Accionamientos de hidrógeno para barcos: el futuro de la movilidad marítima sin emisiones
Los sistemas híbridos de propulsión para barcos con hidrógeno son una solución muy prometedora para lograr un transporte marítimo sin emisiones. Este tipo de accionamientos está mucho menos extendido entre los sistemas alternativos en comparación con los generadores de diésel y gas. Sin embargo, su desarrollo avanza a buen ritmo y con razón. Esto también se debe a los diversos programas de investigación y fomento que buscan poder utilizar el hidrógeno para los accionamientos para barcos. Por tanto, el hidrógeno es una prometedora fuente de energía para el transporte marítimo.
Gracias a nuestra dilatada experiencia en el campo de los accionamientos eléctricos, seguimos siempre el desarrollo de nuevas tecnologías de muy cerca.
Baumüller es una empresa que colabora con astilleros, integradores de sistemas y armadores e incluso un proveedor de sistemas integrales.
¿Cómo funciona un sistema de accionamiento de hidrógeno en un barco?
Básicamente, este tipo de accionamiento para barcos siempre requiere un motor eléctrico en la cadena de transmisión. La energía para este accionamiento se genera en pilas de combustible, por ejemplo. Las pilas de combustible son convertidores de energía en los que el combustible, como es el caso del hidrógeno, reacciona con un agente oxidante como el oxígeno. Este proceso genera agua, energía eléctrica y calor. Se produce automáticamente una reacción en el interior de la denominada pila de combustible para propulsar los barcos, por lo que no tiene que ser propiciada artificialmente, sino que debe ser catalizada. Todo lo que se necesita es el suministro continuo de oxígeno del entorno y de hidrógeno. Este debe almacenarse y transportarse en el barco en tanques a presión o en frío. También hay motores de hidrógeno disponibles como alternativa a las pilas de combustible. En estos casos, la energía eléctrica se genera de forma similar a los generadores convencionales que emplean combustibles fósiles. El hidrógeno puede utilizarse como gas o mezclado con un líquido conductor (por ejemplo, la tecnología LOHC).
Uso de hidrógeno con nuestros motores eléctricos
Como los sistemas de accionamiento para barcos con hidrógeno requieren uno o más motores eléctricos, su desarrollo es especialmente interesante para nosotros en Baumüller. Aquí reside nuestra principal ventaja. Fabricamos motores extremadamente eficientes, incluyendo los convertidores necesarios y los sistemas de control correspondientes. Como podemos adaptarnos de forma flexible a los sistemas existentes, nuestros motores eléctricos también pueden utilizarse para la propulsión naval con hidrógeno. Nuestros accionamientos eléctricos e híbridos ya se utilizan hoy en día en un gran número de embarcaciones. Ya hemos electrificado con éxito más de 80 buques y embarcaciones.
El reto del combustible: transporte, almacenamiento, infraestructura
Un problema importante es el combustible en sí mismo, así como su almacenamiento y transporte. Estos factores plantean grandes retos. En el sector de la movilidad existen actualmente diferentes métodos de almacenamiento. Dos de ellos están especialmente extendidos:
- Almacenamiento de gas presurizado
- Almacenamiento de gas líquido
En el almacenamiento de gas presurizado, el hidrógeno se almacena en depósitos a presión. El principal problema es que los depósitos ocupan un gran espacio. Para alcanzar autonomías comparables a las del petróleo pesado o el gasóleo, el hidrógeno debe estar muy comprimido. Cuanto más se comprima, menos espacio ocupará en el navío. Sin embargo, esto tiene sus límites, debidos, por un lado, al potencial de presión del diseño de los depósitos y, por otro, a la energía necesaria para la compresión.
El hidrógeno se presenta en su forma líquida cuando se comprime al máximo. Es aquí cuando alcanza una eficiencia ideal para el almacenamiento. Para ello se necesitan temperaturas extremadamente bajas. A -253 grados Celsius, este elemento pasa a estado líquido y puede almacenarse en depósitos criogénicos facilitando su transporte. No obstante, no es posible evitar las denominadas pérdidas por evaporación. Esto supone un problema, sobre todo si se va a almacenar durante un largo período después de su generación. Idealmente, para ello necesitamos contar con una infraestructura adecuada con producción de hidrógeno líquido criogénico en los puertos o cerca de ellos.
Pero, a pesar de todos estos retos, podemos asegurar una cosa: es evidente que el progreso está avanzando. Europa y Alemania en particular, están fomentando el desarrollo y la investigación de muchas tecnologías en torno a los accionamientos de hidrógeno. Aquí se incluyen también soluciones inteligentes y eficientes para su almacenamiento y transporte, que actualmente se encuentran en pleno auge. Los accionamientos de hidrógeno para barcos gozan por tanto de muy buenas perspectivas.
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Propiedades y ventajas de los sistemas híbridos de accionamiento para barcos a base de hidrógeno
Los accionamientos de hidrógeno para barcos ofrecen numerosas ventajas en comparación con otras formas de movilidad. Lo primero y más importante es su rendimiento ecológico. Estos accionamientos no generan emisiones perjudiciales para el clima o el medio ambiente. Solo se necesita energía para la generación y almacenamiento del hidrógeno. Sin embargo, esta energía puede obtenerse de fuentes ecológicas. La energía eólica es precisamente una de las fuentes más extendidas para el sector del transporte marítimo. Por tanto, este tipo de accionamientos asegura un futuro sostenible para el transporte marítimo.
Otras ventajas son:
- Neutralidad climática
- Autonomía ilimitada de los barcos
- Reducción considerable previsible de los costes a medio plazo
- Comparativamente seguro y con pocos accidentes
- Fácil ampliación del sistema híbrido de CC
Otra gran ventaja es el funcionamiento continuo sin interrupciones de carga, que serían necesarias con los sistemas de accionamientos puramente eléctricos. Con los avances cada vez mayores en el almacenamiento de hidrógeno criogénico o altamente presurizado, se puede conseguir una excelente autonomía para la propulsión naval. El repostaje es rápido y puede realizarse sin problemas durante la estiba, desestiba u otras actividades de atraque de los barcos, una vez que se dispone de la infraestructura adecuada.
Ámbitos de aplicación: idoneidad y desafíos
Los accionamientos de hidrógeno para barcos tienen un gran abanico de ámbitos de aplicación. Entre ellos se encuentran los transbordadores que sirven rutas fijas entre distintos puertos. La generación y el repostaje del combustible se pueden garantizar así de forma eficaz. Lo mismo ocurre con los buques planeros, como los que utilizan las empresas energéticas para los parques eólicos offshore o las plataformas de la industria petrolífera.
Hidrógeno y pilas de combustible: energía limpia para el transporte marítimo
El hidrógeno brinda un enorme potencial para la propulsión naval en cuanto a los costes, la huella ecológica y la sostenibilidad general. Además, existen muchas otras ventajas, como un elevado nivel de seguridad. El reto sigue siendo la producción, el transporte y el almacenamiento del hidrógeno. Estos procesos no platean graves problemas tecnológicos, pero deben ser económicamente viables. También estamos avanzado adecuadamente en este sentido y existen buenas perspectivas para el ahorro de costes en el futuro. En Baumüller seguimos los avances con gran expectación y nos gustaría aportar nuestro granito de arena a la tecnología del futuro. Con nuestros servicios marítimos existentes y nuestra amplia experiencia en el ámbito de los motores eléctricos, ya nos encontramos en la casilla de salida.
Referencias:
