La propulsión eléctrica es el reductor silencioso de emisiones, pero sigue siendo necesaria la potencia de largo alcance de los motores de combustión interna. Los combustibles limpios brindan un futuro para los rugientes tubos de escape.

Se acerca la despedida de los motores de combustión de combustibles fósiles. La otrora querida fuente de energía móvil se agita con un gruñido adecuado a medida que los entusiastas de los automóviles en número creciente sintonizan sus vehículos con tubos de escape ruidosos. Las versiones llenas de caballos de fuerza de los autos familiares con llantas brillantes y envolturas exóticas dejan su huella del siglo XX con marcas de goma en el asfalto urbano en un último intento por no parecer obsoletos. Mientras tanto, los autos eléctricos modestos y de estilo minimalista superan en velocidad a los ruidosos devoradores de gasolina en los semáforos, en silencio y conducidos por viajeros conscientes del medio ambiente.

La movilidad eléctrica se anuncia como la nueva era en el transporte. Pero, ¿es este realmente el fin de los motores de combustión interna? Los petroleros pueden encontrar esperanza en el ‘nein’ alemán contra la propuesta de la Comisión Europea de prohibir las ventas de vehículos nuevos con motores de combustión interna en la UE a partir de 2035. En marzo de este año, los políticos de Berlín y Bruselas llegaron a un acuerdo sobre la enmienda alemana a la Directiva de la UE sobre las emisiones de CO² de automóviles y furgonetas, para permitir también los motores de combustión que funcionan con combustibles sintéticos producidos a partir de fuentes renovables. Por mucho que Alemania esté en camino con los otros estados miembros de la UE para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a casi cero para ese momento, la industria alemana y los funcionarios gubernamentales argumentaron que no solo la movilidad eléctrica debería adoptarse como la solución más ecológica. Los motores de combustión pueden funcionar con combustibles sostenibles.

Prueba y error

La introducción de nuevos combustibles ha estado ocurriendo durante más de una década. Algunos de los combustibles que decían ofrecer una contribución a la reducción de emisiones nocivas han resultado fallidos. Algunos combustibles hicieron más daño que bien y algunos causaron problemas en el motor. El biodiesel y el bioetanol requieren grandes cantidades de aceite vegetal. Cultivar suficientes cultivos para alimentar un gran buque portacontenedores podría poner en peligro la agricultura para la producción de alimentos. Algunos biocombustibles se han producido a partir del aceite de palma, lo que ha requerido grandes plantaciones tropicales que se han establecido en las selvas tropicales, destruyendo el hábitat de los orangutanes. Los biocomponentes, obligados por ley en la mayoría de los países europeos, atraen agua hacia el combustible y provocan el crecimiento de grandes algas en los tanques donde el combustible no se actualiza regularmente. Especialmente los barcos y yates sufren de esto, ya que pueden sentarse en sus literas durante un mes o más antes de su próximo uso. Otros combustibles alternativos como GNL y GTL se producen a partir de gas natural en lugar de petróleo crudo, que sigue siendo un combustible fósil. GTL debería poder reemplazar el diesel sin adaptaciones del motor, pero a menudo provoca que los motores se detengan y las respuestas abruptas del acelerador hacen que sea muy difícil controlar la velocidad.

Inversiones

La industria está en una curva de aprendizaje y los combustibles recientemente desarrollados se pueden usar de manera segura en la mayoría de los tipos de motores, mientras que parecen ofrecer una reducción sustancial de las emisiones nocivas a lo largo de la cadena de producción de combustible hasta el tubo de escape. El transporte por carretera, los buques de carga, los buques de navegación interior y las máquinas industriales están empezando a cambiar de combustible. La gran escala de estos consumidores profesionales de combustible aumenta la puesta en marcha de la producción, la distribución y la disponibilidad mundial y garantiza la fiabilidad de las propiedades energéticas. ¿Cuáles son estos nuevos combustibles? ¿Estarán ampliamente disponibles en los puertos deportivos o junto al agua? ¿Podrían sustituir a la gasolina o al diésel sin adaptación del motor? ¿Funcionará mi motor igual de bien con ellos? ¿Tendrá sentido por razones medioambientales cambiar a otros combustibles, ¿o simplemente representan un último espasmo del motor de combustión interna? Los grandes conglomerados de la industria invierten grandes cantidades de dinero en la creación de infraestructura y capacidad de producción para nuevos combustibles como metanol, HVO e hidrógeno. Su conocimiento de la industria y su dinero apuntan a un futuro para los motores de combustión.

Alimentando la electricidad

El agua limpia es la emisión causada por los sistemas de propulsión que funcionan con hidrógeno. La aplicación más conocida de este portador de energía es pasarlo a través de una pila de membranas donde reacciona con el oxígeno, lo que da como resultado electricidad y agua. Luego, la electricidad impulsa un motor eléctrico. El uso de pilas de combustible de hidrógeno reduce la dependencia de las baterías y proporciona una ampliación de la autonomía. La tecnología está disponible para barcos y yates. En Noruega, TECO 2030 ha comenzado la producción de pilas de pilas de combustible de hidrógeno. Sus generadores de celdas de combustible se pueden instalar modulares y apilados. Cada unidad proporciona 400 kW de potencia. Un paquete de cuatro entrega 1600 kW y así sucesivamente. Las celdas de combustible pueden operar con sistemas de acondicionamiento de combustible, que pueden preparar metanol o amoníaco y otros portadores basados ​​en H² para su uso en la celda de combustible. Mientras que el hidrógeno solo se mantiene en tanques de alta presión, el metanol y el amoníaco son líquidos a temperaturas normales. El sistema de acondicionamiento de combustible resuelve el problema del almacenamiento de hidrógeno a alta presión. La celda de combustible apilable TECO está diseñada específicamente para uso marino. La celda de combustible REXH2 fue desarrollada por Toyota en colaboración con los pioneros franceses del hidrógeno EO Dev. En su caja de un metro cúbico proporciona 70 KW de potencia durante horas. El REXH2 es la fuente de energía instalada en múltiples barcos, como el ténder Hynova. proporciona 70 KW de potencia durante horas. El REXH2 es la fuente de energía instalada en múltiples barcos, como el ténder Hynova. proporciona 70 KW de potencia durante horas. El REXH2 es la fuente de energía instalada en múltiples barcos, como el ténder Hynova.

