Los puertos se encuentran hoy en el centro de la transición energética del transporte marítimo, en un contexto marcado por objetivos climáticos cada vez más ambiciosos y una creciente presión regulatoria sobre las emisiones de los buques. La electrificación de las operaciones en puerto mediante el suministro eléctrico en tierra (Onshore Power Supply, OPS) avanza progresivamente, pero sigue existiendo un vacío tecnológico para el suministro eléctrico a buques fondeados o atracados en muelles sin acceso a la red eléctrica. En este escenario, el artículo “Tools to assess from different perspectives the feasibility of power barge solutions to supply electricity to vessels” aborda este reto proponiendo un marco metodológico para evaluar la viabilidad de soluciones basadas en barcazas energéticas como alternativa flexible para reducir emisiones en entornos portuarios y offshore.

Las actividades del transporte marítimo internacional consumen alrededor de 300 millones de toneladas de combustible al año, basadas mayoritariamente en combustibles fósiles, lo que representa aproximadamente 1.076 millones de toneladas de CO₂. La flota mundial está propulsada principalmente por motores diésel marinos, tanto para la propulsión como para los servicios auxiliares, alimentados con combustibles marinos. El fuelóleo pesado (HFO) sigue siendo el combustible dominante en el transporte marítimo internacional, impulsando los motores principales de los buques.

No obstante, en los últimos años, las políticas y la legislación, centradas principalmente en la sostenibilidad ambiental, han empujado al transporte marítimo internacional hacia un proceso de descarbonización. Los organismos reguladores están presionando al sector marítimo mediante la adopción de objetivos ambiciosos y la introducción de iniciativas que facilitan la transición hacia un futuro sostenible.

Uno de los aspectos clave en los esfuerzos de descarbonización del sector marítimo es el suministro de energía eléctrica a los buques en puerto, una tecnología ya madura. Las infraestructuras de suministro eléctrico en puerto (Shore Side Electricity, SSE) no solo se están multiplicando progresivamente, cubriendo cada vez más instalaciones portuarias, sino que además tienden a convertirse en obligatorias para determinados tipos de buques.

Por ejemplo, el Reglamento FuelEU Maritime establece que los buques portacontenedores y buques de pasaje estarán obligados a utilizar cold ironing (suministro eléctrico en puerto u otra tecnología equivalente de cero emisiones) a partir de 2035, con el objetivo de que, de forma general, los buques dejen de emitir contaminantes mientras permanecen atracados en puerto.

En los puertos, las emisiones de los buques son especialmente preocupantes en términos de SOx, NOx y partículas en suspensión (PM) para la población local, así como de CO₂ a nivel global. El término «cold ironing», también denominado suministro eléctrico en tierra (Shore Side Electricity, SSE) o Onshore Power Supply (OPS), se refiere a un sistema de alimentación eléctrica que sustituye la generación de energía a bordo mientras el buque permanece atracado en puerto. De este modo, se eliminan localmente las emisiones asociadas a los servicios de generación de electricidad en el buque y se reducen a escala global, en función del mix energético del suministro en tierra, además de mitigar el ruido y las vibraciones producidas por los motores auxiliares cuando los buques están atracados.

Si bien el SSE se está implantando progresivamente en muchos puertos, el suministro de energía eléctrica a los buques fondeados apenas ha sido investigado, principalmente debido a la falta de soluciones tecnológicas disponibles y a la ausencia de incentivos financieros. Sin embargo, la necesidad de limitar las emisiones en zonas de fondeo es real.

De media, y en función del tamaño del buque, los buques pasan entre un 4% y un 6% de su tiempo operativo, es decir, alrededor de 15 a 22 días al año, esperando fondeados fuera de los puertos antes de recibir atraque, generando emisiones gaseosas como CO₂, SO_x o NO_x al operar los motores auxiliares y las calderas, lo que supone un consumo de hasta el 10–15% del combustible marino.

Como ejemplo de soluciones innovadoras para suministrar electricidad a buques en zonas de fondeo o atracados en muelles sin acceso a la red eléctrica del puerto, el proyecto de innovación BlueBARGE aborda el diseño, desarrollo y demostración de una solución óptima de barcaza energética para proporcionar suministro eléctrico offshore a buques atracados y fondeados, limitando las emisiones contaminantes locales y la huella global de gases de efecto invernadero (GEI), siguiendo un enfoque de diseño modular, escalable, adaptable y flexible.

BlueBARGE introduce un concepto híbrido innovador que combina la alta densidad energética de las baterías de litio (Li-ion) con la solución de baterías de flujo redox de vanadio (VRFB), que aportan mayores niveles de seguridad y vida útil.

Los inversores, las unidades de distribución eléctrica y los sistemas de interfaz son elementos clave del diseño de la barcaza energética y de la solución propuesta, ocupando aproximadamente el 20% del espacio disponible de la barcaza (considerando un único nivel de contenedores), junto con otros servicios auxiliares, como equipamiento adicional de amarre y atraque. El 80% restante (aproximadamente) se destina a módulos de suministro eléctrico en formato contenerizado. El diseño sigue un enfoque modular y escalable para dar soporte a distintos casos de uso, tipologías de buques y requerimientos de potencia.

Las diferentes alternativas de diseño se evalúan mediante un marco metodológico en dos fases. En primer lugar, se realiza una clasificación y evaluación de las alternativas en función de indicadores clave de rendimiento (KPIs) predefinidos. Posteriormente, una herramienta de optimización refina la evaluación de los diseños, proponiendo opciones de dimensionamiento óptimo desde el punto de vista del servicio y de la operación. Finalmente, la opción seleccionada se analiza mediante un análisis coste-beneficio detallado. El presente trabajo describe en detalle este marco de evaluación y su potencial para aplicarse al análisis de soluciones similares o productos destinados al suministro eléctrico offshore a buques como principal caso de uso.

Referencias bibliográficas

• Benítez, I., Lara, J., Tzanos, P., Annetis, M., Koimtzoglou, M., Oikonomou, F., Bintevinou, E., Kaklis, D., Gao, F. & Zadeh, M. Tools to assess from different perspectives the feasibility of power barge solutions to supply electricity to vessels – The BlueBARGE Project concept. Zenodo (2024). Disponible en: Tools to assess from different perspectives the feasibility of power barge solutions to supply electricity to vessels | Zenodo.