Embarcaciones y buques eléctricos
Ferry eléctrico, buque de carga/contenedor eléctrico, *Ro-Ro eléctrico, crucero eléctrico, **OSV eléctrico, remolcador eléctrico, embarcaciones recreativas eléctricas por clase de potencia, sistemas de baterías de iones de litio, sistemas de propulsión eléctrica.
Energía y polución química
En los sectores de vehículos eléctricos terrestres analizados por IDTechEx, se prevé una transición hacia sistemas de propulsión eléctricos de batería durante las próximas dos décadas. La situación no es tan sencilla en el sector marítimo: debido a la magnitud de los requisitos de potencia, energía y distancia de los buques mercantes, la reducción de las emisiones marítimas requerirá soluciones que abarcan desde baterías de iones de litio y pilas de combustible de hidrógeno hasta amoníaco verde, hidrógeno verde y e-combustibles.
En la actualidad, los sistemas de propulsión eléctricos e híbridos en el sector marítimo se han desarrollado principalmente en embarcaciones de recreo, transbordadores y buques de corta distancia o fluviales, donde han experimentado una adopción constante gracias al pequeño tamaño de los buques o a perfiles operativos bien definidos que permiten la carga de oportunidad. En los buques de aguas profundas más grandes, la adopción es menos rápida, pero está cobrando impulso gracias a las regulaciones globales sin precedentes sobre emisiones de la OMI y la UE, que inicialmente se centraban en los NOx, SOx y PM, y ahora se centran en las emisiones de carbono y GEI.
Por lo tanto, el sector marítimo se encuentra bajo una creciente presión para descarbonizarse y alcanzar objetivos climáticos más amplios. Si bien no existe una solución milagrosa, están surgiendo soluciones que podrían convertirse en "múltiples soluciones milagrosas", cada una dirigida a un subsector específico. Por ejemplo, baterías para transbordadores y remolcadores totalmente eléctricos, y combustibles verdes (a menudo combinados con baterías) en buques híbridos de navegación marítima.
Según un estudio de la Organización Marítima Internacional, la industria marítima genera aproximadamente 940 millones de toneladas de CO2 al año, lo que contribuye al 2,5-3 % de las emisiones globales de gases de efecto invernadero.
Los gobiernos de todo el mundo están aplicando regulaciones más estrictas para las industrias con mayor huella de carbono. En las últimas décadas, la industria marítima mundial ha comenzado a centrarse en una transición consciente hacia un sistema de transporte más sostenible.
Los principales actores de la industria marítima están explorando alternativas a los combustibles fósiles para adoptar buques de carga eléctricos o buques eléctricos híbridos y así adoptar un transporte más ecológico. Los fabricantes están integrando propulsión eléctrica en buques alimentados por baterías de iones de litio para maniobrar la embarcación.
Según un informe de Extrapolate, se proyecta que el tamaño del mercado mundial de buques eléctricos alcance los 14.310 millones de dólares estadounidenses para 2030, con una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 11,2 % entre 2023 y 2030.
Los buques totalmente eléctricos a batería suelen ser la mejor solución, siempre que sea operativamente posible, en términos de reducción de emisiones y, por lo general, de costes de vida útil. Los avances tecnológicos en sistemas de propulsión eléctrica, impulsados por el sector de la automoción, permiten proponer sistemas de hasta 70 MWh para buques individuales. Si bien las necesidades energéticas de los buques de alta mar entre destinos alcanzan cientos de megavatios hora, más allá de las capacidades de la propulsión eléctrica pura, los sistemas de baterías añaden valor al mejorar el ahorro de combustible de los motores de combustión interna e incluso de las pilas de combustible, impulsando así un mercado híbrido.
En términos de volumen, la navegación eléctrica recreativa y de ocio es el mercado más grande, con decenas de miles de unidades vendidas al año. Estos son los vehículos del mundo marino: de propiedad privada con requisitos de autonomía relativamente cortos y totalmente eléctricos con baterías de hasta unos pocos cientos de kWh.
En contraste, varios cientos de buques híbridos de alta mar están en servicio actualmente. Sin embargo, este sector tiene el mayor valor de mercado y la mayor demanda de baterías marítimas en el futuro debido al tamaño de los buques y a los altos requisitos energéticos que implican, lo que da lugar a sistemas de baterías gigantes por buque.
El informe de IDTechEx "Barcos y buques eléctricos 2024-2044" ofrece previsiones detalladas a 20 años sobre ventas unitarias, demanda de baterías (GWh) y valor de mercado de baterías (miles de millones de dólares) para transbordadores eléctricos, carga/contenedores eléctricos, buques ro-ro eléctricos, cruceros eléctricos, vehículos de navegación en alta mar (OSV) eléctricos, remolcadores eléctricos y embarcaciones recreativas eléctricas por clase de potencia (<1 kW, <12 kW, >25 kW). Además, comparte análisis tecnológicos e información sobre precios de sistemas marinos de baterías de iones de litio (USD/kWh 2020-2044) y sistemas de propulsión eléctrica, basándose en múltiples entrevistas a proveedores.
