- inforMARE - Il trasporto marittimo è la modalità di trasporto più rispettosa dell'ambiente. Tuttavia, secondo le previsioni, benché il trasporto marittimo produca il più basso tasso di emissioni di CO2 per tonnellata-chilometro rispetto agli altri modi di trasporto, da qui al 2050 le sue emissioni di gas a effetto serra aumenteranno del 150-200% rispetto all'attuale livello di circa una giga-tonnellata per anno.
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- Lo evidenzia una relazione del Joint Research Centre (JRC) della Commissione Europea nella quale si sottolinea inoltre che, essendo il settore del trasporto marittimo anche una fonte di inquinamento atmosferico, in assenza di interventi l'inquinamento atmosferico lungo le principali rotte marittime si intensificherà a causa di un aumento delle emissioni di biossido di zolfo stimato al 10-20% nei prossimi due anni. Il combustibile navale, infatti, ha un tenore di zolfo molto elevato che va da una media mondiale di 27.000 parti per milione a 10.000 ppm nelle aree di controllo delle emissioni di zolfo (Sulphur Emission Control Areas, SECA). Tuttavia, con il nuovo accordo raggiunto in seno all'International Maritime Organization (IMO), le navi che operano nelle SECA del Mar Baltico e del Mare del Nord devono utilizzare un combustibile con un tenore di zolfo di solo 0,1% entro il 2015, come la legislazione dell'Unione già impone ai porti UE.
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- «La relazione del JRC - spiega oggi Máire Geoghegan-Quinn, commissario europeo per la Ricerca, l'innovazione e la scienza - sottolinea la necessità di ridurre l'inquinamento prodotto dalle navi, oltre a quello prodotto da molte altre fonti, sia per contribuire a contrastare i cambiamenti climatici, sia per evitare gravi danni alla salute umana. La relazione esamina inoltre una serie di opzioni per realizzare le riduzioni necessarie mediante una combinazione di innovazione tecnologica e politiche di mercato. Tale studio rappresenta anche un esempio perfetto di come il lavoro scientifico svolto dal JRC possa contribuire a orientare il progresso politico verso il conseguimento degli obiettivi dell'UE in materia di innovazione, nonché di quelli della strategia Europa 2020».
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- Il rapporto evidenzia come riguardo alle emissioni di gas a effetto serra (GHG) il trasporto marittimo sia la modalità di trasporto più rispettosa dell'ambiente e come i trasporti marittimi producano solo circa il 4% del totale delle emissioni di CO2 provocate dall'uomo, ossia una carbon footprint all'incirca equivalente a quella prodotta dalla Germania. Tuttavia ancora non esiste una regolamentazione applicabile alle emissioni dei trasporti marittimi internazionali, anche se tali norme sono in corso di discussione presso l'International Maritime Organization (IMO) e presso la UNFCCC, la Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici.
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- Il rapporto del Joint Research Centre sottolinea che sussistono notevoli possibilità per ridurre le emissioni del trasporto marittimo: le soluzioni tecniche per ridurre il consumo di combustibile, gli inquinanti atmosferici e i gas ad effetto serra, infatti, sono già disponibili e vanno dal miglioramento della progettazione delle navi, dei sistemi di propulsione e dei macchinari fino all'ottimizzazione dell'operatività.
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- La relazione del JRC indica alcune opzioni per ridurre le emissioni prodotte dallo shipping e, per ciascuna delle opzioni tecnologiche menzionate, viene fornita una valutazione dettagliata del rapporto costi/efficacia e del potenziale di abbattimento. Il documento evidenzia tuttavia che, per realizzare miglioramenti significativi nella riduzione delle emissioni di carbonio e dell'inquinamento atmosferico, le soluzioni tecnologiche (relative al combustibile e al motore) dovrebbero essere integrate da altre misure e che è necessario studiare anche opzioni basate sul mercato che prevedano misure di livello sia regionale che mondiale. La relazione analizza quindi come potrebbero essere introdotte politiche basate sul mercato, quale ad esempio il sistema di scambio delle quote di emissione dei gas ad effetto serra (Emission Trading Scheme, ETS) per il settore marittimo a livello internazionale. (iM)
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- JRC Reference Reports
Regulating Air Emissions from Ships-
- Abatement technologies: estimated performance and costs
-
- Cost efficiency and abatement potential for ship design related options
-
Ship Design |
Cost efficiency (US$/tonne of CO2) |
Maximum CO2 abatement potential |
Low cost estimate |
High cost estimate |
in Mt |
% of total emissions |
Efficiency of scale |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
4* |
Reduce ballast |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
7* |
Lightweight construction |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
7* |
Optimum main dimension |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
9* |
Interceptor trip planes |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
4* |
Ducktail waterline extensions |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
7* |
Transverse thrusters openings |
Lower potential |
-145 |
-140 |
10.7 |
0.90 |
Higher potential |
-160 |
-160 |
53.1 |
4.20 |
Air cavity systems |
Lower potential |
-115 |
-90 |
7.5 |
0.90 |
Higher potential |
-150 |
-140 |
24.4 |
1.90 |
Machinery concept |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
30* |
Source: Our estimations based on IMO (2009), Annex IV, pp. 265-286; *Wartsila (2009) refers to the abatement potential on a single ship on which the system is installed and not on the global emissions. The latter is reported by IMO (2009).
