C.I.S.Co. - Centro Italiano Studi Containers


COUNCIL OF INTERMODAL SHIPPING CONSULTANTS	ANNO XXXIII - Numero 15 LUGLIO 2015

PROGRESSO E TECNOLOGIA

CARBURANTI ALTERNATIVI PER IL TRASPORTO MARITTIMO

La flotta mercantile mondiale è passata gradualmente dalla vela ad una flotta completamente a motore grosso modo dal 1870 al 1940.

I vapori che bruciavano carbone hanno dominato la scena sino al 1920 e da allora il carbone è stata gradualmente sostituito dai gasoli marittimi, a causa del passaggio ai motori diesel ed alle caldaie a gasolio.

Il passaggio dal vento al carbone era stato indotto dagli sviluppi dei motori a vapore ed aveva offerto l'opportunità di tempi di viaggio maggiormente affidabili, in larga misura indipendenti dalle condizioni del tempo e dalle direzioni dei venti prevalenti.

Il successivo passaggio, dal carbone al gasolio, è stato indotto dall'incremento dell'efficienza, dall'agevolazione delle movimentazioni e da operazioni più pulite.

I principali fattori che potrebbero portare all'avvento dei carburanti alternativi in futuro possono essere classificati in due vaste categorie:

disposizioni normative e preoccupazioni ambientali;

disponibilità dei carburanti fossili, costi e sicurezza energetica.

Le imminenti disposizioni normative per la riduzione del contenuto di zolfo nei carburanti farà aumentare il costo del carburante.

Questo effetto sarà più pronunciato dopo il 2020 (o il 2025 a seconda di quando entreranno in vigore le nuove regole) quando il contenuto di zolfo a

livello globale sarà dello 0,5% (ovvero 5.000 ppm) che è più basso del livello attualmente previsto per le Aree di Controllo delle Emissioni.

L'introduzione di sistemi per gas esausti dopo trattamento, quali le torri di lavaggio per SOx ed i catalizzatori basati su urea per la riduzione degli NOx, può aggiungere importi significativi al costo di una nave.

Questi sistemi esigono spazi e sono costosi, potendo inoltre incrementare il consumo di carburante del 2-3%.

D'altro canto, essi consentono l'uso di carburanti più economici, quelli ad elevato contenuto di zolfo.

L'introduzione di nuovi carburanti privi di contenuto solforoso potrebbe essere una soluzione fattibile per questo problema, una volta fatto sì che questi carburanti e la tecnologia necessaria siano offerti a livelli di prezzo competitivi.

Si stima che il consumo di carburante nelle ECAs (aree di controllo delle emissioni) sia di approssimativamente 30-50 milioni di tonnellate all'anno ed è destinato ad incrementarsi se altre zone verranno comprese nelle ECAs in futuro.

Questi dati sono importanti per valutare il potenziale di ciascuno dei carburanti alternativi presentato nel rapporto per la sostituzione dei carburanti basati sul gasolio.

Visione d'insieme delle potenziali alternative

Nel giro dei prossimi quattro decenni, è probabile che il mix energetico sarà caratterizzato da un elevato grado di diversificazione.

Il gas naturale liquido ha il potenziale per diventare il carburante scelto da tutti i segmenti del trasporto marittimo, una volta messe in opera le infrastrutture, mentre anche i biocarburanti liquidi potrebbero gradualmente sostituire i carburanti basati sul gasolio.

L'elettricità dalla rete sarà probabilmente utilizzata sempre di più allo scopo di ricaricare le batterie per le operazioni navali in porto, ma anche per la propulsione di navi relativamente piccole.

Anche l'elettricità rinnovabile potrebbe essere utilizzata per produrre idrogeno, che a sua volta può essere usato per alimentare le celle a combustibile, assicurando così la propulsione ausiliaria o principale.

Se venisse richiesta una drastica riduzione delle emissioni di gas serra e non fossero prontamente disponibili carburanti alternativi appropriati, i sistemi per la cattura di carbonio potrebbero assicurare una soluzione radicale per una sostanziale riduzione del CO2.

L'energia rinnovabile, ad esempio quella solare e quella eolica, anche se può presentare qualche potenziale per mitigare le emissioni di carbonio, non è vista come un'alternativa fattibile per il trasporto marittimo mercantile.

Certamente le navi equipaggiate con vele, aquiloni o pannelli solari possono essere in grado di integrare gli attuali sistemi di generazione energetica, ma la relativa inaffidabilità di queste fonti energetiche le rendono appropriate solo per casi speciali in cui prevalgono condizioni meteorologiche favorevoli.

Elettrificazione delle navi e rinnovabili

I recenti sviluppi dell'elettrificazione delle navi presentano notevoli promesse in ordine ad un uso più efficiente dell'energia.

La produzione di energia rinnovabile può essere sfruttata per produrre elettricità al fine di dare energia alle navi ormeggiate, consentendo l'alimentazione da terra e caricando le batterie di navi completamente elettrificate od ibride.

