O seminário Transição Energética no Mar, realizado no Rio de Janeiro no final de Abril, marcou um grande avanço nos planos para descarbonizar o setor marítimo do Brasil. Os organizadores, liderados pelo Almirante de Esquadra Ilques Barbosa Júnior, apresentaram uma proposta para o Plano Nacional de Transição Energética Brasileiro (BMNAP). Espera-se que o plano oriente os investimentos em tecnologia de propulsão de navios, combustíveis marítimos alternativos e infraestruturas portuárias, assim como atraia apoio político na implementação de um roteiro para a descarbonização marítima. 

A proposta está em análise e será discutida em audiência pública no Senado Federal no dia 22 de agosto. O BMNAP finalizado será apresentado ao Comitê de Proteção do Meio Ambiente Marinho da Organização Marítima Internacional (IMO), que se reunirá no final de setembro de 2024. Esta ação ajudará a solidificar o compromisso do Brasil no cenário internacional. 

Antes do seminário, o Conselho Internacional de Transporte Limpo (ICCT) publicou um documento destacando o valor de um Plano de Ação Nacional no Brasil para orientar investimentos e fomentar políticas que apoiem uma indústria marítima limpa. A publicação destacou a importância da adoção de combustíveis renováveis e da melhoria da eficiência energética da frota existente, ambos refletidos na proposta do BMNAP. O artigo também destacou o potencial de colaborações intersetoriais, incluindo aquelas com portos. 

No seminário, o secretário-geral da IMO, Arsenio Antonio Dominguez Velasco, fez referência aosinsights do estudo do ICCT sobre as emissões de gases de efeito estufa do ciclo de vida do hidrogênio no Brasil durante seu discurso de abertura. Este e outros artigos do ICCT lançaram luz sobre a necessidade de aplicar uma metodologia robusta de avaliação do ciclo de vida ao avaliar a sustentabilidade de combustíveis marítimos alternativos. Este tipo de pesquisa ajudará a fornecer uma compreensão abrangente do potencial dos biocombustíveis, porque leva em conta as emissões associadas às mudanças indiretas do uso do solo (ILUC). 

O ICCT tem conduzido diversas análises técnico-econômicas ao nível das rotas para testar a viabilidade da adoção de diferentes tecnologias de combustível e propulsão nos navios, o que pode ajudar os líderes do setor a priorizar o investimento. Na verdade, os participantes do seminário destacaram o desafio de dar prioridade ao investimento devido às incertezas que rodeiam a tecnologia dos combustíveis e a viabilidade econômica. 

Apresenta-se aqui um breve estudo de caso do graneleiro Cape Jasmine, que transporta minério de ferro. Optou-se por analisar uma extensa e importante rota marítima que vai do Porto de Açu no Brasil (AÇU) até Qingdao na China (QDG), com demandas energéticas substanciais. Ao analisar dados de movimentos de navios de 2023 do Sistema de Identificação Automática (AIS), projetamos uma hipotética viagem futura desta embarcação, que tem capacidade de carga substancial (comprimento total: 292 m; largura: 45 m; pontal: 24,8 m; calado: 18,32 m). O modelo de Avaliação Sistemática de Emissões de Embarcações (SAVE) foi utilizado para estimar as demandas de energia da rota, o que resultou em aproximadamente 15 GWh para a viagem de ida e volta, de cerca de 20.000 milhas náuticas. Isso equivale ao consumo anual de energia elétrica residencial de 19.230 habitantes do sudeste do Brasil em 2020. 

Aproveitando a metodologia que utilizamos anteriormente, a análise mostra que a utilização de hidrogênio líquido como combustível exigiria duas paradas adicionais para reabastecimento para completar a viagem (só ida). Em contraste, a amônia e o metanol poderiam alimentar a viagem de ida sem quaisquer paragens adicionais (Tabela 1). Para explorar o custo dos combustíveis alternativos, a análise baseou-se em um estudo anterior do ICCT, que comparou quantitativamente o custo dos combustíveis marítimos por várias vias. Para esclarecimento, apenas foi comparado o custo do combustível para vias que utilizam eletricidade renovável e capturam dióxido de carbono como matéria-prima. Até 2030, o custo do fornecimento de combustíveis marítimos alternativos para transportar minério de ferro entre AÇU e QDG seria semelhante para o hidrogênio renovável, a amônia renovável e o metanol renovável e, para todos, seria mais de três vezes mais elevado do que a contrapartida dos combustíveis fósseis numa base de energia equivalente. 

