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La Clave | El complejo mundo de los puertos 2
Nexigen, el plan de electrificación de muelles del puerto de Barcelona
El Plan Nexigen del Puerto de Barcelona lidera la transición energética portuaria mediante la electrificación de muelles y la integración de la tecnología on shore power supply (OPS) para conectar buques a la red eléctrica en tierra, reduciendo así la contaminación ambiental a fin de mejorar la calidad del aire y reducir la contaminación acústica. Este artículo explica el funcionamiento del OPS, las fases de implementación en el puerto de Barcelona y los retos técnicos, y destaca el cambio profundo que representa la electrificación de muelles en el diseño de terminales y en las operaciones portuarias para una sostenibilidad integral.
Palabras clave: Nexigen, electrificación de muelles, descarbonización, Onshore Power Supply (OPS), reducción de emisiones, calidad del aire.
Nexigen Plan of Port of Barcelona leads the ports energy transition by means of electrification of quays and the integration of the onshore power supply (OPS) technology for the connection of ships to the shore electrical grid, therefore reducing noise and pollutant emissions, to improve air quality. This article explains the operation of the OPS, its technical challenges and phases in which Port of Barcelona will implement this technology, as well as emphasizes the deep change that electrification of quays will bring to the design of terminals as well as to port operation, for an integral sustainability.
Keywords: Nexigen, dock electrification, decarbonization, Onshore Power Supply (OPS), emission reduction, air quality.
Ana Arévalo Gandal
Jefa del Departamento Shorepower de la Autoridad Portuaria de Barcelona. Ingeniera naval y oceánica por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM).
La transformación energética que se está produciendo en el sector portuario a nivel global representa un avance crucial hacia una economía descarbonizada. El puerto de Barcelona se posiciona como uno de los líderes de esta transformación.
A medida que las normativas ambientales se endurecen y la emergencia climática exige una reducción drástica de emisiones, los puertos deben adaptar sus infraestructuras para cumplir con los nuevos requisitos de sostenibilidad y eficiencia energética. El contexto regulatorio de la Unión Europea, liderado por iniciativas como el paquete Fit for 55 y la normativa de Infraestructura de Combustibles Alternativos (AFIR), establece una hoja de ruta clara para la descarbonización en el sector marítimo. Desde el 1 de enero de 2030, según el reglamento FuelEU Maritime, los buques portacontenedores y de pasajeros de 5000 toneladas de arqueo bruto (GT) o más deberán conectarse a la red eléctrica en los principales puertos de la UE mientras estén atracados, eliminando así la necesidad de utilizar motores auxiliares. En este contexto, la implementación del Plan Nexigen es la herramienta clave para lograr los objetivos de neutralidad en emisiones en el puerto de Barcelona. Nexigen impulsa la electrificación de los muelles mediante la tecnología Onshore Power Supply (OPS). Esta solución reduce significativamente las emisiones contaminantes y el ruido, y mejora la calidad del aire en el entorno portuario.
La tecnología OPS: funcionamiento y normativa internacional
El sistema OPS (Onshore Power Supply) —también conocido como Shore Power, Cold Ironing o Alternative Maritime Power (AMP)— permite a los buques atracados desconectar sus motores auxiliares y utilizar la energía eléctrica suministrada desde tierra. Esta tecnología elimina la necesidad de que los barcos consuman combustible fósil durante su estancia en puerto para mantener sus sistemas auxiliares operativos, reduciendo de este modo las emisiones contaminantes y eliminando además el ruido generado por los motores. La tecnología OPS requiere de una serie de adaptaciones técnicas tanto en los buques como en las infraestructuras portuarias, lo que supone un desafío en cuanto a estándares y compatibilidad técnica.
Esquema de la tecnología OPS para suministrar energía eléctrica a los buques atracados utilizando energía limpia certificada 100% renovable en origen
Normativa IEC 80.005
El estándar internacional IEC/IEEE 80005, que regula las instalaciones de OPS, garantiza la compatibilidad del sistema a nivel global para los distintos tipos de buques. La IEC/IEEE 80005 define los requisitos técnicos, de seguridad y de compatibilidad electromagnética para la implementación del OPS, tanto en tierra como a bordo. Especifica los parámetros que deben cumplir las instalaciones y la configuración de los sistemas de protección para garantizar la seguridad del personal y los equipos durante las operaciones de conexión y desconexión.