Actores de la industria marítima
Los actores de la industria marítima están invirtiendo significativamente en buques eléctricos para adaptarse al transporte sostenible. Exploramos las 10 principales empresas fabricantes de buques eléctricos a nivel mundial en 2024.
1. Kongsberg
Kongsberg Gruppen, también conocido como Kongsberg Maritime, es un actor clave en el sector de la fabricación de buques eléctricos. Ofrece una gama de soluciones innovadoras para diversos tipos de embarcaciones. Los sistemas de propulsión híbridos y eléctricos para buques, como los propulsores Azipull y los motores de imán permanente (PM), son algunos de los productos y soluciones clave que ofrece Kongsberg.
Kongsberg, en colaboración estratégica con Yara International, ha construido el primer buque portacontenedores totalmente eléctrico y autónomo del mundo, conocido como Yara Birkeland. La empresa ha desarrollado el SDO-SuRS (Buque de Rescate Submarino para Operaciones Especiales y de Buceo) para la Armada Italiana.
2. Corvus Energy
Corvus Energy ofrece sistemas de baterías de alta capacidad para buques eléctricos e híbridos, con un fuerte énfasis en la sostenibilidad y la eficiencia. Los cruceros AIDAperla y los múltiples transbordadores híbridos operados por Stena Line son algunos de los proyectos emblemáticos de Corvus Energy para los que suministra sistemas de baterías. Ofrece sistemas de baterías como las soluciones de almacenamiento Orca Energy y Dolphin Energy, diseñados para un rendimiento eficiente, seguridad y larga duración.
Las baterías que ofrece Corvus Energy se utilizan ampliamente en diversos buques, incluyendo transbordadores de pasajeros y buques de apoyo en alta mar.
3. Echandia Marine AB
Echandia Marine AB cuenta con experiencia en el desarrollo y suministro de sistemas avanzados de baterías para embarcaciones eléctricas e híbridas. La empresa se centra especialmente en la tecnología de baterías de iones de litio.
Echandia ha establecido una colaboración estratégica con Damen Shipyards en múltiples proyectos de buques eléctricos. También ha suministrado sus sistemas de baterías para el Movitz.
4. General Dynamics Electric Boat
General Dynamics Electric Boat, filial de General Dynamics Corporation, es pionera en la industria marítima. Se centra principalmente en el diseño y desarrollo de submarinos para la Armada de los Estados Unidos, incluyendo submarinos de propulsión nuclear y de propulsión eléctrica avanzada. Los buques eléctricos fabricados por la compañía están equipados con sistemas de propulsión eléctrica integrados que mejoran el sigilo, la eficiencia y la capacidad operativa.
Los submarinos de misiles balísticos clase Columbia y los submarinos de ataque clase Virginia son algunos de los buques más destacados fabricados por General Dynamics Electric Boat. Estos submarinos utilizan tecnologías avanzadas de propulsión eléctrica para reducir las señales acústicas y mejorar la maniobrabilidad. Los innovadores sistemas suministrados por General Dynamics Electric Boat contribuyen significativamente a fortalecer las capacidades estratégicas de los buques de la Armada de los EE. UU., garantizando un menor riesgo de detección y un mejor rendimiento en diversas operaciones marítimas.
5. Wartsila
Wärtsilä está a la vanguardia del sector de la fabricación de buques marítimos. Suministra sistemas de propulsión eléctricos e híbridos para diversos tipos de embarcaciones, priorizando la sostenibilidad y la eficiencia.
Wartsila ha colaborado con los transbordadores híbridos de FinFerries y el operador noruego de transbordadores Norled en diversos proyectos. El proyecto HYTug cuenta con remolcadores híbridos que permiten una reducción significativa de las emisiones y un ahorro sustancial de combustible.
6. Anglo Belgian Corporation NV
Anglo Belgian Corporation NV (ABC) es una empresa consolidada en la producción de propulsión híbrida y eléctrica para buques y otras embarcaciones.
ABC ha proporcionado soluciones de propulsión para diversos transbordadores y embarcaciones de trabajo híbridos, mejorando su eficiencia operativa y su impacto ambiental. Las tecnologías que ofrece la compañía garantizan un suministro de energía confiable y eficiente, contribuyendo significativamente al transporte marítimo sostenible.
7. Eco Marine Power
Eco Marine Power cuenta con experiencia en el desarrollo de innovadoras soluciones de propulsión marina, tanto eléctricas como híbridas. La compañía se centra en la integración de fuentes de energía renovables en el transporte marítimo. El Aquarius Eco Ship es un proyecto emblemático de Eco Marine Power, que integra paneles solares, energía eólica y sistemas de almacenamiento de energía para lograr una embarcación de cero emisiones.
