Barcos de Cruzeiro e Eco-Tendências em Transição de Energia

Por Kira Coley • 19 fevereiro 2018

Cerca de 360 ​​navios de cruzeiro estão operando no oceano hoje, transportando milhares de passageiros para locais novos e estabelecidos em todo o mundo. O Cruise Boom, que valorizou a indústria nos últimos anos, impulsionou o crescimento e o avanço com 93 novos navios em construção, apresentando a mais recente tecnologia disponível hoje. Agora, a crescente popularidade de rotas remotas e aventureiras, como as Regiões Polares e as vistas patrimoniais da UNESCO, suscitou preocupações sobre os impactos nos ambientes marinhos e litorais. As partes interessadas continuam a aguardar a definição de legislação ambiental que determinará as estratégias verdes adotadas por diferentes operadores. Aqui, damos uma breve olhada em algumas das tecnologias mais promissoras disponíveis para o setor de cruzeiros hoje.

Por Kira Coley

Com o impulso de reduzir os impactos locais do aumento do tráfego e das emissões dos navios, dezenas de soluções potenciais estão sendo desenvolvidas, incluindo combustíveis alternativos. Mas, novos combustíveis exigem muitas mudanças caras nos sistemas e máquinas a bordo. Além disso, considerações devem ser feitas em torno de disponibilidade local e global, técnicas de produção e preocupações de segurança.

O santo Graal para a indústria de navegação seria um combustível facilmente acessível, que pode ser introduzido sem aumento significativo de custos ou modificações nas instalações a bordo do navio de cruzeiro. Sem esse combustível à vista, a indústria procura desenvolver opções alternativas disponíveis hoje ou no futuro previsível, como gás natural liquefeito (GNL) e biocombustíveis.

 Combustíveis alternativos

O gás natural liquefeito (GNL) é um líquido claro, inodoro e não tóxico formado quando o gás natural foi arrefecido até -162 ° C (-260 ° F). É considerado o combustível fóssil mais limpo do mundo hoje e, como tal, o GNL recebeu a maior parte da atenção nas formas de investimento e desenvolvimento desde que o comércio começou em 1960.

"No passado, muitos engenheiros foram encarregados de projetar a aerodinâmica do funil em um navio de cruzeiro para que as partículas que deixam a pilha não caírem no convés e passageiros desavisados. O GNL resolveria este problema instantaneamente. Além do fato de ser mais ecológico, também é um tipo de combustível que está se tornando mais disponível, e simplesmente tem alguns benefícios práticos para o setor de cruzeiros, o que o torna muito atraente. Em relação à transição de energia marítima, o combustível de GNL é algo que pensamos que será acelerado tanto no setor de cruzeiros como em geral ", disse Kjartan Ross, MAN Diesel & Turbo e presidente do Green Ship of the Future.

Em 2000, o primeiro navio com GNL foi lançado e, hoje, existem cerca de 75 navios com GNL em operação e outros 80 em construção. Espera-se que o crescimento dos navios com GNL se aumente ainda mais na próxima década devido aos recentes padrões de emissão de NOx do Nível III na América do Norte e aos próximos 0,5% de limites de enxofre nas águas europeias a partir de 2020.

A maior marca de cruzeiros do mundo, a Carnival Corporation, está expandindo suas capacidades de GNL para fornecer GNL. Em uma cerimônia em Hamburgo em setembro de 2017, o Carnival marcou oficialmente o início da construção para os primeiros sete navios de cruzeiro de próxima geração que serão totalmente equipados com GNL. Até o final de 2018, serão a primeira empresa de cruzeiros a usar GNL no mar aberto e no porto.

Enquanto o LNG roubou o foco de combustíveis alternativos, existem muitas outras opções que mostram um grande potencial como substituto do óleo em motores de combustível duplo. Os biocombustíveis e o metanol são de particular interesse porque também oferecem reduções significativas nas emissões de NOx e partículas (PM).

