TRANSPORTE MARÍTIMO, ENERGÍA Y MEDIO AMBIENTE Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria Portuaria Palma de Mallorca, 30 de Octubre de 2014
ÍNDICE DE CONTENIDOS 1. Introducción 2. Proyecto GREENCRANES 3. Aplicación del Gas Natural en Maquinaria 4. Conclusiones Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 2
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INTRODUCCIÓN Los sectores industriales y de transporte están evolucionando hacia modelos operativos de bajas emisiones, incorporando tecnologías basadas en energías renovables, combustibles alternativos y sistemas de gestión eficiente de la energía. Algunas de estas tecnologías han alcanzado un grado de madurez avanzado y permiten su implementación en una gran variedad de aplicaciones (motores híbridos, sistemas de recuperación de energía, etc.). En el caso de los puertos, existe un amplio margen de mejora para la implementación de soluciones eco-eficientes en la maquinaria portuaria con el fin de reducir su consumo energético y emisiones de GEI. Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 4
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GREENCRANES es un proyecto co-financiado por la Comisión Europea a través de la Red Trans- Europea de Transportes que contó con la participación de los puertos de Valencia (España), Livorno (Italia) y Koper (Eslovenia), además de fabricantes de maquinaria portuaria, proveedores de servicios energéticos y centros de I+D. Consorcio del Proyecto Empresas Externas Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 6
Objetivo del Proyecto: Facilitar la transición de la industria portuaria hacia un modelo operativo de bajas emisiones contaminantes y de GEI. Objetivos Específicos: Demostrar la viabilidad financiera, técnica y ambiental para la implementación de alternativas eco-eficientes basadas en el uso de combustibles alternativos (gas natural licuado) y modelos de gestión eficiente del consumo energético. Testar en entornos operativos reales aquellas soluciones con mayor potencial para su rápida implementación en terminales de contenedores europeas. Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 7
Centros de Consumo en Terminales Portuarias de Contenedores Grúas Ship-to-Shore Contenedores Refrigerados Oficinas Alumbrado Grúas de Patio RTG Tractor de Terminal Reach Stacker Carretilla de Vacíos Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 8
Consumo Eléctrico en Terminales de Contenedores 12,522,629 kwh (43%) 11,006,280 kwh (37%) 80% 4,801,013 kwh (15%) 1,815,477 kwh (5%) 30,145,399 kwh (30.1 GWh) Huella de Carbono (Electricidad): 4.15 Kg CO2eq / TEU Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 9
Consumo de Combustible en Terminales de Contenedores 4,049,138 L (58%) 2,245,147 L (32%) 90% 611,460 L (9%) 80,819 L (1%) 6,986,564 L Huella de Carbono (Fuel): 7.57 Kg CO2eq / TEU Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 10
Mapa de Consumo Energético Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 11
Evaluación Financiera, Técnica y Ambiental Alternativas Eco-Eficientes estudiadas: Uso de GNL en Tractores de Terminal Uso de Combustibles Alternativos en Reach Stackers Alternativas en Grúas RTG: Electrificación, GNL, Reducción de Potencia Aplicación de Sistemas de Ahorro de Energía Implantación de Sistemas de Gestión Energética Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 12
Ejemplo de Modelo Financiero: Flota de Tractores de Terminal GNL Variables del Modelo: Disponibilidad Curva de Demanda Flota existente: 75 unidades Vida media por unidad: 45.000 h Consumo Gasóleo B: 7,7 litros / h Pérdida Rendimiento GNL: 15% Precio Gasóleo 0,744 / l = 5,73 / h Precio Gas 0,0315 / kwh = 2,98 / h Sobrecoste Mantenimiento: 0,60 / h Inversión Diferencial: 34.000 Inversión en Estación GNL: 600.000 Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 13
Ejemplo de Modelo Financiero: Flota de Tractores de Terminal GNL Resultados VAN, TIR, Payback: Flota Mínima: 19 Unidades Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 14
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Proyectos Piloto de Maquinaria Propulsada con Gas Natural Tractor de Terminal GNL Dual-Fuel Reach Stacker Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 16
Prototipo de Terminal Tractor GNL Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 17
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Prototipo de Tractor de Terminal GNL: Caso de Éxito de Innovación Orientada al Mercado Diseño Fabricación Test en Puerto Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 19
Prototipo de Tractor de Terminal GNL: Requisitos de Diseño This side free to install the 323 liters LNG tank 3.500 mm wheelbase Instead 3.300 mm standard Hydraulic tank, battery and air compressor moved to the same side Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 20
