OPS: ¿qué es y por qué en puertos?
enero 26, 2017

Actualmente se está produciendo un intenso debate a acerca de la utilización de la energía eléctrica como fuente de alimentación de los buques en puerto. En este artículo abordaremos diferentes aspectos relacionados con ello, incluyendo las ventajas y desventajas de su implementación y las alternativas presentes en el panorama actual.

También llamado Cold Ironing, Alternative Maritime Power (AMP) o Shore-to-Ship Power (SSP), el OPS u Onshore Power Supply consiste básicamente en conectar los buques a la red eléctrica terrestre durante su estancia en puerto, de forma que los motores auxiliares que utilizan actualmente para abastecerse (a propósito de mantener el funcionamiento de sus bombas de trasiego, sistemas de refrigeración, iluminación, equipos de emergencia, etc.) puedan mantenerse apagados durante la carga y descarga de mercancías o personas.

Emisiones

En la actualidad, la combustión de fueles pesados en dichos motores auxiliares emite grandes cantidades de óxidos de Nitrógeno y Azufre, partículas y dióxido de carbono a la atmósfera, y numerosos estudios han demostrado que estos compuestos son muy dañinos para la salud de las personas, pues se asocian directamente con el desarrollo de enfermedades cardio-pulmonares (Mortality from Ship Emissions: A Global Assessment – J.J. Corbett).

Mortalidad cardiopulmonar atribuible a las emisiones de PM2.5 de buques en todo el mundo (Mortality from Ship Emissions: A Global Assessment – J.J. Corbett).

Mortalidad cardiopulmonar atribuible a las emisiones de PM2.5 de buques en todo el mundo (Mortality from Ship Emissions: A Global Assessment – J.J. Corbett).

Se da la circunstancia de que las zonas portuarias suelen estar rodeadas de áreas densamente pobladas. Por eso el OPS aparece como una oportunidad a considerar para mejorar el modelo actual.

La implantación de sistemas OPS reduce las emisiones en el mix de emisiones asociado al mercado eléctrico nacional. Adicionalmente, deslocaliza las emisiones, alejándolas de los puertos, y consecuentemente de las ciudades que los rodean. Además de reducir las emisiones se consigue eliminar completamente el ruido asociado al funcionamiento de los motores. Esto constituye una clara ventaja para los habitantes de zonas próximas a las instalaciones portuarias.

Opciones para reducir emisiones

De acuerdo con cálculos elaborados por Inova, la reducción de emisiones que se consigue es drástica: un 96% de NOx, un 36% de SOx, un 68% de partículas y un 45% de CO2 (teniendo en cuenta el mix del mercado eléctrico del año 2015). Adicionalmente, a medida que las energías renovables ganen terreno en el mix energético estatal, esta reducción irá en aumento.

Debido a todo ello, la instalación de sistemas OPS es una de las estrategias recomendadas por World Ports Climate Initiative para reducir la emisión de gases de efecto invernadero y reducir sus efectos nocivos para la salud. Además, la Directiva Europea 2014/94/UE, relativa a la implementación de una infraestructura para los combustibles alternativos, se refiere específicamente al suministro de energía eléctrica a buques en puerto.

La Directiva establece que cada estado miembro debe elaborar un Marco Nacional en el que se analice la necesidad de implementar estos sistemas. Además de esta directiva, otras normas internacionales invitan a considerar estos sistemas OPS (véase Convenio MARPOL 73/78, Anexo VI, directiva 2012/33/CE, o directiva 2008/50/CE. A nivel estatal, se ha aprobado una bonificación del 50% en la tasa portuaria T-1 a los buques que durante el atraque utilicen electricidad suministrada desde muelle (Presupuestos Generales del Estado para el año 2016, Disposición final vigésima tercera.

Por tanto, ¿por qué no está el OPS ya implementado en todos los puertos?

Dos son los principales motivos por los cuales hoy en día este sistema no está universalmente instalado:

  • En la mayoría de los puertos, la red instalada no tiene capacidad y no suele llegar hasta el punto de conexión a pie de muelle. La ampliación que es necesario acometer es costosa en la mayoría de los casos.
  • El segundo es que los buques, en su mayoría, no están adaptados para ser conectados durante el atraque. Esta adaptación, aunque de pequeño calibre, también requiere inversión por parte de los armadores.

Existen soluciones técnicas para la implantación de estos sistemas OPS, no representando dicha tecnología una barrera en el momento actual. La estructura básica que forma un sistema OPS es la mostrada en la siguiente figura:

Imagenes OPS-13

Condicionantes de OPS

Sin embargo, es necesario tener en cuenta diferentes condicionantes a la hora de dimensionar un sistema de este estilo:

  • ¿Qué muelle(s) se equipará(n)? ¿A qué buques se suministrará?
  • ¿Para qué potencia hay que dimensionar la instalación? ¿Qué demanda cabe esperar?
  • ¿Qué especificaciones técnicas debe cumplir el sistema en cuanto a tensión, frecuencia, y potencia de suministro?
  • ¿Cómo afrontar la inversión? ¿Cómo planificarla? ¿Cuál será el retorno?

El OPS ha llegado para quedarse y a la hora de planificar la instalación es necesario contar con especialistas en el campo. Es crucial disponer de la información y el conocimiento necesarios que permitan responder a las anteriores cuestiones correctamente para optimizar el potencial de la instalación.