Ross disse: "Um número crescente de empresas se especializam na produção de biocombustíveis a partir de fontes sustentáveis. É bastante interessante porque esta é uma solução de combustível que você pode aplicar a qualquer navio, mas os desafios estão dentro dos custos, pois é significativamente mais caro - cerca de 70-80% - em comparação com os preços dos combustíveis padrão. E, claro, isso é uma consideração importante para muitos proprietários de navios. Mas, como com todas as inovações e novas técnicas, em algum momento os fornecedores encontrarão uma maneira de entregar o produto a custos reduzidos . A questão é qual é o combustível alternativo que vai chegar primeiro? É uma corrida onde a disponibilidade de combustível e os preços acabarão por decidir qual a solução adotada amplamente ".

Além do preço do próprio combustível, o custo de construção ou montagem de dois navios de combustível, o tamanho dos tanques de combustível e as preocupações com a segurança, também são fatores que precisam ser considerados.

 Energia elétrica

Os benefícios ambientais para abraçar energia elétrica são bastante óbvios e incluem reduções no ruído e vibração, e emissões reduzidas, como NOX, SOX e PM. "Isto é particularmente importante nos portos, áreas costeiras povoadas e destinos ambientalmente delegados. A Noruega é um lugar emocionante para seguir agora, pois oferece um vislumbre do que o futuro trará para navios de cruzeiro e ferry em termos de energia elétrica. Eles já possuem ferries totalmente elétricas em lugares como os Fiordes noruegueses. Várias soluções híbridas, como híbridos de GNL com baterias, ou talvez propulsão parcialmente diesel-elétrica também podem ser um cenário que eu posso ver em um futuro próximo. Você poderia dizer que a tecnologia já está aqui ", disse Ross.

O problema com a tecnologia de bateria de hoje é a densidade de energia, impactando o tamanho das baterias a bordo e a faixa de cruzeiro de navios elétricos. A tecnologia de hoje permitirá que os pequenos recipientes híbridos de bateria mudem para emissão zero, propulsão elétrica perto de cidades costeiras e em regiões ambientalmente sensíveis, e enquanto viajam para os portos. No entanto, para os navios de cruzeiro oceânicos, as baterias são atualmente muito grandes para ter como fonte de alimentação principal para um grande navio de cruzeiro que viaja longas distâncias. No entanto, a tecnologia está avançando no ritmo e talvez em mais 10 anos, as baterias terão um papel mais proeminente.

Os sistemas de propulsão alimentados por bateria já estão sendo projetados para navios menores e os fabricantes de motores, como a MAN Diesel & Turbo, estão preparando soluções elétricas híbridas para embarcações de todos os tamanhos. O operador de cruzeiros de exploração, Hurtigruten, também lançará dois navios exploradores de próxima geração nos próximos dois anos, que serão os primeiros embarcações híbridas de bateria do mundo. Rune Thomas Ege, vice-presidente de Comunicação Global da Hurtigruten, acredita firmemente que o futuro da indústria de cruzeiros é elétrico, dizendo: "Nós vimos a Revolução de Tesla em terra, e acho que a Revolução de Tesla está vindo para o Mar. Quando isso acontecer, estamos confiantes de que estaremos na frente quando isso acontecer ".

 Pilhas de combustível

O uso de células de combustível como uma propulsão de navio ecológico também recebeu muita atenção de organizações como Carnival e Royal Caribbean. A tecnologia representa outro passo dramático para a indústria marítima em inovação verde.

As células de combustível produzem energia usando uma reação eletroquímica, em vez de combustão. O processo converte o combustível diretamente na eletricidade e no calor, aumentando a eficiência operacional. A água é o único produto residual, por isso causa menos poluição e elimina as emissões.

