¿Qué potencial tiene el bioGNC para la navegación fluvial y costera?

El contexto de emergencia climática nos exige buscar todas las soluciones explotables para reducir la huella de carbono de toda movilidad. Entre las energías alternativas al diésel no vial (NGR), el bioGNC presenta un potencial interesante y no debe ser descuidado en Francia para el transporte de pasajeros y mercancías por navegación marítima fluvial y costera. Esto se desprende de un estudio realizado conjuntamente por GRDF y Ademe, con la participación de Voies navigables de France (VNF).

En lo que respecta a la navegación marítima fluvial y costera, es posible sustituir el GNR por HVO obtenido a partir de aceites vegetales y residuos reprocesados, combustibles sintéticos (BTL a partir de biomasa, CTL con carbón, GTL a partir de gas natural), hidrógeno, metanol y electricidad almacenada en baterías. y bioGNV producido a partir de biomasa.

Titulado “Potencial del bioGNC en la navegación marítima fluvial y costera”, el estudio de Ademe y GRDF se centra en el bioGNC que permite obtener desde el pozo hasta la hélice una reducción de hasta el 88% en las emisiones de gases de efecto invernadero. Las ganancias también son interesantes en lo que respecta a los vertidos de hidrocarburos (de -84 a -92%), óxidos de nitrógeno (de -62 a -95%) y partículas finas (de -92 a -97%).

Bloqueos regulatorios

A diferencia de la navegación marítima, actualmente no existe un marco regulatorio claro que autorice el GNV para el transporte marítimo fluvial y costero. Esto frena a los armadores, fabricantes de motores y oficinas de diseño, que esperan un cambio en la legislación lo antes posible.

Basado en la normativa EMNR (maquinaria móvil no de carretera) y los requisitos de ES-TRIN, la normativa no autoriza, salvo exención, combustibles que tengan un punto de inflamación inferior a 55° C. Lo que excluye el caso general GNC/bioGNC ( -188° C) pero no diésel (70° C). Una situación que podría cambiar favorablemente en 2026.

Empujadores, barcazas y ferries

En general, el bioGNC parece “particularmente adecuado para flotas cautivas o semicautivas que operan a velocidades regulares y moderadas”, destaca el estudio. Ante la gran heterogeneidad de los barcos utilizados en estos marcos, los editores han optado por conservar sólo los tres tipos más representativos. Ya por un tamaño mínimo necesario para dar cabida al almacenamiento de bioGNC a bordo.

Dos se refieren al transporte de mercancías. Estos son los empujadores de barcazas y autopropulsado (barcazas). A esto se suman los transbordadores fluviales y marítimos Diseñado principalmente para el transporte de personas y vehículos entre dos orillas.

Los ferries fluviales y marítimos forman parte de las tres categorías a las que se dirige el estudio realizado por Ademe y GRDF

En el informe de 101 páginas se enumeran las arquitecturas de motores que funcionan con biometano y que ya están incluidas en proyectos. El motor de gas natural con un circuito de encendido controlado cercano a una unidad de gasolina ya ha sido seleccionado para repotenciar transbordadores fluviales y propulsores Aries.

Hibridación y marinización.

Más compleja es la hibridación donde se utiliza un motor eléctrico que permite la propulsión, un generador con tanque de bioGNC para alimentarlo y mantener el nivel de carga en una batería tampón.

Esta arquitectura se recomienda para unidades nuevas por tres razones. Ya por la optimización de la eficiencia térmica y la posibilidad de cambiar las fuentes de energía según los cambios en las restricciones regulatorias. Pero también porque permite instalar varios generadores en función de las necesidades de las embarcaciones. Operando entonces en los rangos de mejor eficiencia, se pueden apagar uno tras otro dependiendo de la demanda de energía. Sin embargo, con la desventaja de que la eficiencia disminuye más rápidamente en un motor de gasolina que en uno diésel. Lo que lleva a trabajar en grupos con velocidad variable. La hibridación de serie GNC/eléctrico se mantuvo en un nuevo proyecto de propulsor y tres rediseños (Green Deliriver, Andromeda y Grand Pavois).

Última posibilidad: marinización. Detrás de esta palabra, desconocida para los diccionarios generales, se esconde la tecnología mediante la cual se adapta un motor de carretera para la propulsión de embarcaciones. Ya existe un candidato que cumple con la Directiva de la UE 2016/1629 y está aprobado para la Etapa V. Se trata del bloque en V MAN E2862 de 495 kW y 12 cilindros, utilizable únicamente como generador. Podrían seguir dos más. Se encuentran en los catálogos de Europe Service (92 kW, AV MAG R756) y NGV Powertrain (230 kW, FP087), ambos en configuración de 6 cilindros en línea.

Costo de un rediseño de bioGNC

Independientemente de la solución de propulsión a bioGNC elegida, excluyendo los riesgos, hay que tener en cuenta un importante coste adicional respecto al diésel. Está entre 545.000 y 1.065.000 euros para un motor térmico clásico, y entre 670.000 y 2.090.000 euros con hibridación GNC/eléctrico. Estas sumas se dividen en 5 partidas: I+D incluyendo homologaciones, otros estudios, motorización, almacenamiento de gas y baterías nuevas o recicladas, otros equipos.

Tenga en cuenta que es posible que las pérdidas económicas se deban al espacio necesario para el almacenamiento de energía. Lo que a veces una revisión del plan operativo puede compensar más o menos. Las entrevistas realizadas por GRDF y Ademe con actores pioneros demostraron que los costes podrían moderarse en el uso reduciendo sólo la velocidad de navegación en 1 o 2 km/h, pero también en aguas arriba evitando sobredimensionar los motores.

