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#Novedades de la industria
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Ahora es el momento de acelerar el desarrollo de la propulsión híbrida
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Las investigaciones han demostrado que los propietarios de remolcadores ahorran mucho en costes de explotación y mantenimiento, mientras que el capital de los sistemas de almacenamiento de energía está disminuyendo
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Aunque la propulsión híbrida marina estaba en su infancia hace sólo una década, los trenes de propulsión híbridos actuales están demostrando ofrecer menores gastos operativos que los sistemas tradicionales de propulsión de remolcadores.
Sin embargo, los sistemas de propulsión híbridos siguen constituyendo sólo un pequeño porcentaje de los sistemas de propulsión del mercado. Entonces, ¿qué es lo que impide a los propietarios pedir sistemas híbridos?
En un informe titulado Barcos de trabajo de potencia híbridos: un enfoque holístico para una mejor protección, Mark Watson, gerente de ventas de MAN Energy Solutions en la división de remolcadores y botes de trabajo del negocio de motores marinos de cuatro tiempos de MAN, dijo que existen dos grandes obstáculos: un mayor gasto de capital inicial y la percepción de riesgos en torno a la certificación, la instalación y el funcionamiento de la tecnología híbrida.
Tug Technology & Business se reunió con el Sr. Watson para discutir cómo él y sus coautores* buscaron combatir los conceptos erróneos sobre las diferencias de costos e impulsar la adopción y el desarrollo de tecnologías híbridas.
En primer lugar, el grupo definió el enfoque fundamental: trabajar con socios conocidos para lograr eficiencias de costes y crear conocimientos especializados que puedan conducir a una mayor innovación.
En segundo lugar, el Sr. Watson afirma que considera que el proyecto necesita una referencia externa con la que comparar el desarrollo de tecnologías híbridas dentro del sector marítimo. En su opinión, la respuesta era clara.
"Tomé un punto de vista más amplio y dije que analicemos otras industrias y por eso nos fijamos en la industria automotriz", explica el Sr. Watson.
"La tecnología está claramente más avanzada que en otros sectores porque lo han estado haciendo durante más tiempo, así que era un buen lugar para decir que sí, aquí está el punto de partida, mira dónde han llegado en 30 años de desarrollo[y] usando eso como punto de referencia, como un objetivo", dice.
Con un punto de referencia definido, el siguiente reto a superar fue el desarrollo de un sistema viable en un tipo de buque que tuviera sentido.
El Sr. Watson aprovechó la asociación de MAN con Aspin Kemp and Associates para diseñar el sistema de propulsión híbrido y decidió utilizar propulsores híbridos que Schottel había desarrollado de forma independiente. En lo que respecta al buque, centrarse en los remolcadores tenía sentido, ya que ambas empresas tenían experiencia en el sector.
Sobre esta base, el grupo logró demostrar que podía recortar los aumentos de los gastos de capital iniciales, manteniendo al mismo tiempo, y en algunas áreas mejorando, los ahorros previstos en los gastos operativos y las consideraciones de seguridad.
Para la propia planta de propulsión, el proyecto encontró que se necesitaba un aumento de la inversión de menos del 10% para su concepto híbrido, que se elevó al 12,5% con el uso de un sistema de almacenamiento de energía (ESS).
En general, esto supuso entre un 2,5 y un 4% más de gasto de capital inicial para instalar un sistema híbrido, sin incluir una estimación de los costes del astillero que incluyera los cimientos, el cableado, la instalación y las pruebas de los componentes.
Aumentos típicos de costos y ahorros de costos
Como señala el informe, aunque el aumento porcentual global del gasto en su solución de propulsión híbrida se situó entre el 10 y el 12,5%, cabe mencionar cambios significativos en la distribución de costes y en la estructura. Dependiendo del uso de una ESS, los grupos electrógenos más grandes necesarios para un tren de propulsión híbrido son entre un 10 y un 20% más caros que sus homólogos tradicionales.