De acordo com um estudo da Comissão DNV GL da Agência Europeia da Segurança Marítima (EMSA), o setor é dezenas de projetos, avaliando sete tecnologias de células de combustível diferentes. Esses projetos incluem a célula de combustível alcalina (AFC), a célula de combustível de membrana de troca de prótons (PEMFC), PEMFC a alta temperatura (HT-PEMFC), célula de combustível direta de metanol (DMFC), célula de combustível de ácido fosfórico (PAFC), célula de combustível de carbonato fundido (MCFC) e a célula de combustível de óxido sólido (SOFC).

Ross disse: "As células de combustível são uma tecnologia realmente excitante. O desafio da minha perspectiva é encontrar maneiras de ampliar o tamanho das plantas de células de combustível em navios de cruzeiro para atuar como soluções de energia de propulsão para navios maiores. Mas é bastante interessante, porque se você considerar embarcações de cruzeiro híbridas de bateria, essa solução também poderia estar presente para células de combustível que funcionam com metano, por exemplo. Houve experimentos com algumas células de combustível, testando diferentes tipos de tecnologias de células de combustível - alguns funcionando melhor do que outros. Outro grande desafio é melhorar a eficiência das tecnologias, mas é uma tecnologia que será muito interessante de seguir ".

À medida que as células de combustível se tornam mais baratas e mais eficientes, esta solução se tornará mais viável de forma significativa para alimentar as funções do hotel do navio de cruzeiro.

A Royal Caribbean Cruises (RCL) anunciou que a tecnologia de célula de combustível desempenhará um papel importante em seus navios de classe Icon sendo construídos por Meyer Turku para entrega em 2022 e 2024. Em 2017, a ABB pilotou o primeiro sistema de células de combustível da indústria de cruzeiros em uma Navio da classe RCL Oasis, testando sua capacidade de fornecer energia eficientemente à frente da linha que instala a tecnologia em embarcações da próxima classe Icon. Espera-se que os navios Icon sejam executados principalmente em GNL, mas também terão combustível destilado pelo qual eles podem correr quando ligue para os portos que não possuem infra-estrutura de GNL.

Carnival também está investindo em pesquisa e desenvolvimento de células de combustível. A linha de cruzeiro acredita que as células de combustível terão um lugar e um papel a desempenhar na transição ecológica das indústrias de cruzeiros, a pergunta feita pela SVP Maritime Affairs Tom Strong é "onde a tecnologia se senta no grande esquema?"

 Sistemas de limpeza de gases de escape

Uma das tecnologias que já estão disponíveis hoje é sistemas de limpeza de gases de escape. Houve um forte foco na redução de emissões de óxido de enxofre (SOx) dos navios marítimos há algum tempo, devido aos impactos nocivos sobre o meio ambiente e a saúde humana. É aí que o sistema de limpeza de gases de escape beneficia a indústria e também é uma das técnicas que os navios estão usando para manter o nível III, especialmente porque não possui limitações ao tamanho do navio que possa se beneficiar.

Esta é também outra solução em que organizações como a Wärtsilä e o Carnival estão investindo fortemente devido à sua capacidade de remover poluentes importantes dos gases de escape no mar, durante as manobras e no porto. Com planos para investir até US $ 400 milhões, o Carnival está no processo de projetar, construir e instalar tecnologia de limpeza de gases de escape em mais de 70 embarcações.

Ross explica: "O desafio agora é que ninguém realmente sabe quando e o que a legislação será no futuro. Os navios construídos agora terão que operar em legislação e controle ambiental mais rigorosos, por isso será no melhor interesse do construtor construir uma embarcação de tal forma que possa ser facilmente atualizada para cumprir a legislação futura. Como uma indústria, os fabricantes também gostariam muito de saber qual será a demanda por nossos equipamentos para que possamos saber o que devemos mover nossos esforços de pesquisa e desenvolvimento. Este é um grande desafio, não só para o setor de cruzeiros, mas também para todo o mundo do transporte marítimo ".

Como publicado na edição de fevereiro de 2018 do Maritime Reporter & Engineering News : https://magazines.marinelink.com/nwm/MaritimeReporter/201802/#page/1