Agua ardiente

Si bien se usa hidrógeno como combustible para proporcionar un rango aceptable en barcos eléctricos que dependen solo de baterías, las aplicaciones mencionadas usan propulsión final eléctrica. No hay combustión interna de hidrógeno. El uso de hidrógeno en motores de combustión es muy posible. El centro de investigación holandés TNO ganó el Premio a la Innovación EARTO en octubre pasado por su desarrollo del H²ICE; un kit de combustión de hidrógeno actualizado puede convertir motores existentes en motores de hidrógeno de la noche a la mañana. Junto con el fabricante de camiones DAF, los investigadores tienen como objetivo desarrollar conjuntos de conversión para motores diésel más grandes para permitir que funcionen con hidrógeno. Los motores diesel existentes todavía están en uso, pero funcionan con hidrógeno después de la conversión, lo que genera cero emisiones de dióxido de carbono. TNO apunta específicamente a la industria marítima con su kit de conversión de motor.

Fuentes

La lucha contra las emisiones nocivas de gases de escape ofrece mejores resultados cuando se tiene en cuenta toda la cadena, desde la producción de combustible hasta la hélice. El hidrógeno no es un combustible en sí mismo, puede utilizarse como portador de energía. Puede ser producido por el proceso de electrólisis. Se aplica agua y electricidad y el hidrógeno es el resultado de un proceso relativamente simple. Si este proceso se lleva a cabo de manera eficiente, alrededor del 75 por ciento de la energía eléctrica aplicada se puede obtener del hidrógeno. Así que hay pérdidas de eficiencia. El hidrógeno solo puede considerarse un combustible limpio cuando se produce utilizando electricidad procedente de fuentes renovables como la energía eólica o solar. Los gobiernos y las empresas energéticas de todo el mundo están preparando la producción de hidrógeno a gran escala a partir del exceso de producción de electricidad de los parques eólicos marinos en los días de viento. Si estos planes se realizan,

Alimentado con residuos

Los pioneros están allanando el camino para el hidrógeno, los usuarios cotidianos todavía tienen sus motores de combustión en sus barcos. Si funciona con diesel, considere usar HVO. El aceite vegetal hidrotratado se puede usar de manera segura en motores diesel sin ninguna adaptación al motor, funcionará igual de bien, pero generará un 90 por ciento menos de emisiones de dióxido de carbono. El combustible se produce a partir de materiales de desecho en un proceso en el que reacciona con hidrógeno. No se utilizan combustibles fósiles. Este combustible no atrae el agua y no provoca la proliferación de algas en los tanques. Casi no hay emisión de partículas, hollín y nitrógeno. El HVO ya está ampliamente disponible, pero es más caro que el diésel fósil.

Mezcla

Los motores de gasolina pueden funcionar con biobutanol, pero aún no hay motores de gasolina en el mercado que funcionen con este combustible sin agregar gasolina fósil. Este es también el caso de la mezcla de gasolina EcoGen 90 que utilizó Suzuki Marine para demostrar la rápida adaptación de la industria náutica a los nuevos combustibles. El fabricante de motores fuera de borda navegó en un barco con consola central a lo largo de la costa atlántica de los Estados Unidos desde Florida hasta Washington DC, donde se llevó a cabo el congreso de navegación de América, para mostrar la confiabilidad y las posibilidades de los combustibles alternativos.

Competencia

El metanol es un combustible que se puede producir de forma respetuosa con el medio ambiente con bastante facilidad. Las grandes navieras y los constructores de barcos como Damen Shipyards Group consideran que el metanol es la fuente de energía más viable para convertirse en el combustible marítimo del futuro. Se puede utilizar en motores de gasolina y también en motores diésel con algunas conversiones al sistema de combustible. El constructor de yates británico Archipelago Yachts ha desarrollado el primer yate que funciona con metanol. Es un catamarán de expedición. Dos motores de combustión de metanol de inyección directa Enmar proporcionan propulsión. La electricidad para todos los lujos domésticos a bordo es proporcionada por una celda de combustible de metanol a hidrógeno. Con los tanques llenos, el gato a motor debería cubrir un rango de 4000 millas náuticas, alcanzar una velocidad máxima de 20 nudos y llevar a 8 personas. Llenar los tanques puede requerir cierta flexibilidad: el metanol está ampliamente disponible en los puertos de todo el mundo, pero no en las estaciones de servicio de yates. Venir junto a un petrolero y hacer que la tripulación llene los tanques del catamarán es una habilidad que se suma a la competencia marítima de los patrones.

Por: Hans Buitelaar para Metstrade