en buques portacontenedores. Estas velas no son como las velas tradicionales de los barcos, sino rígidas, hechas del mismo material que los aerogeneradores, y pueden plegarse al llegar a puerto, antes de desplegarse en el mar. Estas velas funcionan como alas de avión verticales, con 3 elementos para crear un empuje aerodinámico mayor que el de un ala de un solo elemento, usando una dinámica parecida a la que hace que las alas levanten un avión, pero impulsando el barco hacia delante.

El informe [66] publicado en 2024 afirma que el 36 % de la capacidad mundial de carga se usa para transportar combustibles fósiles. Esto se calculó “usando el peso muerto de la flota existente y encargada de buques cisterna de gas licuado y petroleros, más otro 17 % del peso muerto de la flota existente y encargada de graneleros de Clarksons WFR”. El 17 % corresponde a “la parte que representa el comercio de carbón dentro del comercio a granel (en toneladas-milla) según Clarksons Shipping Intelligence Network (SIN)”. No se pudo acceder a las fuentes originales de esta información. Estas cifras son estimaciones.

El informe [67] de 2019 refleja las conclusiones extraídas del primer informe, usando la misma fuente de datos que muestra las cifras totales de envíos a nivel mundial.

CORRECCIÓN: El vídeo dice que el 40 % de todo el transporte marítimo de mercancías podría electrificarse, pero el estudio trata del tráfico de buques portacontenedores, sobre todo de rutas intrarregionales más cortas - no del 40 % de todo el transporte marítimo de mercancías.

Para reducir el escape de metano de los motores alimentados con GNL, se han mejorado varias tecnologías de motores, y los diseños más nuevos han reducido la cantidad de metano que se escapa sin quemarse. Motores como los de combustible dual de baja presión (LPDF) ^[84], los de combustible dual de alta presión (HPDF) [84] y los motores Otto de cuatro tiempos ^[83] han recibido varias mejoras tecnológicas importantes, como cambios en la presión, la inyección, el ‘salto de encendido’ y modificaciones en el funcionamiento ^[83]. Como resultado, el escape de metano se ha reducido mucho, pero sigue siendo un problema habitual cuando se usa GNL.

Los combustibles de amoníaco líquido y metanol fabricados a partir de hidrógeno son más fáciles de almacenar que el combustible de hidrógeno líquido, pero cada uno tiene inconvenientes importantes ^[114,115]. Principalmente, ambos tienen una densidad energética volumétrica menor que el combustible búnker convencional: el metanol necesita unas 2,5 veces más volumen de almacenamiento y el amoníaco necesita unas 3 veces más. Ambos son extremadamente tóxicos para las personas y la vida marina, por lo que hay que tomar precauciones extra al manipularlos. El metanol también es extremadamente inflamable y tiene un punto de inflamación bajo, y la combustión de amoníaco puede producir óxido nitroso. Por último, el suministro de ambos combustibles es muy limitado, y haría falta una producción a gran escala para abastecer a la industria marítima y hacer frente a la competencia con otros sectores a medida que empiecen a descarbonizarse. Sin embargo, en cuanto al almacenamiento físico real, el combustible de hidrógeno líquido sigue siendo mucho más difícil de almacenar que cualquiera de estos combustibles por los fríos depósitos criogénicos necesarios.