8. Akasol AG
Akasol AG es líder en la fabricación de sistemas de baterías de alto rendimiento para buques híbridos y eléctricos. Ofrece tecnologías avanzadas de baterías que se utilizan en diversas aplicaciones marítimas, como transbordadores, buques de alta mar y buques de carga.
AKA System es un sistema de baterías fabricado por Akasol y es popular por su alta densidad energética, seguridad y larga vida útil. La compañía ha ofrecido soluciones de baterías para transbordadores híbridos operados por empresas como Scandlines y Damen Shipyards.
9. Norwegian Electric Systems
Norwegian Electric Systems (NES) proporciona sistemas de propulsión eléctricos e híbridos para buques eléctricos. Ofrece soluciones sostenibles para reducir las emisiones y los costes operativos en el sector marítimo. La compañía invierte fuertemente en la integración de tecnologías de vanguardia, como sistemas avanzados de almacenamiento de energía, distribución de energía y control, para que los buques puedan operar con fuentes de energía más limpias, como baterías o configuraciones híbridas.
10. Leclanche SA
Leclanche SA produce sistemas de baterías de vanguardia para buques eléctricos, centrándose en soluciones de iones de litio de alta capacidad. La empresa ha suministrado sus sistemas de baterías a los transbordadores híbridos de Stena Lines y a la línea de cruceros alemana AIDA Cruises AIDAperla. Fabrica sistemas de baterías que minimizan significativamente las emisiones y optimizan la eficiencia energética, permitiendo que los buques operen con un menor impacto ambiental. Las soluciones de baterías marinas que ofrece Leclanche son fundamentales para los sistemas de propulsión híbridos y totalmente eléctricos.
China tiene mucho para mostrar
China avanza rápidamente en el sector de los buques de propulsión eléctrica pura, con el lanzamiento de importantes proyectos como el granelero Gezhouba de 10.000 toneladas, el crucero Tres Gargantas 1 sobre el río Yangtsé y el portacontenedores Greenwater 01. Estos buques, que operan principalmente en vías navegables interiores y zonas costeras, buscan cero emisiones y menores costos operativos.
Buques de gran escala:
El Gezhouba es el granelero totalmente eléctrico más grande del mundo, con 12 baterías de iones de litio en contenedores y una capacidad total de 24.000 kWh.
Proyectos clave: El Yangtze River Three Gorges 1 es un enorme crucero eléctrico con capacidad para 1.300 pasajeros. El Greenwater 01 es un portacontenedores de 740 TEU para el comercio interior y costero.
Tecnología e infraestructura: Los buques incorporan tecnologías de baterías intercambiables para una recarga rápida. Los proyectos incluyen 5G, navegación Beidou y capacidades de atraque autónomo.
Impacto ambiental: Estos buques reducen significativamente las emisiones; se espera que el Gezhouba reduzca las emisiones de CO2 en aproximadamente 2.052 toneladas anuales. Más de 1.000 buques eléctricos o de combustible alternativo ya operan en las vías navegables interiores de China.
China tiene el barco eléctrico más grande del mundo, el Cosco Shipping Greenwater 01 es el mayor barco eléctrico y puede transportar 700 contenedores. El Shipping Greenwater 01 realizó su viaje inaugural partiendo sin contratiempos desde el puerto de Yangshan, en Shanghai, una de las zonas portuarias más importantes del mundo.
Es un buque portacontenedores de 119,8 metros de eslora y 23,6 metros de manga, que puede acarrear 700 contenedores de 20 pies. No sólo es el mayor portacontenedores eléctrico del mundo en términos de longitud, también en términos de manga, número de contendores y capacidad de la batería.
La gigantesca batería de la nave (litio-hierrofosfato (LFP)), tiene 50.000 kWh (50 MW-h) de capacidad. Que está formada por varias más pequeñas. Cada acumulador individual tiene 1.600 kWh de capacidad. Este enorme y llamativo barco puede hacer un viaje de ida y vuelta consumiendo 80.000 kWh de energía, equivalente a 15 toneladas de combustible. Cada 100 millas náuticas navegadas, esta carguero ahorra 3.900 kilos de combustible, reduciendo las emisiones de dióxido de carbono en 12,4 toneladas.
Cosco Shipping Heavy Industry, que ya planifica fabricar una segunda embarcación. También se informó que ambos serán operados por Shanghai Pan Asia Shipping.
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*Ro-Ro acrónimo de Roll-on/Roll-off, es un sistema de transporte marítimo para carga rodada (vehículos, camiones, maquinaria) que entra y sale del buque por sus propios medios o remolques a través de rampas
**OSV (Offshore Support Vessel, por sus siglas en inglés) o Buque de Apoyo Offshore, es una embarcación especializada diseñada para dar soporte logístico, construcción, mantenimiento y suministro a plataformas petrolíferas, parques eólicos marinos e instalaciones submarinas.
Ricardo Berizzo
Ingeniero Electricista 2026.-
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