Transformación de tensión y potencia
Los buques presentan diferencias de diseño y demandas energéticas variables. Para satisfacer las potencias requeridas se eligen niveles de tensión que limiten pérdidas y optimicen secciones y número de cables. El estándar IEC/IEE 80005 define niveles de tensión normalizados que aseguran la compatibilidad técnica buque–tierra.
Conversión de frecuencia
La diferencia entre la frecuencia eléctrica europea (50 Hz) y la de otros países (60 Hz) plantea un desafío para los buques de rutas internacionales, cuyo equipamiento interno está diseñado para una frecuencia específica. Como solución, los sistemas OPS integran convertidores de frecuencia que ajustan la señal de salida, garantizando que la energía suministrada sea la adecuada para los sistemas eléctricos de a bordo, un proceso que añade complejidad técnica y costes adicionales.
Por lo tanto, los proyectos de OPS requieren contar con transformadores para adaptar el nivel de tensión y de conversores de frecuencia para poder adaptarse a cualquier tipo de barco.
Asimismo el sistema está compuesto de un complejo sistema de protecciones (celdas de protección de media tensión, etc.) que permite una conexión segura.
Sistemas de gestión de cable (CMS)
En los sistemas OPS, los CMS son esenciales para conectar de manera segura y eficiente el buque a tierra. En función del tipo de barco, su operativa y la ubicación de los puntos de conexión a bordo, se emplean distintos tipos de CMS. Existen desde puntales fijos prácticamente automáticos hasta sistemas móviles que ofrecen mayor flexibilidad, o carretes extensibles diseñados ad-hoc para cada muelle facilitando una conexión adaptada a diferentes tipos y tamaños de buques. Estos sistemas integran sistemas de control específicos para garantizar una transferencia de energía segura tanto para las personas como para los equipos de tierra y buque.
Plan Nexigen. Objetivos y fases hacia la electrificación del puerto de Barcelona
El Plan Nexigen es el pilar fundamental del plan de transición energética del puerto de Barcelona. Con el objetivo de reducir en un 50% las emisiones de gases de efecto invernadero para 2030 y alcanzar la neutralidad antes de 2050, este plan se ha estructurado en una serie de fases que permitirán la implementación progresiva de la tecnología OPS en las distintas terminales. Cada fase incorpora una planificación detallada, se alinea con las normativas europeas y ha obtenido financiación de programas como el CEF-Transport y NextGeneration.
Fase preliminar (2020-2023). Estudios y planificación de viabilidad
Durante esta fase inicial, se realizaron estudios de viabilidad y se trazó una hoja de ruta para guiar la implementación de diferentes OPS en el puerto. Se desarrollaron diversos anteproyectos que permitieron definir las necesidades iniciales de potencia y establecer prioridades estratégicas. Los estudios de demanda concluyeron que eran necesarios 80 MW para hacer viable el proyecto, marcando así una etapa fundamental en la gestión administrativa para obtener los permisos de acceso y conexión a la subestación de transporte de REE, elemento clave en el desarrollo de Nexigen. Durante este periodo, el puerto obtuvo una cofinanciación europea del programa CEF-Transport a través del proyecto EALING-European Flagship Action for Cold Ironing in Ports.
Etapas para la electrificación de muelles en el Port de Barcelona (2021-2050) Nexigen. Desarrollo previsto por años y muelles
Fase 0 (2022-2025). Primeras implementaciones de OPS en buques portacontenedores y ferris
La Fase 0, actualmente ejecutada en un 95%, esta siendo cofinanciada con fondos Next Generation a través del Programa de Apoyo al Transporte Sostenible y Digital (PATSYD). El proyecto OPS4B&B-Despliegue de Soluciones de Suministro Eléctrico para Cold Ironing en los Puertos de Barcelona y Baleares desarrolla los primeros pilotos de OPS que permitirán atesorar conocimiento. En julio de 2024 concluyó la instalación del primer sistema OPS para buques portacontenedores en el puerto de Barcelona, el primero en el Mediterráneo. En septiembre, tras una serie de pruebas, se realizó la primera conexión exitosa de OPS a un buque portacontenedores en la terminal de Hutchinson BEST, logrando que el buque apagara sus motores auxiliares y se alimentara exclusivamente de energía con certificado de origen renovable. Desde entonces se han ido conectando diferentes barcos. El objetivo de esta fase piloto es evaluar las necesidades energéticas de los buques y el rendimiento del sistema OPS en condiciones reales, generando datos que faciliten la definición de mejores prácticas para el futuro despliegue de OPS en España.
En enero 2025, además, se finalizará el sistema OPS en la terminal de Grimaldi para ferris que operará diariamente y permitirá la conexión de las líneas que enlazan Barcelona con las islas Baleares.
Fase 1 (2022-2026). Construcción de la subestación SE Port y de la red de distribución de media tensión
La Fase 1 incluye la construcción de una nueva subestación eléctrica, SE Port, de 220 kV/25 kV, actualmente en desarrollo, que se conectará a la posición de 80 MW de la SE Cerdà de REE y suministrará energía a las distintas áreas del puerto. Esta subestación será fundamental para el sistema de electrificación, ya que transformará y distribuirá la energía de manera eficiente a través de una red de media tensión hasta los diferentes muelles. Desde estos puntos de suministro, se construirán los sistemas OPS adaptados a los requerimientos específicos de cada terminal. Esta fase ha recibido en 2024 cofinanciación europea del programa CEF-Transport para ser ejecutada.
Fase 2 (2023-2030).Expansión progresiva en las terminales de cruceros
La Fase 2 contempla la construcción de instalaciones OPS en varias terminales de cruceros. La red de media tensión desplegada desde la Subestación Port, suministrará energía eléctrica al muelle adosado a través de un complejo proyecto de perforación dirigida submarina, que cruza el canal de entrada de buques al puerto. A partir de este suministro se desplegarán de manera sucesiva diferentes sistemas OPS en un edificio centralizado, que permitirá que los cruceros se conecten a la red y operen de forma sostenible durante su estancia en el puerto. Se prevé que todas las terminales cuenten con sistemas OPS, un desafío considerable debido al alto consumo energético que requieren los cruceros, que gira en torno a 16 MVA por buque.
Fase 3 (2026-2030).Ampliación de la red OPS en terminales de ferris y contenedores
En paralelo, se ampliará la red para alcanzar el resto de las terminales. El plan Nexigen busca dotar de sistemas OPS al resto de muelles de las terminales de ferris y portacontenedores que aún no dispongan de esta infraestructura, de modo que en 2030 se ofrezca OPS en terminales de pasaje y contenedores.
Fase 4 y 5 (2030-2050). Despliegue en otras terminales
Durante las últimas fases del plan Nexigen está prevista la extensión de las instalaciones OPS a las terminales de automóviles y graneles a partir de 2030, completando todo el puerto antes de 2050.
Fases de la implementación del Plan Nexigen
Retos y desafíos en la electrificación de muelles
La ejecución del Plan Nexigen y la implementación de sistemas OPS presentan múltiples desafíos tanto técnicos como de gestión, que se están afrontando mediante una planificación detallada y una visión estratégica a largo plazo:
- Costes de implementación y financiación: La construcción de infraestructuras OPS y de subestaciones eléctricas implica una inversión inicial significativa. Para minimizar estos costes y asegurar la viabilidad del proyecto, el puerto ha recurrido a financiación europea y tiene abiertas vías de establecimiento de alianzas estratégicas para buscar modelos de negocio óptimos.
- Adaptación de los buques a la tecnología OPS: No todos los buques están equipados para conectarse a OPS, lo que limita la eficacia de los sistemas OPS en las primeras fases. Para contrarrestarlo, el puerto colabora con navieras y operadores para fomentar la adecuación de sus flotas incentivando el uso de buques compatibles con OPS y promoviendo acuerdos; de este modo se asegura que un número mayor de buques pueda beneficiarse de la utilización de estos sistemas.
- Demanda variable de energía: La demanda de suministro eléctrico fluctúa según el tipo y el número de buques atracados, lo cual exige una red eléctrica flexible capaz de adaptarse a estas variaciones sin provocar sobrecargas ni pérdidas energéticas. La nueva subestación y la infraestructura de media tensión han sido diseñadas específicamente para gestionar esta variabilidad de forma eficiente.
- Normativas y coordinación internacional: La estandarización de OPS a nivel mundial es un proceso complejo que requiere coordinación entre organismos internacionales y gobiernos, además de una constante actualización para asegurar la compatibilidad entre instalaciones en tierra y en buques. El estándar IEC 80.005 ofrece un marco, que hay que seguir desarrollando y sigue siendo un reto en función del tipo de barcos.
- Adaptación del marco regulatorio y modelos de negocio flexibles: El desarrollo de estos sistemas requiere de una regulación acorde con los retos que se están afrontando así como la integración de modelos de negocio flexibles e innovadores para dar solución a escenarios muy diversos.
Estos retos no solo reflejan la complejidad técnica de OPS, sino también la necesidad de una planificación estratégica y de colaboración tanto a nivel local y nacional como internacional.
El Plan Nexigen marca un hito en la transición del puerto de Barcelona hacia un futuro más sostenible
El impacto de Nexigen: hacia otra manera de operar en puerto
El Plan Nexigen marca un hito en la transición del puerto de Barcelona hacia un futuro más sostenible, alineándose con las políticas y compromisos europeos para la descarbonización. La implementación de la tecnología OPS representa una apuesta estratégica para abordar la descarbonización del sector marítimo en los puertos. Nexigen tiene como resultado directo beneficios ambientales que sitúan al puerto de Barcelona como referente en el panorama nacional e internacional, pero también tiene otras derivadas:
- Se desprende como consecuencia directa la reducción de emisiones y la mejora de la calidad del aire en Barcelona y sus alrededores y esto tendrá un impacto directo en la salud de la comunidad local, especialmente en la zona urbana adyacente, ya que el uso de OPS permitirá que los barcos atracados apaguen sus motores auxiliares y utilicen electricidad con certificado de origen renovable, reduciendo así las emisiones de CO₂ en más del 50% para 2030 y disminuyendo proporcionalmente los niveles de NOx, SOx y partículas, así como el ruido.
- Pero, a la vez, se está transformando la infraestructura. Es fundamental evolucionar hacia otra forma de pensar el diseño de las infraestructuras portuarias; es crítico tener en cuenta que los nuevos diseños de terminales deben integrar las necesidades para implementar OPS debido a sus exigencias técnicas. Integrar OPS desde la fase de planificación facilita la inclusión de los sistemas de media y alta tensión que se requieren para el suministro de energía a buques atracados, optimizando la disposición de subestaciones, canalizaciones y puntos de conexión para maximizar la eficiencia del sistema y asegurar su seguridad. Un diseño compatible con OPS garantiza también la capacidad de carga eléctrica necesaria para satisfacer la creciente demanda energética de buques de mayor tamaño, optimizando el rendimiento operativo de la terminal.
- También se está transformando la operativa portuaria: se introduce un nuevo servicio para los buques que tendrá que integrarse con el resto de operativas existentes.
- Ventaja competitiva. La infraestructura OPS refuerza la competitividad del puerto de Barcelona en un contexto global cada vez más enfocado hacia la sostenibilidad. Al cumplir con las normativas ambientales y facilitar operaciones más limpias, el puerto se posiciona como una opción estratégica para navieras que buscan reducir su huella ambiental, incrementando así su tráfico y oportunidades comerciales.
- Impacto económico local. La construcción y mantenimiento de la infraestructura OPS generará empleo directo e indirecto en sectores como la ingeniería, la construcción y las energías renovables. A su vez, un aumento en la actividad portuaria impulsará otros sectores locales, como la logística y el comercio.
