Escenarios para una red de oferta y demanda de amoníaco verde

FleetMon apoya a los estudiantes y socios de investigación cuando se trata de proporcionar datos AIS con fines académicos. En 2020, un estudiante de doctorado del Departamento de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad de Oxford se puso en contacto con nosotros para recibir determinados datos AIS para un proyecto sobre la descarbonización de rutas marítimas cruciales.

Lea un artículo invitado por el profesor René Bañares-Alcántara, lector del Departamento de Ciencias de la Ingeniería de la Universidad de Oxford.

Oferta y demanda de amoníaco verde como combustible marítimo

La ambición de la OMI de reducir a la mitad los niveles de emisión de gases de efecto invernadero de 2008 para 2050 sólo puede lograrse cambiando a combustibles no fósiles. El amoníaco verde -producido a partir del aire, el agua y la energía renovable- se considera cada vez más como el combustible marino con cero emisiones de carbono más adecuado para el transporte marítimo de larga distancia, ya que ofrece un equilibrio favorable entre el poder calorífico, la densidad energética volumétrica y la temperatura y presión de almacenamiento. Dado que se están construyendo instalaciones de producción de amoníaco verde a gran escala y que se prevé que comiencen a producir a mediados de la década de 2020, se investigó la dinámica de las futuras redes de oferta y demanda (producción, almacenamiento y distribución) con un modelo para seleccionar qué puertos de abastecimiento de combustible deberían convertirse inicialmente al amoníaco verde a fin de minimizar los costes de combustible para un conjunto de buques que operan a lo largo de un servicio de contenedores. En [Forbes, 2020] se exploraron varios estudios de caso en torno a la demanda del ciclo de transporte de 36 buques portacontenedores ultra grandes (ULCV) que operan a lo largo del servicio FA3 de Ocean Alliance que une los puertos de Shanghái y Rotterdam; algunos de los resultados se publicaron en [Nayak-Luke et al., 2021]. El amoníaco verde puede transportarse en la red mediante cinco métodos: en el interior por tuberías, por ferrocarril y/o por vehículos pesados, y en el exterior por MGC y LGC (véase la figura).

Uso de los datos AIS

Los datos de posición del AIS se obtuvieron de FleetMon para nueve movimientos de buques en el transcurso de 6 meses (Jun-Dic 2019) con una resolución de 1 hora. Utilizando estos datos históricos de AIS de los buques y de las escalas en los puertos, un modelo calcula el amoníaco consumido por un ULCV entre puertos. En primer lugar, se determinó la velocidad a través del agua (STW) de los buques calculando la velocidad del ULCV en relación con la velocidad del océano (a partir de los datos meteorológicos) en la longitud y latitud del buque. Los datos de las llamadas a puerto de los buques del AIS para cada uno de los nueve buques registraron los puertos en los que entraron los buques, con sus horas de llegada y salida. El conjunto de datos se verificó trazando la ruta seguida y superponiendo el vector STW en cada muestra de posición. Se supone que la potencia instantánea del buque es constante durante la duración de una muestra porque no se registran datos sobre la aceleración mediante el sistema AIS. La potencia se convierte entonces en energía multiplicándola por el intervalo de tiempo correspondiente.

Resultados

Los resultados concluyen que Singapur, Amberes y Malta (de los doce puertos considerados) serían los puertos óptimos para la conversión al amoníaco verde inicialmente. Estos puertos pueden abastecerse utilizando cuatro de las nueve instalaciones de producción de la red: Cape Grim (Australia), Sonnblick (Austria), List (Dinamarca) y Malin Head (Irlanda). En la solución óptima, la demanda global de amoníaco verde es de una media de 7.000 toneladas diarias y ahorraría un total de 795.780 toneladas de emisiones de_CO2 para un ciclo completado por el conjunto de 36 buques, es decir, una reducción de_CO2 de 22.105 toneladas por ciclo ULCV.

Referencias

• [Forbes, 2020] C. Forbes. "Zero Emission Vessels for Shipping: Optimising a Green Ammonia Production, Distribution and Port Bunkering Network", informe MEng in Engineering Science, Universidad de Oxford, julio de 2020.
• [Nayak-Luke et al., 2021] R.M. Nayak-Luke, C. Forbes, Z. Cesaro, R. Banares-Alcantara, y K.H.R. Rouwenhorst "Chapter 8. Techno-Economic Aspects of Production, Storage and Distribution of Ammonia" en Valera-Medina A. y R. Banares-Alcantara, "Techno-Economic Challenges of Green Ammonia as an Energy Vector", Elsevier, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-820560-0.00008-4, 2021.

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