Startup de Nueva Orleans busca desarrollar intercambiables

Jun 04, 2023

Publicado el 14 de marzo de 2022 a las 23:49 por Harry Valentine

Un dúo de graduados de la Academia de la Marina Mercante de EE. UU. comenzó una empresa llamada Fleetzero, que planea construir barcos eléctricos que naveguen entre los principales puertos cercanos. Los planes contemplan la descarga de contenedores de carga y baterías casi agotadas, y luego llevar a bordo contenedores de carga de reemplazo y baterías recién recargadas. Con este método, los barcos podrían llevar un banco de baterías comparativamente pequeño.

Introducción

Los gobiernos de todo el mundo han estado presionando al sector marítimo comercial para que reduzca las emisiones de carbono. El desarrollo de tecnologías de baterías a escala de red que se pueden alojar dentro de contenedores de envío de tamaño estándar ha brindado la oportunidad de adaptar dichas tecnologías de baterías para la propulsión de barcos.

Si bien las baterías basadas en contenedores no son adecuadas para la propulsión de vehículos de carretera y tienen una aplicación limitada en la propulsión ferroviaria, la escala de la tecnología marítima es compatible con el almacenamiento de energía eléctrica en contenedores. Los buques marítimos comerciales a gran escala ofrecen tanto el espacio volumétrico para transportar una serie de baterías de contenedores como la capacidad para transportar el peso de dichas baterías. Varias empresas competidoras ofrecen baterías a escala de red y sistemas de almacenamiento de energía eléctrica diseñados para alojarse dentro de contenedores de envío estándar.

Contenedor de batería patentado

Fleetzero está desarrollando su propia batería única de 2 MWh de capacidad, alojada en un contenedor de baja altura de 20 pies por cinco pies con un peso de ocho toneladas. Su batería utiliza una química mejorada de fosfato de hierro y litio (LFP), que es menos susceptible a la acumulación de calor. La batería está diseñada para ser robusta y soportar el abuso. Fleetzero planea fabricar la batería LFP mejorada a nivel nacional en los EE. UU. en una instalación ubicada en Birmingham, Alabama, con una aplicación inicial en embarcaciones estadounidenses.

Los planes operativos contemplan la sustitución de contenedores de baterías descargadas en varios puertos de escala, por contenedores de baterías recargadas. Fleetzero informa que su sistema de batería de contenedores ha recibido la aprobación de la Oficina Estadounidense de Transporte Marítimo (ABS) para la propulsión de embarcaciones.

Los avances en las baterías de fosfato de hierro y litio incluyen un riesgo reducido de acumulación de calor junto con una mayor expectativa de vida a profundidades de descarga del 50 y 80 por ciento. Algunas versiones más nuevas de las baterías pueden alcanzar de 3500 a 5000 ciclos con una profundidad de descarga del 80 por ciento. Es probable que las baterías se sometan a hasta 350 recargas de ciclo profundo por año en aplicaciones de propulsión marítima, lo que se traduce en al menos 10 años de servicio cuando se compensa la reducción gradual de la capacidad de almacenamiento a lo largo del tiempo. En tal operación, las embarcaciones reemplazarían las baterías cada 12 horas con una recarga de hasta 10 horas.

Potencia, Velocidad y Distancia

Un barco diseñado para transportar 1.500 TEU podría requerir 25.000 kW de potencia de motor para impulsar el barco a una velocidad de 25 nudos. Reducir la velocidad de la nave a la mitad de esa velocidad reduciría los requisitos de energía en un factor de ocho. La compensación por la eficiencia propulsora reducida de la hélice podría traducirse en 5.000 kW a una velocidad de navegación de 12,5 nudos. Si el barco navegara durante 30 horas a 12,5 nudos, requeriría una capacidad de almacenamiento de energía de 150.000 kWh. Una matriz de 100 contenedores de baterías de fosfato de hierro y litio de 200.000 kWh podría emprender el viaje con baterías operadas al 80 por ciento de profundidad de descarga.

Los contenedores de baterías recargadas estarían listos en el puerto a la llegada de un barco. Puede o no intercambiar contenedores de ingresos antes de navegar a otro puerto.

En lugar de llevar contenedores de baterías a bordo del barco, el barco podría remolcar una pequeña barcaza cargada con contenedores de baterías, lo que permitiría el intercambio de una barcaza cargada con contenedores de baterías recargadas en varios puertos de escala. Dicha operación tendría el potencial de ser viable a lo largo de rutas de navegación de alta densidad donde varios barcos se detendrían brevemente para intercambiar contenedores de baterías.

Vías navegables interiores

Habría la oportunidad de que los remolcadores eléctricos a batería empujaran y navegaran los remolques de barcazas a lo largo de vías navegables interiores, con la posibilidad de colocar un par de barcazas a batería a cada lado del remolcador en una operación integrada de barcaza remolcadora. Dejando espacio para el paso de las esclusas, cada barcaza de batería podría transportar siete TEU a lo largo por cuatro TEU a lo ancho, para un máximo de 56 contenedores de baterías.

Con dos barcazas de batería, un total de 112 contenedores de baterías proporcionarían hasta 175.000 kWh de energía utilizable para la propulsión. Un remolque que requiera 2250 kW podría operar hasta 75 horas a 10 nudos antes de tener que cambiar las barcazas de batería casi agotadas por barcazas de batería recargadas.

ATB transoceánicos

Hay varios operadores de unidades de barcazas y remolcadores articulados (ATB) del tamaño de un barco que navegan en servicio costero. Estas combinaciones de remolcadores y barcazas también navegan en los Grandes Lagos Superiores de América del Norte. El remolcador navegaría a la sombra hidráulica de la barcaza principal delante de él, lo que permitiría la operación de un remolcador de mayor longitud. Un remolcador eléctrico de batería de longitud extendida transportaría contenedores de baterías y estaría diseñado para permitir un fácil intercambio de baterías casi agotadas por baterías recargadas en puertos de escala seleccionados.

Conclusiones

Fleetzero planea convertir una embarcación diésel a propulsión de batería de contenedores, utilizando una modificación de diseño que facilita el intercambio rápido de contenedores de baterías casi agotadas con contenedores de baterías recargadas. Sus planes exigen la propulsión eléctrica por batería que involucre embarcaciones en vías navegables interiores y en el servicio costero nacional. Si bien su concepto tiene mérito y muestra potencial para el desarrollo futuro, deberán probar su concepto en el servicio marítimo nacional estadounidense. La operación a lo largo de las vías navegables interiores de Estados Unidos representa una posible área de oportunidad futura para la propulsión eléctrica con baterías utilizando contenedores de baterías de fosfato de hierro y litio.

Las opiniones expresadas aquí son del autor y no necesariamente las de The Maritime Executive.