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Dec 27, 2023

Ecologización de la industria naviera

Rockford Weitz de la Escuela Fletcher analiza una propuesta pionera para

Rockford Weitz de la Escuela Fletcher analiza una propuesta pionera para crear el sistema necesario para descarbonizar esta industria tan compleja.

En la carrera mundial para reducir las emisiones de carbono, algunos jugadores grandes, muy grandes, lideran el grupo: los barcos.

Imagine cargueros masivos y portacontenedores, embarcaciones cuyos motores por sí solos son del tamaño de edificios enteros. El transporte marítimo, la industria que impulsa esos barcos, produce del 5 al 7 por ciento de las emisiones de carbono del mundo. Reducir el impacto de la industria marcaría una enorme diferencia en los esfuerzos por reducir la huella de carbono global.

Afortunadamente, los líderes de la industria naviera han mostrado un gran interés en la descarbonización a través de colaboraciones con otras partes interesadas: gobiernos, las Naciones Unidas, las industrias petrolera y de refinación, empresas de construcción de barcos y motores marinos, por nombrar algunos. En una reunión de 2019 de la Organización Marítima Internacional, el organismo de la ONU con sede en Londres que rige el transporte marítimo internacional, las partes interesadas clave se comprometieron a reducir las emisiones a la mitad para 2050 (en comparación con los niveles de 2008).

Sin embargo, la complejidad de la industria, su naturaleza internacional y los obstáculos tecnológicos y logísticos para reducir la dependencia de los combustibles fósiles presentan desafíos importantes.

"Estamos tratando de cambiar un sistema que creció orgánicamente durante 100 años en 190 jurisdicciones de todo el mundo", explicó Rockford Weitz, profesor de práctica en estudios marítimos y director del Programa de Estudios Marítimos de la Facultad de Derecho y Diplomacia Fletcher. "No se crean opciones de combustible ecológico de la noche a la mañana que se pueden obtener a nivel mundial para servir a una industria muy dispersa que necesita estaciones de servicio accesibles; debe adoptar un enfoque de sistemas".

Para desarrollar ese enfoque, Weitz y un equipo multidisciplinario de investigadores de Tufts están explorando nuevas formas de propulsar barcos.

En asociación con Eric Hines, profesor de prácticas en ingeniería civil y ambiental de la Escuela de Ingeniería, y Andrew Ramsburg, profesor asociado de ingeniería civil y ambiental, y con Luke Davis, profesor asistente de química en la Escuela de Artes y Ciencias, Weitz y el equipo han aportado al desafío su experiencia, en campos que van desde el derecho marítimo y los estudios del Ártico, hasta el espíritu empresarial y la innovación social, hasta la electrólisis y la energía eólica marina.

El 15 de junio, Weitz, junto con Hines y una serie de otros expertos en investigación e innovación que dan forma al futuro de nuestros océanos, hablarán en el Día de la Innovación Bluetech de Tufts. Además de los paneles de expertos, el evento contará con conversaciones con inversionistas, exhibiciones de empresas de la industria y oportunidades para aprender sobre la economía azul en Massachusetts y más allá.

Weitz se sentó con Tufts Now para hablar sobre la investigación innovadora de su equipo, que presentará en la conferencia.

Lo bueno es que la tecnología ya existe; simplemente aún no se ha aplicado en las industrias de transporte marítimo, gas y petróleo o refinación. La verdadera barrera de la innovación es la creación de una cadena de valor, o cadena de suministro, que no se base en combustibles fósiles. Necesitamos desarrollar una cadena de valor de combustible verde que sirva a las compañías navieras.

En cuanto a cómo creamos el combustible, eso se reduce a la química simple (¡simple para mi colega Luke Davis, en cualquier caso!). Esencialmente, se toma agua, ya sea agua dulce o salada, y se utiliza la electrólisis para descomponerla en sus componentes. El oxígeno sale a la atmósfera y es bueno para nosotros los seres vivos. Al hidrógeno restante se le agrega nitrógeno, que es convenientemente el elemento más abundante en el aire. El resultado es amoníaco, y si haces el proceso con electricidad producida con energías limpias, entonces es amoníaco verde.

Ese amoníaco verde se puede usar para alimentar barcos. También puede usar metanol, que es un combustible verde similar pero más complejo a base de hidrógeno. Algunas líneas navieras lo prefieren al amoníaco porque es más fácil de almacenar y manipular. Pero aún así, se puede usar cualquiera de los dos combustibles y ambos se pueden producir con las tecnologías existentes.

Durante un siglo, la industria naviera -basada en barcos de combustibles fósiles- ha tenido una sociedad con el negocio del petróleo y el gas y el negocio de refinación; Juntas, estas industrias han construido la infraestructura para repostar barcos en cualquier número de lugares.

