Utilización del amoniaco verde para energizar el transporte marítimo

Abstract

Hoy en día, la emisión de dióxido de carbono en el transporte marítimo está en aumento, impulsando el desarrollo de nuevas tecnologías y el uso de combustibles alternativos para reducir las emisiones a bordo. El hidrógeno verde ha sido propuesto como una alternativa, pero se han demostrado complicaciones en su almacenamiento y transporte. Bajo este contexto, surge el amoníaco verde como una opción prometedora, que no requiere condiciones extremas para su almacenamiento y transporte, y tiene potencial para reemplazar los combustibles fósiles en la industria marítima.

Es por esta razón que es de gran interés estudiar y analizar la utilización del amoníaco verde en la industria marítima. Es por ello que, el objetivo general del presente trabajo es evaluar la factibilidad técnica de utilizar el amoníaco verde para energizar el transporte marítimo. Para cumplir este objetivo general, se proponen objetivos específicos tales como conocer el estado actual de las aplicaciones del amoníaco como combustible en sistemas de propulsión marítimo a diversas escalas, evaluar las alternativas de uso de amoníaco, elegir alguna alternativa y recopilar propiedades relevantes de esta, establecer los procesos y ciclos de una planta de producción de potencia, y por último, proyectar la planta de potencia para una cierta capacidad.

Mediante el análisis y comparación de las alternativas, se escoge que la alternativa más adecuada es utilización de una mezcla de 90% de amoníaco y 10% de diésel como combustible en un motor de combustión interna. Para la implementación de este combustible se determina utilizar el Wärtsilä 46F como motor implementando una tecnología de alta presión (HPDF).

Se proyecta la implementación de este motor en un caso representativo, obteniendo que la cantidad necesaria de amoníaco líquido es de 2.029.000 [kg] aproximadamente que equivale a un volumen de 3.300 [m^3]. Con esto se define la implementación de 2 estanques de amníaco utilizando acero inoxidable AISI 316L como material, se realiza un análisis geométrico, un análisis de esfuerzos y un análisis térmico basado en minimizar el fenómeno del Boil-Off. Además se proponen los equipos y sistemas de la planta de propulsión para el buque de carga.

Los resultados muestran un dimensionamiento de la planta de propulsión no tan alejado a lo que se suele implementar con combustibles tradicionales, lo que indica que es posible la utilización del amoníaco verde en el transporte marítimo, sin embargo, se cree que para poder llevarlo a un caso real se debe profundizar en el análisis de los diferentes sistemas y equipos de la planta de propulsión, haciendo un gran énfasis al sistema y control dado los peligros de trabajar con amoníaco.