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29 de Enero de 2024 ZESTAs: Buques propulsados por pilas de combustibles de hidrógeno van en aumento Diseños se han optimizado para mayor seguridad, debido al mayor riesgo de explosión de este elemento

Zero Emissions Ship Technology Association (ZESTAs) presentó el documento MEPC81/INF.5ª a la OMI en el cual detalla todas las tecnologías con cero emisiones absolutas de GEI que se han construido y validado en un entorno operativo marino a escala mundial, basándose en los niveles de preparación tecnológica (TRL) y los niveles de preparación comercial (CRL). Uno de los puntos que aborda el informe es sobre las pilas de combustibles de hidrógeno, donde se señala que en la actualidad funcionan comercialmente varios tipos de naves propulsadas por este combustible ecológico. En el ámbito marítimo, la mayoría de los fabricantes de pilas de combustible con productos disponibles comercialmente se encuentran en EE.UU. y la Unión Europea (UE).

En concreto, se dice que los buques propulsados por pilas de combustible LT-PEM disponibles en el mercado ya funcionan con diversas opciones de almacenamiento de hidrógeno. Y, en breve comenzarán a operar muchos más, mientras que otros han recibido aprobaciones preliminares y se están construyendo. Los procesos de homologación han sido difíciles para los pioneros, pero se simplifican con la experiencia, se lee en el informe de ZESTAs.

Pilas de combustible en buques 

En la actualidad, seis proveedores diferentes han instalado sistemas de pilas de combustible de 0,1 MW de capacidad o más en buques (Ballard Power, Nedstack, Cummins, PowerCell, Yanmar PT y Proton Motor), y se espera otro (Teco 2030) para 2024. 

De acuerdo con el informe, los buques que utilizan pilas de combustible de hidrógeno para la propulsión principal son de tamaño pequeño a mediano, de unas 5.000 GT o menos. Los sistemas destinados a proporcionar energía auxiliar se instalan en buques de cualquier tamaño, desde una draga portuaria hasta un crucero de 930 pasajeros y 47.800 toneladas de arqueo bruto.  Los tipos de naves en servicio son diversos: Ro-Pax, pasajeros, cruceros, carga interior, investigación y dragas. Otros tipos de buques que se espera que entren en servicio son los de entrenamiento pesquero, contenedores, yates, graneleros y petroleros. 

Almacenamiento de combustible a bordo 

Las dos opciones convencionales de almacenamiento de combustible de hidrógeno son el hidrógeno licuado en tanques a temperaturas criogénicas y el hidrógeno gaseoso comprimido en tanques presurizados. También se ha demostrado el almacenamiento de hidruro metálico en un buque comercial. 

La cantidad de combustible necesaria a bordo suele ser el factor más importante y se decide en función de la distancia operativa y la potencia prevista. Los buques con distancias de operación más largas se adaptan mejor al hidrógeno líquido, mientras que los que realizan operaciones cortas de punto a punto o de regreso frecuente a la base se adaptan mejor al hidrógeno comprimido, independientemente de su tamaño.

Homologación, seguridad y clasificación de los buques 

Las propiedades del gas hidrógeno son muy diferentes de las de los combustibles marítimos existentes, incluido el GNL. En comparación con el gas natural, el hidrógeno tiene un rango de inflamabilidad más amplio, una mayor reactividad y una menor energía de ignición, lo que puede dar lugar a un mayor riesgo de explosión si los aspectos de seguridad se gestionan de la misma manera que en el caso del GNL. 

En ese sentido, para los proyectos de buques de hidrógeno, el proceso de diseño alternativo puede suponer un reto en comparación con el diseño tradicional mediante normas prescriptivas. No obstante, dentro y fuera del sector marítimo existen expertos en seguridad del hidrógeno. Las sociedades de clasificación también están adquiriendo experiencia y conocimientos. 

Como resultado, los diseños de los buques no sólo se optimizan en función de su funcionamiento y eficiencia de combustible, sino también en función de su seguridad. Las opciones de diseño se justifican mediante evaluaciones de riesgos y, a menudo, mediante consideraciones de "tan bajo como sea razonablemente posible" (ALARP). 

Aprovisionamiento de hidrógeno 

La transferencia de hidrógeno del buque a tierra puede realizarse mediante una tubería/manguera para hidrógeno líquido o comprimido. El hidrógeno líquido tiene una velocidad de transferencia demostrada mucho más rápida (unos 3.000 kg/hora) que el hidrógeno comprimido (220 kg/hora). 

La transferencia de hidrógeno líquido a un buque está disponible actualmente en tres lugares. Las instalaciones de Kobe (Japón) y Hastings (Australia) son infraestructuras fijas que incluyen tanques de almacenamiento, mientras que el sistema de repostaje en uso para el MF Hydra en Hjelmeland (Noruega) es un sistema móvil diseñado para su uso en cualquier muelle y utiliza hidrógeno líquido suministrado por camión. En el marco del proyecto HI-FIVED63 , está previsto instalar otro sistema móvil de repostaje de hidrógeno líquido en Aberdeen. 

Por MundoMaritimo

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