Il potenziamento del ruolo dell'elettricità sulle navi contribuirà al miglioramento della gestione energetica dell'efficienza del carburante sulle navi più grandi.

Ad esempio, il passaggio dall'alimentazione elettrica di bordo a quella della rete a terra consentirebbe ai motori di funzionare a velocità variabili, contribuendo a ridurre le perdite di energia.

Fra gli altri vantaggi ci sono la riduzione dell'esubero di energia, del rumore e delle vibrazioni, cosa particolarmente significativa per i passeggeri dei traghetti.

Gli strumenti di stoccaggio dell'energia sono decisivi per l'uso dell'elettricità nella propulsione navale, mentre sono importanti anche per l'ottimizzazione dell'uso dell'energia a bordo nelle navi ibride.

Sono disponibili attualmente diverse tecnologie di stoccaggio dell'energia.

I sistemi di propulsione alimentati a batteria sono i più popolari e vengono già realizzati per le navi più piccole.

Per quelle più grandi, i produttori di motori si stanno concentrando su soluzioni di batterie ibride.

Si deve far fronte alle problematiche correlate all'incolumità personale, alla disponibilità dei materiali usati ed alla durata allo scopo di far sì che le navi mosse a batterie siano competitive rispetto a quelle convenzionali, ma la tecnologia sta avanzando a passi rapidi.

Altre tecnologie relative allo stoccaggio di energia che potrebbero trovare applicazione nel trasporto marittimo sono i volani, i supercondensatori ed i congegni termici di stoccaggio energetico.

L'elettrificazione ha ingenerato forti interessi, in particolare per i tipi di nave con frequenti variazioni di carico.

Ci si dovrebbe aspettare nei prossimi anni una significativa crescita delle navi ibride, come i rimorchiatori portuali, le navi di servizio d'altura ed i traghetti passeggeri.

La strada da seguire

L'introduzione di qualsiasi fonte energetica alternativa avverrà inizialmente ad un ritmo molto basso dal momento che man mano che le tecnologie maturano le necessarie infrastrutture diventano disponibili.

Inoltre, l'introduzione di ogni nuovo carburante con tutta probabilità avverrà in primo luogo nelle zone in cui la fornitura di carburante sarà assicurata a lungo termine.

A causa dell'incertezza riguardo allo sviluppo di infrastrutture appropriate, i vettori spinti da nuove forme di energia saranno in prima istanza utilizzati sulle navi più piccole adibite al cabotaggio, mentre ci si aspetta che i piccoli traghetti siano fra i primi utilizzatori.

Man mano che le tecnologie maturano e le infrastrutture iniziano a svilupparsi, ogni nuovo carburante può essere utilizzato sulle navi più grandi.

L'adozione del gas naturale liquido sarà motivata dagli sviluppi dei prezzi del carburante, dalla tecnologia, dalla regolamentazione, dall'aumento della disponibilità del gas e dallo sviluppo di infrastrutture appropriate.

L'introduzione di batterie nelle navi al fine di assistere la domanda di alimentazione per la propulsione ed ausiliaria è anche una promettente fonte di energia a basso contenuto di carbonio.

I tipi di nave coinvolti in frequenti operazioni transitorie (come la manovra frequente, il posizionamento dinamico eccetera) possono trarre i maggiori vantaggi dall'introduzione di batterie mediante una configurazione ibrida.

Inoltre, gli strumenti per lo stoccaggio di energia possono essere utilizzati in combinazione con i sistemi di recupero del calore residuo per ottimizzare l'uso dell'energia a bordo.

L'alimentazione da terra potrebbe diventare una procedura standard in molti porti di tutto il mondo.

È assai probabile che in futuro ci sia un mix di carburanti più vario in cui il gas naturale liquido, i biocarburanti, l'elettricità rinnovabile e forse l'idrogeno svolgeranno tutti quanti un ruolo importante.

L'elettrificazione e lo stoccaggio dell'energia consentono l'utilizzazione di una gamma più ampia di fonti energetiche.

L'energia rinnovabile come il vento ed il sole può essere prodotta e stoccata per l'uso sulle navi sia in batterie sia come idrogeno.

Oltre alle regole dell'IMO ed agli standard dell'ISO, è necessario lo sviluppo di regole e prassi raccomandate appropriate al fine di implementare in modo sicuro ognuna di queste tecnologie in futuro.

Al fine di conseguire tale obiettivo, sarà decisivo il ruolo delle Società di Classe.

È probabile che l'adozione di nuove tecnologie rappresenti una situazione scomoda per gli armatori.

Al fine di far sì che le tecnologie funzionino come previsto, è anche probabile che sia usata in modo più diffuso la qualificazione tecnologica da parte di terzi neutrali come le società di classificazione.
(da: seanews.com.tr, 26 giugno 2015)