Prototipo de Tractor de Terminal GNL: Requisitos de Diseño GNL 2ª Generación Motor no Específico para Tractores DIESEL 4ª Generación Producto Comercial Específico para Tractores Manufacturer [Fabricante] TERBERG TERBERG Model [Modelo] YT222 YT222 Type [Tipo] 4x2 4x2 Type of Machine TERMINAL TRACTOR TERMINAL TRACTOR Engine manufacturer [Fabricante] Cummins Cummins Engine model [Modelo] ISL9 G 250 QSB6.7 173 Cylinders [cm3] 8900 6700 Engine power IFN [cv@rpm] 250 A 2.200 220 A 2.200 Engine power IFN [kw@rpm] 186 A 2.200 164 A 2.200 Engine nominal torque [Nm@rpm] 990 A 1.300 945 A1.500 Feeder system [Tipo] REGAS SPARK PLUG DIRECT INJECTION Compression rate Com II [ :1] 12:01 17.3:1 Turbo. Model and characteristics [Modelo] HOLSET GEOMETRIA VAR HOLSET Decibels [Db] 85 IDLE 101 MAXIMUM 100 IDLE 115 MAXIMUM Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 21
Prototipo de Tractor de Terminal GNL: Requisitos de Diseño PARA EL CUMPLIMIENTO DE LOS LÍMITES DE EMISIONES DE ACUERDO A LA REGULACIÓN EUROPEA STAGE IV (2014), LOS MOTORES DIÉSEL DEBEN INCORPORAR DOS TECNOLOGÍAS ADICIONALES Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 22
Prototipo de Tractor de Terminal GNL: Requisitos de Diseño Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 23
Prototipo de Tractor de Terminal GNL: Estación Móvil de Suministro de GNL Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 24
Public Demonstration Day Valencia - December 2013 Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 25
Prototipo de Tractor de Terminal GNL: Reducción de Emisiones TERMINAL TRACTORS FLEET 2012 (67 UNITS). CO 2 REDUCTION (TONNES) 5.203 4.371 16 % Reducción DIESEL LNG Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 26
Prototipo de Tractor de Terminal GNL: Reducción de Emisiones Particulate (g/h) NOx (g/h) 1st G VOLVO 720 TAD (Stage II) 9.6 481 2nd G VOLVO 750 TAD (Stage IIIA) 8.8 292 3rd G CUMMMINS QSB 6.7 (Stage IIIA) 11.6 229 4th G CUMMMINS ISB6.7E5-225 (Stage IIIB) 1,0 33 Gas 2nd CUMMINS ISL9 G 250 (Stage IV) 0,0 39 Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 27
Prototipo de Tractor de Terminal GNL: Consumo Energético Fuel (l/h; kg/h) Energy (kwh/h) Autonomy (h) 1st G VOLVO 720 TAD (Stage II) 8.2 88 18-20 2nd G VOLVO 750 TAD (Stage IIIA) 7.5 81 20-22 3rd G CUMMMINS QSB 6.7 (Stage IIIA) 6.3 68 +24 4th G CUMMMINS ISB6.7E5-225 (Stage IIIB) 5.7 61 +24 Gas 2nd CUMMINS ISL9 G 250 (Stage IV) 6.9 101 17-18 Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 28
Viabilidad Financiera: Tamaño de Flota Mínimo Flota: 65 TIR: 12% Flota: 51 TIR: 14% Flota: 20 TIR: 25% Flota: 12 TIR: 35% Flota: 14 TIR: 28% Flota: 20 TIR: 24% Flota TIR: 63% Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 29
Prototipo de Reach Stacker Dual-Fuel Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 31
Prototipo Reach Stacker Dual Fuel: Resultados en Banco de Pruebas Diesel Consumption Consumo Gasolio [lt/h] 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 800 1000 1100 1200 1400 1600 1700 1800 1900 2000 Giri [rpm/min] El motor dual-fuel no presenta disminución de la potencia entregada en comparación con la versión diésel incluso en condiciones de demanda máxima. El ratio de sustitución de combustible diésel por GNL varía entre el 60% (a bajas rpm) y 35% (a altas rpm) Algunos parámetros de control como las temperaturas de aceite y de los gases de escape no presentan diferencias significativas entre ambos motores. Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 32
Prototipo Reach Stacker Dual Fuel: Resultados en Entorno Real Consumo Medio Combustible Diesel Dual Fuel Ratio de Sustitución Medio 50% 16 l/h Diesel 8 l/h LNG 7 kg/h Reducción CO 2 Diesel Dual Fuel Reducción Media Emisiones CO 2 8% (15.000 Kg CO 2 Anuales) Resultados Económicos Diesel Dual Fuel Ahorro de Combustible 21% (18.000 Anuales) 42.6 Kg/h** 39.3 Kg/h** 19.2* 15.2* * Precio Diésel en Italia: 1,2 /l; Precio GNL 0,8 /l ** 2,566 kg CO 2 /l GNL; 2,663 kg CO 2 /l Diésel Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 33
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Conclusiones El gas natural, y en particular el GNL es un combustible alternativo que puede ser utilizado en la industria portuaria en múltiples aplicaciones. El GNL puede acelerar la transición de los puertos hacia modelos operativos de bajas emisiones contaminantes y de GEI. Asimismo, el uso de GNL en maquinaria portuaria puede ayudar a desarrollar una masa crítica en los puertos españoles y europeos suficiente para hacer viable su suministro a los buques de mercancías y pasajeros. Proyecto GREENCRANES: Aplicación del GNL a Maquinaria de Carga Portuaria Page 36
José Andrés Giménez - Director de Proyectos de Sostenibilidad jagimenez@fundacion.valenciaport.com GREENCRANES, Proyecto co-financiado por: