Contribución del suministro eléctrico terrestre (OPS) y las baterías en la reducción de emisiones de los buques Ro-Ro
- Autores: Ana Belén Albo López
- Directores de la Tesis: Eloy Díaz Dorado (dir. tes.), Camilo José Carrillo González (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidade de Vigo ( España ) en 2025
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: José Cidrás Pidre (presid.), Cristina Sáez Blázquez (secret.), Jaime González Hernández (voc.)
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: Investigo
- Resumen
En el año 2018 las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) mundiales del sector marítimo supusieron el 3 % de las emisiones antropogénicas globales. Además, sólo el dióxido de carbono contabilizó el 98 % de GEI.
Esta tesis está motivada por la legislación ambiental cada vez más restrictiva, en cuanto a emisiones contaminantes en buques y puertos, que se está desarrollando a nivel mundial.
Aunque durante la fase de estancia en puerto las emisiones son inferiores a la fase de navegación, la contaminación ambiental afecta a los núcleos de población cercanos y, en consecuencia, tiene una mayor incidencia sobre la salud humana.
La mayoría de las emisiones contaminantes de los buques en puerto provienen de los motores auxiliares, ya que se utilizan para suministrar electricidad en las operaciones carga, descarga y estancia.
En consecuencia, esta tesis tiene como objetivo reducir las emisiones contaminantes provocadas por los motores auxiliares en puerto.
En primer lugar, se deben conocer las emisiones de los buques que realizan escala en puerto con el fin de plantear diferentes alternativas de reducción. Como no se disponen de datos reales, se analizan los distintos métodos existentes de cálculo de consumo de combustible y emisiones, con el fin de seleccionar el más idóneo y, a partir de los resultados obtenidos, también se establece un método de cálculo simplificado.
A continuación, se procede a modelar el comportamiento energético de un buque con el propósito de plantear distintas alternativas que permitan la reducción de emisiones: implantación de baterías, y baterías junto con fotovoltaica en el buque, para compararlas con el suministro eléctrico al buque desde tierra (OPS).
Respecto a la incorporación de baterías en el buque, se propone cargar las baterías durante la navegación para que la energía almacenada se pueda utilizar durante su estancia en puerto. Se establecen dos bases de navegación según se realice el suministro de electricidad desde los generadores de cola acoplados a los motores principales o desde los motores auxiliares, y tres estrategias de carga de la batería según se realice la carga desde unos y/u otros. Para realizar la carga, se debe elevar el factor de carga de los motores, lo que va a reducir el consumo específico de combustible y mejorar su eficiencia.
De las estrategias de carga planteadas, se desprende que es mejor emplear los motores auxiliares o los alternadores de cola para realizar el suministro conjunto al buque durante la navegación y la carga de las baterías.
Una vez analizada la incorporación de baterías al buque, se plantea la inclusión de una instalación fotovoltaica a bordo que apoye la carga de las baterías. Los datos de recurso solar se extraen de la base de datos de Copernicus ERA 5, y se supone que el buque está adaptado para la implantación de paneles fotovoltaicos. Se plantean tres nuevas estrategias de carga de las baterías, basadas en las anteriores, a las que se les incorpora la energía producida por la instalación fotovoltaica.
La ventaja de estas nuevas estrategias es que la aportación fotovoltaica reduce los tiempos de funcionamiento de los motores auxiliares y los generadores de cola para la carga de la batería. En consecuencia, también se reduce el consumo de combustible y emisiones, junto a sus respectivos costes.
A continuación, las alternativas planteadas se comparan con la conexión del buque a OPS. La rentabilidad de esta conexión va a depender del precio de electricidad de cada puerto, y la aplicación de posibles bonificaciones por su uso.
Todas las metodologías descritas en esta tesis se han evaluado sobre los datos de atraque de los buques Ro-Ro en el Puerto de Vigo, sus rutas y sus características. En concreto, para el modelado energético se ha tomado un buque Ro-Ro (Suar Vigo) y una ruta habitual de éste (Vigo, en España, y Montoir, en Francia).
