Análisis de la sostenibilidad socioeconómica y medioambiental del sector transporte marítimo mundial en buques gaseros

Abstract

Actualmente, la contaminación atmosférica procedente de los buques es un tema objeto de preocupación y que empieza a generar numerosa normativa legal a nivel mundial, europeo y nacional. En dicho contexto, el objetivo principal de esta tesis doctoral es analizar los aspectos socioeconómicos y medioambientales de la flota mundial de buques gaseros. Para lograr este objetivo, este trabajo de investigación parte de un análisis cualitativo y cuantitativo del estado del arte actual sobre los temas que se tratan en esta tesis. La segunda parte incluye un análisis del marco político-legal vigente a nivel global y también específico del transporte marítimo, desde la perspectiva de las emisiones atmosféricas. Además, se explica de manera generalizada el transporte marítimo de buques gaseros, las características más importantes del mercado de LNG y LPG, así como las particularidades más determinantes de los buques LNG y LPG. En esta segunda parte se analiza de manera muy desagregada la estructura de la flota de buques gaseros según sean buques LNG o LPG, así como un estudio de la evolución de ambas flotas a lo largo de los años. El análisis de la estructura se hace por grupos de banderas, de edades, de esloras, de toneladas de peso muerto, toneladas de arqueo bruto, capacidad de carga, de potencia propulsora instalada y según el tipo de sistema de propulsión instalado a bordo. A continuación, en la tercera parte de la tesis, se explican las metodologías y los datos empleados en este trabajo de investigación. Los datos sobre las características constructivas de los buques han sido recopilados desde la base de datos de IHS Fairplay. También, se han realizado encuestas a compañías navieras para conseguir datos financieros que han sido empleados para obtener los costes operativos tanto de buques LNG como LPG; por otro lado, se ha recogido información de la base de datos Thetis de la Agencia de Seguridad Maritima Europea, los cuales han sido un punto de partida para saber cuáles son los índices de eficiencia energética reportados por los buques gaseros; datos técnicos sobre diseños de sistemas de propulsión y auxiliares han sido también recibidos por parte de los fabricantes a los que se han contactado (MAN B&W, Wartsila, Mitsubishi, entre otros) los cuales son vitales para el modelo desarrollado en esta tesis para el cálculo del consumo de combustible de los buques gaseros; y por último, se realizó un proyecto con varias navieras para la recopilación de datos de alta frecuencia de varios sensores instalados en buques LNG y LPG en servicio, siendo esenciales para establecer perfiles operacionales más precisos al manejar datos reales medidos por sensores a bordo. En este tercer apartado, respecto a las metodologías, el primer paso ha sido el cálculo de los consumos de combustible, aceites lubricantes y refrigerantes para cada uno de los buques gaseros activos en 2019, de ahí, por medio de la aplicación de factores de emisión, se calculan las emisiones atmosféricas. El método elegido ha sido la metodología basada en la actividad (bottom-up) desarrollado principalmente por OMI en su Tercer Estudio de Gases de Efecto Invernadero (en adelante se hará referencia a OMI I). Sin embargo, una vez que esta metodología fue estudiada y aplicada, se percibieron áreas en las que tal metodología podía ser mejorada por lo que en esta tesis se ha desarrollado una nueva metodología la cual mejora la propuesta por OMI, dando lugar a la metodología explicada en este trabajo de investigación denominada OMI II. En OMI II se ha desarrollado un modelo específico para buques LNG y para buques LPG, considerando sus particularidades tecnológicas y operacionales, siendo un método más desagregado y exhaustivo que el propuesto por OMI I, aportando mejoras para el cálculo de combustible según el tipo de gasero, según tamaños y cubriendo todos los tipos de motores propulsores y de energía auxiliar instalados a bordo. Además, el método OMI II permite, al estar más desagregado, añadir un tipo de emisión que no estaba considerado en OMI I, el carbón negro, el cual tiene un potencial de calentamiento global significativo. Una vez calculado los consumos de combustible aplicando el método de OMI I y OMI II, se comparan los resultados con datos reales medidos a bordo, y se observa que los valores calculados por OMI II son más próximos a la realidad. En esta tercera parte, también se muestran las distintas metodologías aplicadas para calcular el aceite lubricante de cilindros en motores de combustión interna y refrigerantes a bordo, los cuales impactan en la cantidad de emisiones producidas por los buques. Además, se explican las metodologías para calcular la huella de carbono, huella ecológica, indicadores de eficiencia energética de los buques gaseros y cerrando esta parte, la metodología input-output hibrida para calcular el impacto socioeconómico y medioambiental de los buques gaseros. La siguiente parte, la cuarta, muestra los resultados obtenidos al aplicar las diferentes metodologías, donde nos encontraremos los resultados anuales de los distintos combustibles empleados a bordo, emisiones atmosféricas, contaminantes aéreos, huella de carbono, huella ecológica, indicadores de eficiencia energética, impactos sobre la producción, valor añadido bruto, empleo y emisiones mundiales producidas por la actividad de la flota de buques gaseros. Seguidamente se muestra una parte de extensiones, donde se expone el tema de la descarbonización del transporte marítimo abordando las medidas técnicas, operacionales y políticas que se están aplicando o que se aplicarán en un futuro. Por últimos se detallan las conclusiones definidas en este trabajo de investigación y las fuentes consultadas.