Tabela 1. Volume estimado e custo do combustível necessário pelo graneleiro Cabo Jasmine ao longo do corredor AÇU – QDG para uma hipotética viagem só de ida, caso sejam utilizados combustíveis marítimos alternativos 

Tipo de combustível	Volume de combustível necessário (m3)	Número de paradas para reabastecimento necessárias	Custo na bomba até 2030 ($/MJ)	Custo de combustível por viagem até 2030 (milhões de dólares)
Óleo combustível pesado	1.700	0	0,0170	0,91
Hidrogênio	12.000	2	0,0570	3,04
Amônia	5.600	0	0,0569	3,03
Metanol	4.100	0	0,0562	3,00

Observação: todos os custos estão em dólares americanos de 2021. 

Com o hidrogênio líquido, existem limitações práticas em relação ao armazenamento que exigiriam modificações no navio antes que ele pudesse ser usado como combustível principal. Além disso, embora o metanol e a amônia tenham potencial para abastecer viagens de longo curso sem a necessidade de paradas de reabastecimento mais frequentes, a sua toxicidade inerente e a necessidade de modificações significativas nos navios apresentam desafios. Tal como demonstrado no estudo de caso acima, o custo também é um desafio para todos os três tipos de combustíveis alternativos limpos. 

Um aspecto fundamental para viabilizar uma transição para a energia limpa é a sinergia em toda a indústria marítima. Isso significa colaboração entre proprietários de carga, operadores de navios, portos, fornecedores de combustível, construtores navais e outros. Com o BMNAP em fase de conclusão, o Brasil está preparado para demonstrar não apenas liderança nessa colaboração, mas também o seu compromisso com as metas internacionais de descarbonização. 

The Energy Transition in the Sea seminar held in Rio de Janeiro in late April marked a major step forward in plans to decarbonize Brazil’s maritime sector. The organizers, led by Ilques Barbosa Junior, an Admiral of the Fleet, presented a proposal for the Brazilian Maritime National Action Plan (BMNAP). The plan is expected to guide investments in ship propulsion technology, alternative marine fuels, and port infrastructure, and it also calls for supporting policy frameworks to implement a roadmap for maritime decarbonization.

The proposal is being reviewed and is set to be discussed during a public audience in the Federal Senate on August 22. When the BMNAP is finalized and presented to the International Maritime Organization (IMO)’s Marine Environment Protection Committee, which convenes in late September 2024, it will help solidify Brazil’s commitment on the international stage.

Before the seminar, the International Council on Clean Transportation (ICCT) published a paper highlighting the value of a National Action Plan in Brazil to guide investments and foster policies that support a clean maritime industry. It highlighted the importance of adopting renewable fuels and improving the fuel efficiency of the existing fleet, and both are well reflected in the BMNAP proposal. Our paper also highlighted the potential of cross-industry collaborations, including those with ports.

At the seminar, IMO Secretary General Arsenio Antonio Dominguez Velasco referenced insights from an ICCT study about the life-cycle greenhouse gas emissions of hydrogen in Brazil during his keynote speech. This and other papers by the ICCT have illuminated the need to apply robust life-cycle assessment methodology when assessing the sustainability of alternative marine fuels. Doing so helps provide a comprehensive understanding of the potential of biofuels because it takes account of the associated indirect land-use change (ILUC) emissions.

 

IMO Secretary General Arsenio Antonio Dominguez Velasco gave the keynote speech and highlighted Figure 4 from a study published by the ICCT in 2023.
Photo by Francielle Carvalho

 

The ICCT has been conducting various route-level techno-economic analyses to test the feasibility of adopting different fuel and propulsion technologies on ships. These can help industry leaders prioritize investment. Indeed, seminar participants highlighted the challenge of prioritizing investment due to the uncertainties surrounding fuel technology and economic viability.

Here we’ll present a brief case study of the Cape Jasmine, a bulk carrier transporting iron ore. We chose to analyze a long, vital shipping route from Porto de Açu, Brazil (AÇU) to Qingdao, China (QDG) with substantial energy demands. By analyzing satellite ship movement data from 2023, we constructed a hypothetical future voyage of this vessel, which has substantial cargo capacity (length overall: 292 m; breadth: 45 m; depth: 24.8 m; draught: 18.32 m). The Systematic Assessment of Vessel Emissions (SAVE) model was used to estimate the energy demands of the route, and that came out to approximately 15 GWh for the round trip of about 20,000 nm. That’s equivalent to the annual residential electricity power consumption of 19,230 inhabitants in southeastern Brazil in 2020.

Leveraging a methodology we’ve used before, the analysis shows that using liquid hydrogen as fuel would require two additional refueling stops to complete the voyage (one way). In contrast, ammonia and methanol could power the one-way voyage without any additional stops (Table 1). To explore the cost of the alternative fuels, we relied on a previous ICCT study that quantitatively compared the cost of marine fuels made through various pathways. To be clear, we only compared the cost of fuel for pathways that use renewable electricity and captured carbon dioxide as feedstock. By 2030, the cost of supplying alternative marine fuels to ship iron ore between AÇU and QDG would be similar for renewable hydrogen, renewable ammonia, and renewable methanol, and for all it would be more than three times higher than the fossil fuel counterpart on an energy-equivalent basis.

Table. Estimated volume and cost of fuel required by Cape Jasmine along the AÇU–QDG corridor for a hypothetical one-way voyage if using alternative marine fuels

Type of fuel	Volume of fuel required (m3)	Number of refueling stops needed	At-the-pump cost by 2030 ($/MJ)	Per-voyage cost of fuel by 2030 (million $)
Heavy fuel oil	1,700	0	0.0170	0.91
Hydrogen	12,000	2	0.0570	3.04
Ammonia	5,600	0	0.0569	3.03
Methanol	4,100	0	0.0562	3.00

Note: All costs are in 2021 U.S. dollars.

With liquid hydrogen, there are practical limitations around storage that would necessitate modifications to a ship before it could be used as the main fuel. Additionally, although methanol and ammonia have the potential to fuel long-haul voyages without the need for more frequent refueling stops, their inherent toxicity and the need for significant ship modifications present challenges. As shown in the case study above, the cost is also a challenge for all three types of renewable alternative fuels.

A key aspect of unlocking a transition to clean energy is synergy across the maritime industry. That means collaboration among cargo owners, ship operators, ports, fuel providers, shipbuilders, and others. With BMNAP nearing completion, Brazil is poised to demonstrate not only leadership in such collaboration but also its commitment to international decarbonization goals.

El seminario Transición Energética en el Mar celebrado en Río de Janeiro a finales de Abril marcó un avance importante en los planes para descarbonizar el sector marítimo de Brasil. Los organizadores, encabezados por Ilques Barbosa Junior, Almirante de Escuadra, presentaron una propuesta para el Plan Nacional Marítimo de Transición Energética de Brasil (BMNAP). Se espera que el plan oriente las inversiones en tecnología de propulsión de buques, combustibles marinos alternativos e infraestructura portuaria, y también exige marcos de políticas de apoyo para implementar una hoja de ruta para la descarbonización marítima.

La propuesta está bajo revisión y será discutida durante una audiencia pública en el Senado Federal el 22 de agosto. El BMNAP finalizado será presentado al Comité de Protección del Medio Marino de la Organización Marítima Internacional (OMI), que se reunirá a finales de septiembre de 2024, y ayudará a solidificar el compromiso de Brasil en el escenario internacional.

Antes del seminario, el Consejo Internacional de Transporte Limpio (ICCT) publicó un documento destacando el valor de un Plan de Acción Nacional en Brasil para orientar inversiones y fomentar políticas que apoyen una industria marítima limpia. Destacó la importancia de adoptar combustibles renovables y mejorar la eficiencia de combustible de la flota existente, y ambos aspectos están bien reflejados en la propuesta del BMNAP. Nuestro documento también destacó el potencial de las colaboraciones entre industrias, incluidas aquellas con puertos.

En el seminario, el Secretario General de la OMI, Arsenio Antonio Domínguez Velasco, hizo referencia a los resultados del estudio del ICCT sobre el ciclo de vida de las emisiones de gases de efecto invernadero del hidrógeno en Brasil durante su discurso de apertura. Este y otros artículos del ICCT han iluminado la necesidad de aplicar una metodología sólida del análisis del ciclo de vida al evaluar la sostenibilidad de los combustibles marinos alternativos. De esta manera, se puede proporcionar una comprensión integral del potencial de los biocombustibles porque se tienen en cuenta las emisiones asociadas al cambio indirecto del uso de la tierra (ILUC).

El ICCT ha estado realizando varios análisis tecnoeconómicos a nivel de ruta para probar la viabilidad de adoptar diferentes tecnologías de combustible y propulsión en los barcos. Estos estudios pueden ayudar a los líderes de la industria a priorizar la inversión. De hecho, los participantes del seminario destacaron el desafío de priorizar la inversión debido a las incertidumbres que rodean la tecnología de los combustibles y la viabilidad económica.

Aquí presentamos un breve estudio de caso del Cape Jasmine, un granelero que transporta mineral de hierro. Elegimos analizar una ruta marítima larga y vital desde el Puerto de Açu en Brasil (AÇU) hasta Qingdao en China (QDG) con demandas energéticas significativas. Al analizar los datos de 2023 del sistema de identificación automática (AIS), construimos un hipotético viaje futuro de este barco, que tiene una capacidad de carga sustancial (eslora total: 292 m; manga: 45 m; puntal: 24,8 m; calado: 18,32 m). Se utilizó el modelo de Evaluación Sistemática de Emisiones de Buques (SAVE) para estimar las demandas de energía de la ruta, que resultó en aproximadamente 15 GWh para el viaje de ida y vuelta de aproximadamente 20.000 millas náuticas. Esto equivale al consumo anual de energía eléctrica residencial de 19.230 habitantes en el sureste de Brasil en 2020.

Aprovechando una metodología que hemos utilizado anteriormente, el análisis muestra que el uso de hidrógeno líquido como combustible requeriría dos paradas adicionales para reabastecer de combustible para completar el viaje (solo de ida). Por el contrario, el amoníaco y el metanol podrían abastecer el viaje de ida sin paradas adicionales (Tabla 1). Para explorar el costo de los combustibles alternativos, nos basamos en un estudio anterior del ICCT que comparó cuantitativamente el costo de los combustibles marinos por varias vías. Para ser claros, solo comparamos el costo del combustible para las vías que utilizan electricidad renovable y capturan dióxido de carbono como materia prima. Para 2030, el costo de suministrar combustibles marinos alternativos para transportar mineral de hierro entre AÇU y QDG sería similar para el hidrógeno renovable, el amoníaco y el metanol renovables, y en total sería más de tres veces mayor que el costo de los combustibles fósiles en términos de energía equivalente.

Tabla 1. Volumen estimado y costo de combustible requerido por Cape Jasmine a lo largo del corredor AÇU-QDG para un viaje hipotético de ida si se utilizan combustibles marinos alternativos

Tipo de combustible	Volumen de combustible requerido (m3)	Número de paradas necesarias para repostar combustible	Costo en el surtidor para 2030 ($/MJ)	Costo del combustible por viaje para 2030 (millones de dólares)
Fueloil pesado	1.700	0	0,0170	0,91
Hidrógeno	12.000	2	0,0570	3,04
Amoníaco	5.600	0	0,0569	3,03
Metanol	4.100	0	0,0562	3,00

Nota: Todos los costos están en dólares estadounidenses de 2021.

Con el hidrógeno líquido, existen limitaciones prácticas en torno al almacenamiento que requerirían modificaciones en el barco antes de que pueda usarse como combustible principal. Además, aunque el metanol y el amoníaco tienen el potencial de alimentar viajes de larga distancia sin la necesidad de paradas más frecuentes para repostar combustible, su toxicidad inherente y la necesidad de modificaciones significativas en los barcos presentan desafíos. Como se muestra en el estudio de caso anterior, el costo también es un desafío para los tres tipos de combustibles alternativos renovables.

Un aspecto clave para desbloquear una transición hacia la energía limpia es la sinergia en toda la industria marítima. Eso significa colaboración entre propietarios de carga, operadores de buques, puertos, proveedores de combustible, constructores navales y otros. Con el BMNAP a punto de finalizar, Brasil está preparado para demostrar no sólo liderazgo en dicha colaboración sino también su compromiso con los objetivos internacionales de descarbonización.