Evaluación de alternativas de propulsión descarbonizada para embarcaciones. Aplicación a una lancha de prácticos en el Puerto de Valencia

Abstract

[ES] Ante el aumento del cambio climático, generado principalmente por la quema de combustibles fósiles, es de vital importancia la investigación sobre sistemas de propulsión que sean “cero emisiones” o reduzcan las emisiones generadas por los combustibles fósiles. Es por ello por lo que en este trabajo se han planteado distintas alternativas para la propulsión de una embarcación marina, con diferentes sistemas de propulsión y diferentes combustibles. Entre estas alternativas se ha considerado un motor de combustión alimentado con combustible diésel (referencia), con biodiésel (HVO) y e-fuel, una pila de combustible alimentada con hidrógeno (tres orígenes de producción), y un motor eléctrico con almacenamiento en baterías (dos orígenes de producción). Para considerar condiciones realistas de operación, se han analizado los datos de posición reales de una embarcación de prácticos del puerto de Valencia, obteniéndose distintos perfiles de velocidad, aceleraciones y recorridos típicos realizados por la misma. Se han obtenido los resultados relevantes de cada alternativa, que se han comparado en términos de energía consumida en el almacenamiento para la propulsión, energía primaria consumida, emisiones de CO2 directas y en la producción de los combustibles/electricidad, las masas y volúmenes de almacenamiento de cada opción de propulsión, así como el coste total de propiedad. Se ha hecho uso de los conceptos Tank-ToWake, Well-To-Tank, y Cradle-To-Grave para obtener dichos resultados

[EN] Given the increase in climate change, generated mainly by the burning of fossil fuels, research into propulsion systems that are "zero emissions" or reduce the emissions generated by fossil fuels is of vital importance. This is why in this work different alternatives for the propulsion of a marine vessel have been considered, with different propulsion systems and different fuels. Among these alternatives, a combustion engine fueled with diesel fuel (reference), with biodiesel (HVO) and e-fuel, a fuel cell fed with hydrogen (three production sources), and an electric motor with battery storage (two production sources) have been considered. In order to consider realistic operating conditions, the real position data of a pilot boat in the port of Valencia have been analysed, obtaining different profiles of speed, accelerations and typical routes made by the boat. The relevant results for each alternative were obtained and compared in terms of energy consumed in storage for propulsion, primary energy consumed, direct CO2 emissions and in the production of fuel/electricity, the masses and storage volumes of each propulsion option, as well as the total cost of ownership. The Tank-To-Wake, Well-To-Tank, and Cradle-To-Grave concepts have been used to obtain these results.