Por ejemplo, extrae petróleo de Arabia Saudita y lo envía a Singapur. Allí se refina y se almacena la parte del petróleo que usan los barcos, el combustible búnker, que es muy sucio. Es conveniente almacenarlo allí porque está en una de las rutas de navegación más transitadas del mundo, el Estrecho de Malaca. Los barcos pasan regularmente por allí, por lo que pueden repostar fácilmente.

Nuestra idea es crear un nuevo sistema de energía verde que permita que todas las partes de la complicada cadena de suministro permanezcan conectadas. Tiene que obtener la aceptación de los constructores navales y los fabricantes de motores, que en su mayoría se encuentran en Corea, Japón y China, para crear los tipos correctos de motores y embarcaciones. Tienes que encontrar lugares para crear amoníaco verde y metanol y espacio para almacenarlo. Y hay que hacer uso de líneas navieras que permitirán que una gran cantidad de barcos que utilizan fuentes de energía verde se detengan y reposten.

Absolutamente. En primer lugar, la naviera danesa Maersk, el mayor operador mundial de transporte marítimo en contenedores, levantó la mano en la reunión de la Organización Marítima Internacional de 2019 y dijo: "Abriremos el camino en la descarbonización para 2050". Eso dio a todas las partes interesadas el ímpetu para seguir adelante con un plan.

Maersk está invirtiendo miles de millones de dólares en el esfuerzo, construyendo ocho nuevos portacontenedores que serán alimentados con amoníaco. Para poner eso en perspectiva, cada barco cuesta 200 millones de dólares, es decir, una inversión de 1600 millones de dólares por parte de una empresa privada. Anteriormente, los productores de energía podrían haber sido reacios a crear amoníaco verde porque no tenían a quién vendérselo. Maersk está resolviendo ese problema, y ​​con el apoyo de la ONU y de tantos gobiernos, el gobierno danés, los gobiernos de la Unión Europea, el camino está allanado.

Además, Arabia Saudita ha dado un paso al frente. El mayor exportador de petróleo del mundo va a construir en su desierto el sistema de granja solar a hidrógeno verde más grande del mundo, y podría enviar amoníaco a los mercados globales. (Si hay algo que Arabia Saudita tiene además del petróleo, es sol). Así que ya tiene una gran industria y grandes economías invirtiendo en esto, y se está convirtiendo en un esfuerzo multimillonario.

Esta es la parte que realmente me emociona. El equipo con el que estoy trabajando ha ideado un plan para aprovechar la energía eólica de una manera que facilitará la creación y el almacenamiento de amoníaco verde, y que permitirá a los barcos reabastecerse de combustible a lo largo de una ruta principal.

Esencialmente, hay dos formas de crear amoníaco verde sin usar combustibles fósiles para generar la electricidad que necesita para el proceso: con energía solar y con energía eólica. Esta última es una especialidad de Tufts; tenemos mucha experiencia en esa área.

Mi equipo dice que podría aumentar la producción eólica marina en un lugar que no esté cerca de un centro de población. En las Islas Aleutianas frente a la costa de Alaska, el viento sopla los 365 días del año, 24/7. Es tan bueno como se pone en cualquier parte del planeta.

Así que construyamos un enorme parque eólico allí. Pon 1000 turbinas, tienes que pensar en grande. Conecta las turbinas a una red submarina que llega hasta un electrolizador flotante. Tienes un suministro casi interminable de agua allí en el Pacífico norte. Obtenga el hidrógeno del agua en un proceso de electrólisis, conviértalo en amoníaco y almacénelo allí mismo, porque, y esta es la belleza de todo, las islas Aleutianas se encuentran a lo largo de una importante ruta de navegación. La distancia más corta desde, digamos, Seattle o Los Ángeles a las ciudades de Japón y China es el norte, no directamente el oeste. Al igual que los aviones que vuelan por esa ruta más allá de Alaska cuando viajan desde la costa oeste de los EE. UU. a Asia, los barcos navegan por esa ruta. ¿Bien adivina que? Allí podrían repostar.

Es por eso que esta idea es tan intrigante. El amoníaco ya se envía a todo el mundo con camiones cisterna para productos químicos. En el escenario que describí, tendría tanto amoníaco que excedería las necesidades de la industria naviera. Entonces, además de crearlo en las Islas Aleutianas y brindarles a los barcos la oportunidad de reabastecerse de combustible de manera limpia allí, también podría enviarlo desde allí exactamente de la manera en que enviamos petróleo y gas ahora. Un montón de industrias diferentes podrían comenzar a hacer una transición más fácil hacia el combustible verde que estaría fácilmente disponible. Además, ¡estaríamos creando muchos puestos de trabajo en Alaska!

Lo que realmente me encanta de esto es que es un esfuerzo interdisciplinario, internacional e intersectorial, y es realista. Aborda un problema de escala global de una manera significativa. Y es una forma concreta de que Tufts contribuya a la transición mundial hacia la energía limpia.