Imagenes OPS-12

Estudio Inova sobre OPS

En línea con lo mencionado, desde Inova se ha desarrollado el estudio denominado “Medidas para la dotación de suministro eléctrico a buques en puertos de interés general” bajo petición de Puertos del Estado, y cuyo objetivo principal es evaluar la necesidad de implantación de suministro eléctrico en los puertos españoles. Para su ejecución se ha contado con GRETA-OPS, herramienta concebida y desarrollada por Inova para la monitorización de instalaciones de OPS.

 

An intense debate is currently taking place internationally regarding the future of the use of electricity as a source of power for ships during their stay at port. In this article, we will discuss different aspects related to this, including the advantages and disadvantages of its implementation and the alternatives which can currently be used.

Emissions

Also called Cold Ironing, Alternative Maritime Power (AMP) or Shore-to-Ship Power (SSP), OPS or Onshore Power Supply consists in connecting the vessels to the terrestrial electrical network while they are docked at port, so that their auxiliary engines can be off during de loading and unloading of goods or persons. Currently, they use the energy from their auxiliary engines to maintain the operation of their on-board equipment: transfer pumps, refrigeration systems, lighting, emergency equipment, etc.

Combustion of heavy fuel oil in these auxiliary engines emits large amounts of Nitrogen and Sulphur oxides, particulate matter and carbon dioxide to the atmosphere. Several studies have shown that these compounds are very harmful to human health, as they are directly linked with the development of cardio-pulmonary diseases (Mortality from Ship Emissions: A Global Assessment – J.J. Corbett).

Mortalidad cardiopulmonar atribuible a las emisiones de PM2.5 de buques en todo el mundo (Mortality from Ship Emissions: A Global Assessment – J.J. Corbett).

Mortalidad cardiopulmonar atribuible a las emisiones de PM2.5 de buques en todo el mundo (Mortality from Ship Emissions: A Global Assessment – J.J. Corbett).

Given the fact that ports are usually surrounded by densely populated areas, OPS appears as an opportunity for improving the current energy model. The implementation of OPS systems reduces pollutant emissions in the mix of emissions associated with the national electricity market, and, in addition, delocalizes those emissions away from ports, and consequently the cities that surround them. In addition to reducing pollutant emissions, so damaging for the surrounding population and the environment, it is also possible to completely eliminate the noise associated with the operation of the engines. This is a clear advantage for the population of areas close to port facilities.

Options to reduce emissions

According to calculations elaborated by Inova , the emission reduction achieved is drastic: 96% less of NOx, 36% of SOx, 68% of particle matter and 45% of CO2 (taking into account the Spanish mix of electricity of 2015). Additionally, as renewables energies gain ground in the state energy mix, this reduction will continue growing.

Because of all this, the installation of OPS systems is one of the strategies recommended by the World Ports Climate Initiative to reduce the emission of greenhouse gases and reduce its harmful effects to the population and the environment. In addition, the European Directive 2014/94/EU, regarding the deployment of alternative fuels infrastructure, refers specifically to the supply of electricity for vessels while docked at port. Consequently, each Member State must develop a national policy framework for OPS deployment, which should analyse the necessity of implementation of this technology.

In addition to this directive, other international standards invite ports to take OPS into consideration (see MARPOL 73/78, Annex VI, Directive 2012/33/EU, as regards the sulphur content of marine fuels, or Directive 2008/50/CE.At national level, a 50% cut off on the T-1 port charge has been approved for docked ships using electric power during they stay (General State budgets for 2016, Final disposition number 23).

Therefore, why is Onshore Power Supply not implemented in all ports already?

There are two main reasons why this system is not currently universally installed:

  • The first one is that in most ports, the installed grid does not have sufficient capacity to provide vessels with the power they need and local electricity networks do not usually reach the point of connection at the quay. It is therefore needed to expand the local grid, which is costly in most cases.
  • The second one is that ships are not usually adapted to be connected during docking. This adaptation, although of small size, also requires investment by shipowners.

On the other hand, and it should be emphasised, there are technical solutions for the implementation of OPS, so technology does not represent a barrier at present. The following diagram shows the basic structure of an OPS system:

Imagenes OPS-13

 

Conditions

But nevertheless, it is necessary to take into account different conditioning factors when designing an Onshore Power Supply System:

  • Which quay(s) should be equipped? What vessels should be supplied?
  • What power needs the installation to be dimensioned for? What demand can be expected?
  • What technical specifications must the system comply with in terms of voltage, frequency and power supply?
  • How to cope with investment? How to plan it? Which will be the return of investment?

Undoubtedly, OPS has arrived to remain in port’s energy management, so when planning the installation, it is necessary to have specialists in the field, who have the necessary information and knowledge to answer the above questions correctly to optimise the potential of the installation.

Imagenes OPS-12

Study innovates

In line with this, Inova Labs has developed the study “Measures for the provision of electricity to ships in ports of general interest” at the request of Puertos del Estado The study’s main objective is to assess the need for implementation of Onshore Power Supply in Spanish ports. For this purpose,the GRETA-OPS tool (Green Energy Trilemma Advanced Analytics – OPS) was used, a tool completely conceived and developed by Inova Labs for dimensioning and monitoring OPS installations.

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