La disputa del estudio de GNL como combustible marino

Un científico respetado ha desafiado las reducciones de emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) que se pueden lograr mediante el uso de GNL (Gas Natural Licuado) como combustible marino. El desafío se centra en las afirmaciones hechas en un informe reciente encargado por el grupo de lobby SEA \ LNG y la Sociedad para el Gas como Combustible Marino (SGMF).

En el estudio original, el consultor Thinkstep llegó a la conclusión de que el GNL puede reducir las emisiones de GEI del envío hasta en un 21% sobre una base de vigilia (contando todas las emisiones desde la producción de gas hasta el uso en buques) en comparación con el uso de fuelóleo pesado (HFO) )

Pero la Dra. Elizabeth Lindstad, científica en jefe del instituto de investigación noruego SINTEF Ocean, argumenta que el estudio Thinkstep utiliza tres supuestos defectuosos: las emisiones del pozo para el combustible pesado (HFO) que son demasiado altas dada la eficiencia de refinación moderna; diferencias inexplicables en la eficiencia térmica de los motores que queman HFO y GNL; y cifras de metano sin quemar tomadas de un rango de carga del motor que no refleja la realidad de las operaciones actuales de los buques.

“Los resultados de mis propios cálculos indican que la única opción de GNL que contribuye a reducir las emisiones de GEI es el motor de alta presión de dos tiempos”, concluyó el Dr. Lindstad. “Para todas las demás opciones, las emisiones de GEI aumentan o son iguales al uso de MGO o HFO”.

Las dos partes están ahora en diálogo. El gerente general de SEA \ LNG, Steve Esau, le dijo a Fathom World que el consorcio respondería a su debido tiempo al análisis del Dr. Lindstad. Describió el estudio revisado por pares como la investigación definitiva de las emisiones de GEI de los motores disponibles actualmente, evaluando el suministro y el uso de GNL de acuerdo con las normas ISO.

Problema reconocido

“El deslizamiento de metano es un problema reconocido para los motores de baja presión y tiene en cuenta el análisis de emisiones de GEI”, dijo el Sr. Esau. “Existen vías tecnológicas claras para disminuir el deslizamiento de metano y los fabricantes de motores las están persiguiendo agresivamente. El deslizamiento de metano representa ineficiencia, por lo que los fabricantes de motores están fuertemente incentivados para reducirlo ”.

El desafío del estudio subraya la importancia de controlar y regular el deslizamiento de metano para garantizar que el GNL como combustible marino pueda generar reducciones de emisiones de GEI. La OMI aún no ha definido claramente una postura sobre las emisiones de metano, apuntando a las emisiones de CO2 solo en sus medidas de GEI existentes. Pero el deslizamiento de metano está en la agenda ya que el organismo considera cómo desarrollar su estrategia de reducción de GEI para 2023.

Ya se han tomado medidas para limitar las emisiones de metano en China. Una regulación emitida por el Ministerio de Protección del Medio Ambiente, vigente desde el 1 de julio de 2018, limita la emisión de metano para las embarcaciones domésticas a 1.5-2.0 g / kWh. Eso ya es un desafío para los motores de cuatro tiempos cubiertos por la regulación, que se volverán aún más estrictos el próximo año: el límite para motores más pequeños (con una cilindrada de hasta cinco litros) será de 1.0 g / kWh en lugar de 1.5 g / kWh a partir del 1 de julio de 2020.

A medida que surgen las reglamentaciones, se necesitan desesperadamente soluciones técnicas al problema del deslizamiento de metano. El tema es de mayor preocupación para los fabricantes de motores de doble combustible de cuatro tiempos. La mayoría de los motores de cuatro tiempos que queman GNL utilizan admisión de gas a baja presión, lo que produce más metano sin quemar que las tecnologías de inyección de alta presión.

Posibles soluciones

Se están explorando dos posibles soluciones. Una es crear motores de cuatro tiempos con inyección de alta presión. El fabricante alemán de motores MTU ya ha publicado un documento que detalla su desarrollo inicial de un concepto de inyección de alta presión, y el especialista en inyección de combustible Woodward está desarrollando un inyector de gas que funcionaría en dichos motores.

Pero un nuevo tipo de motor no ayudaría a los operadores que ya han desplegado cuatro tiempos de combustión de gas. Otra solución, usar un catalizador para oxidar y capturar metano antes de que escape a la atmósfera, podría ser adaptada. Pero en la actualidad, la oxidación de metano no está lista para usarse con motores marinos, explica Joseph McCarney, de la compañía de tecnología química y sostenible del Reino Unido Johnson Matthey.

“Hay problemas como la disminución de la actividad catalítica con el tiempo, debido a la susceptibilidad a la inhibición por otros componentes de los gases de escape, como el agua y el azufre”, dice McCarney. “Actualmente, estos problemas no pueden resolverse con una solución de” ajuste y olvido “, sino que requieren un enfoque que considere el motor y la tecnología de control de emisiones como componentes interdependientes”.

Uno de los desafíos clave para la oxidación de metano es la alta temperatura de escape necesaria. Como resultado, la ubicación del catalizador es crítica, con instalaciones de pre-turbocompresor más efectivas. Otras tecnologías de catalizadores experimentales intentan aumentar la energía en los gases de escape por medios menos convencionales, incluidos los reactores de plasma. Tal complejidad sería un desafío en las operaciones marinas.

Para motores más grandes, las emisiones de metano sin quemar son menos difíciles. Los motores de dos tiempos con inyección de gas a alta presión ya presentan emisiones muy bajas debido a la combustión casi completa de metano usando el ciclo Diesel. Para los motores con motores de admisión de gas combustible a baja presión, como la gama X-DF de Winterthur Gas & Diesel (WinGD), las emisiones de metano son más altas, aunque no tan altas como las de los motores más pequeños.

Según el asesor principal de WinGD, German Weisser, las emisiones de metano de la gama X-DF podrían reducirse sustancialmente en el futuro. En un documento presentado en el Congreso Mundial de CIMAC en junio, informó que la compañía está explorando tecnologías con el potencial de reducir las emisiones de metano.

“Las pruebas recientes de una opción de tecnología en particular en un motor de laboratorio indican un potencial de reducción de las emisiones de metano del 50% o más”, informó.

LNG study dispute puts methane slip in the spotlight

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