"A medida que el suministro de energía se traslada de los motores principales al sistema eléctrico, el tamaño de los generadores debe aumentarse en consecuencia y la consideración del cumplimiento del Nivel III de la OMI también debe tenerse en cuenta aquí", dice el informe.
Otros costes de equipamiento incluyen los motores eléctricos PTI/PTO para convertir la energía eléctrica de la batería en energía mecánica, que "no debe subestimarse" a pesar de una tendencia general a la baja en el coste de los componentes eléctricos.
En términos de ahorro, el informe cita el mayor potencial de ahorro de costes procedente de la selección del motor principal.
"La reducción de 16 a 12 cilindros reduce el gasto inicial de la transmisión en más de un 10 por ciento", revelan los resultados.
"La reducción de 16 a 12 cilindros reduce el gasto inicial de la transmisión en más de un 10 por ciento"
Los propietarios pueden encontrar otras reducciones de costes en el sistema de reducción catalítica selectiva (SCR) de postratamiento de gases de escape. "La aplicación de un sistema modular de postratamiento permite un motor de 12 V, el uso de un sistema optimizado y a escala reducida, con una reducción global del número de componentes utilizados", señala el informe.
El otro factor importante de reducción de costes está relacionado con las hélices del timón, su equipo auxiliar y la línea de ejes. "Aunque la mayoría de los componentes siguen siendo los mismos, ya que el par total en el eje no cambia significativamente, hay un ahorro de alrededor del 7%. Esto se debe principalmente a la sustitución del embrague deslizante por la entrada de potencia secundaria y a un embrague de desembrague convencional en el que los costes adicionales se compensan en exceso", detalla el informe.
Los autores del informe también señalaron la importancia del ahorro a lo largo de la vida útil del buque, incluida la reducción de los gastos operativos, una mejor amortización y la preservación del valor de la inversión.
"Como muestra la experiencia, una parte realista de la operación eléctrica completa puede alcanzar el 50%, siempre y cuando se cubra el vagabundeo y el tránsito de tal manera que no se vean afectados los procedimientos operativos", señala el informe. Utilizando un tiempo de operación anual promedio de 3.000 horas para la planta de propulsión, un ahorro del 50% (1.500 horas por año) podría añadir 10 años entre los trabajos de revisión del motor principal.
En última instancia, aunque no se basaría en una predicción de cuándo exactamente, debido a las complejidades relacionadas con el precio de la tecnología de las baterías, el Sr. Watson dijo que era sólo cuestión de tiempo antes de que no existiera la diferencia en la inversión de capital entre la propulsión tradicional y la híbrida.
"Con el tiempo, todas estas cosas se irán reduciendo, por lo que nuestra opinión es: `Bien, si hoy en día hay una capa de protección entre un 10 y un 12% más alta, tal vez dentro de 10 años o 5 años, eso será prácticamente nulo en cualquier caso''
"Si hay un 10-12% más de inversión hoy, tal vez dentro de 10 años o 5 años eso va a ser virtualmente cero en cualquier caso."
"Por lo tanto, a más largo plazo, la idea es que llegaremos allí con un sistema híbrido que pueda reemplazar completamente a un sistema convencional sin gastos de capital adicionales. Ese es obviamente el objetivo y es lo que hay que lograr para que sea competitivo y más interesante para los operadores y los astilleros"
Por el momento, según el Sr. Watson, el tipo de ahorro holístico de costes investigado en su proyecto era una opción obvia para muchos operadores que se enfrentan a una carrera para reducir las emisiones y el consumo de combustible.
"Por supuesto, va a haber un fuerte impulso para reducir las emisiones, particularmente en este caso se piensa en el remolcador del puerto, está operando cerca de la orilla, es muy visible y ver un remolcador del puerto echando humo negro... no es un espectáculo agradable para nadie", dice.
"Creo que el factor medioambiental es una cosa que impulsará la propulsión híbrida y creo que los operadores en general aceptan que así va a ser... Por eso nos hemos centrado en el capex, porque quieren ver algo competitivo que puedan utilizar"