Ayuda y suministros

Si la hibridación GNC-eléctrico parece más cara, la mayor flexibilidad que aporta en su funcionamiento la sitúa como una solución de transición progresiva. Como tal, se beneficia de una cuota específica de financiación para estudios en el marco del Plan de Ayuda a la Innovación y la Modernización de la Flota (PAMI).

Querer pasarse al bioGNC puede permitir obtener otras ayudas, como la del sistema Gate del programa CEE Remove para la ecologización de flotas, o del fondo europeo FEDER y la región. Descorrelacionar el precio del bioGNV con respecto al de otras energías y eximirlo de impuestos especiales constituiría otros dos incentivos moderadores.

Si no existe una estación pública accesible o un posible repostaje en camión, será necesario prever una al menos dimensionada para las necesidades operativas, más ligera económicamente para las partes si es compartida.

En una configuración sencilla, para una capacidad de 40 Nm3/h, costaría unos 100.000 euros sin impuestos. Para dos distribuidores de 120 Nm3/h cada uno, la factura estaría entre 250.000 y 280.000 euros sin almacenamiento, pero aumentaría a 330.000-380.000 euros si lo hubiera. Subimos a 1,3-2 millones de euros con una capacidad de 1.500 a 2.000 Nm3/h. También sería necesario presupuestar entre 90.000 y 300.000 euros para el desarrollo de la estación de atraque a lo largo del canal.

Perspectivas: tres escenarios considerados

GRDF y Ademe han imaginado tres escenarios (cauteloso, intermedio y alto) hacia 2050 para el desarrollo de bioGNC para empujadores y barcazas con etapas en 2030, 2035 y 2040. En la fecha límite final, de un total de 147 empujadores, los modelos en funcionamiento sobre bioGNC podrían representar respectivamente 39, 68 u 85 unidades. En cuanto a las barcazas, la brecha entre los extremos es mayor, entre 52 y 235 embarcaciones a GNC de 457 y 672 embarcaciones autopropulsadas respectivamente.

Estas perspectivas se traducirían en 2050 en un consumo anual de bioGNC para mercancías de 58, 118 o 256 GWh según los escenarios, de los cuales 38, 83 o 209 GWh para vehículos autopropulsados ​​y 20, 35 y 47 GWh con empujadores.

Si nos atenemos a un potencial medio de 130 TWh de biometano producido anualmente en 25 años, la proporción que consumirían estos barcos parece anecdótica: 0,04% (prudente), 0,09% (intermedio) o 0,19% (alto). La falta de datos numéricos no permitió a los editores hacer proyecciones precisas sobre los transbordadores para el transporte de pasajeros y vehículos.

Una energía desconocida para los actores.

El estudio señala que la propulsión de bioGNC a menudo no se considera en el contexto de nuevas construcciones o repotenciación para la navegación marítima fluvial y costera. Y esto se debe al desconocimiento de los actores del sector, de las virtudes medioambientales, de los experimentos en curso, de los motores disponibles, etc.

También existe un fenómeno similar al eterno problema del huevo y la gallina. Por un lado, los armadores, los fabricantes de motores y las oficinas de diseño esperan un marco regulatorio favorable para lanzarse con la seguridad de llegar a una solución que puedan explotar. Por otro lado, las autoridades responsables de los textos parecen estar esperando a que los manifestantes desarrollen normas duraderas específicas para la propulsión de bioGNC.

Es por eso que GRDF y Ademe enfatizan la importancia de la comunicación y la colaboración entre todas las partes interesadas afectadas. Los responsables de la operación de embarcaciones deben tener en cuenta que el uso de este combustible alternativo requiere de mayores espacios de almacenamiento a bordo para autonomías inferiores. De ahí algunas preguntas que plantearse sobre paradas para repostaje más frecuentes y/o más largas, mejorar la eficiencia de la cadena de propulsión, modificar el equilibrio de las unidades, etc. En cualquier caso, antes de decidirse por una energía alternativa u otra para sustituir al diésel, hay que compararlas con las necesidades de cada explotación. Una vez adoptada, la propulsión a bioGNC requerirá capacitación de la tripulación.

Recomendaciones

Después de estudiar las posibilidades, las proyecciones y observar los obstáculos potenciales, los relatores hicieron varias recomendaciones. Algunos ya han sido dejados de lado, como la evolución del marco regulatorio que podría incluir la creación de un sistema de experimentación más flexible para los primeros modelos con el fin de limitar el tiempo de aprobación.

El biometano también debería ser reconocido como combustible con bajas emisiones de carbono a nivel europeo para la asignación de ayudas financieras. En cuanto al aspecto comunicativo, el bioGNC debería estar presente en las distintas hojas de ruta de descarbonización de la navegación fluvial y marítima.

Ademe y GRDF también cuentan con la sostenibilidad de las convocatorias de proyectos, la creación de pliegos con “ descripción de los cambios técnicos que se realizarán en los motores durante la marinización », y la actualización de los cuadernos VNF para barqueros.

El último punto se refiere al repostaje con soluciones de emergencia basadas en el suministro de gas mediante camiones cisterna o contenedores a la espera de una red accesible. Para la rentabilidad económica de estos últimos, se recomienda la puesta en común (río, carretera, ferrocarril) con otros actores territoriales. El terreno para la ubicación de las estaciones debería asegurarse lo más rápidamente posible para evitar o reducir las tensiones ya observadas.