|
Cost efficiency and abatement potential for propulsion related options
Propulsion |
Cost efficiency (US$/tonne of CO2) |
Maximum CO2 abatement potential |
Low cost estimate |
High cost estimate |
in Mt |
% of total emissions |
Wing thrusters |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
8* |
CRP propulsion |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
10* |
Propeller performance monitoring |
Lower potential |
-135 |
-130 |
5.4 |
0.40 |
Higher potential |
-160 |
-160 |
42.5 |
3.40 |
Propeller/rudder upgrade |
Lower potential |
90 |
120 |
19.7 |
1.60 |
Higher potential |
-80 |
-70 |
58.5 |
4.70 |
Propeller upgrade (winglet/nozzle) |
Lower potential |
530 |
600 |
1.3 |
0.10 |
Higher potential |
-90 |
-80 |
11.2 |
0.90 |
Propeller boss cap fins |
Lower potential |
-155 |
-150 |
42.9 |
3.40 |
Higher potential |
-155 |
-155 |
53.1 |
4.20 |
Variable speed operation |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
5* |
Towing kyte |
Lower potential |
-85 |
-75 |
37.1 |
3.00 |
Higher potential |
-135 |
-130 |
100.9 |
8.00 |
Pulling thruster |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
10* |
Seawater lubricated stern Tube Bearing System |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
2* |
Source: Our estimations based on IMO Annex IV, pp. 265-286; *Wartsila (2009) refers to the abatement potential on a single ship on which the system is installed and not on the global emissions. The latter is reported by IMO (2009).
|
Cost efficiency and abatement potential for machinery related options
Machinery |
Cost efficiency (US$/tonne of CO2) |
Maximum CO2 abatement potential |
Low cost estimate |
High cost estimate |
in Mt |
% of total emissions |
Shore-Side Electricity |
Max potential* |
|
|
|
20** |
Diesel electric machinery |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
20* |
Water Injection |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
2* |
Selective catalytic reduction |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
Waste heat recovery |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
10* |
Main engine tuning |
Lower potential |
405 |
470 |
1 |
0.10 |
Higher potential |
-90 |
-85 |
7.8 |
0.60 |
Common rail upgrade |
Lower potential |
25 |
45 |
1.1 |
0.10 |
Higher potential |
-125 |
-120 |
5.3 |
0.40 |
Shaft power meter |
Lower potential |
70 |
115 |
5.4 |
0.40 |
Higher potential |
-105 |
-95 |
21.3 |
1.70 |
Fuel consumption meter |
Lower potential |
245 |
330 |
5.4 |
0.40 |
Higher potential |
-60 |
-40 |
21.3 |
1.70 |
Low energy/Low-heat lighting |
Lower potential |
385 |
440 |
0.1 |
0.00 |
Higher potential |
-95 |
-85 |
0.6 |
0.00 |
Power management |
Lower potential |
100 |
130 |
0.1 |
0.00 |
Higher potential |
-130 |
-125 |
0.7 |
0.10 |
Speed control pumps and fans |
Lower potential |
210 |
250 |
2.1 |
0.20 |
Higher potential |
-90 |
-80 |
10.6 |
0.80 |
Solar Power |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
4* |
Source: Our estimations based on IMO (2009), Annex IV, pp. 265-286; *Wartsila (2009) refers to the abatement potential on a single ship on which the system is installed and not on the global emissions. The latter is reported by IMO (2009); ** This percentage refers to the CO2 abated in the production of electrical energy while the ship is in port (the estimate varies by country).
|
Cost efficiency and abatement potential for operation related options
Operation |
Cost efficiency (US$/tonne of CO2) |
Maximum CO2 abatement potential |
Low cost estimate |
High cost estimate |
in Mt |
% of total emissions |
Turnaround time in port |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
10* |
Propeller brushing |
Lower potential |
-75 |
-65 |
25.4 |
2.00 |
Higher potential |
-125 |
-120 |
62.8 |
5.00 |
Increased frequency of propeller brushing |
Lower potential |
-160 |
-130 |
6.2 |
0.50 |
Higher potential |
-160 |
-160 |
36.7 |
2.90 |
Hull coating type 1 |
Lower potential |
-115 |
-105 |
6.6 |
0.50 |
Higher potential |
-150 |
-150 |
26.1 |
2.10 |
Hull coating type 1 |
Lower potential |
-40 |
-15 |
13.2 |
1.10 |
Higher potential |
-140 |
-130 |
65.3 |
5.20 |
Hull brushing |
Lower potential |
-95 |
-65 |
12.7 |
1.00 |
Higher potential |
-155 |
-150 |
125.6 |
10.00 |
Underwater hydroblasting |
Lower potential |
-80 |
-35 |
12.7 |
1.00 |
Higher potential |
-155 |
-150 |
125.6 |
10.00 |
Dry-dock full blast |
Lower potential |
-155 |
-150 |
8.2 |
0.60 |
Higher potential |
-160 |
-160 |
16.1 |
1.30 |
Hull performance monitoring |
Lower potential |
-45 |
-45 |
6.2 |
0.50 |
Higher potential |
-150 |
-150 |
61.2 |
4.90 |
Weather routeing |
Lower potential |
-130 |
-100 |
1.2 |
0.10 |
Higher potential |
-165 |
-160 |
46 |
3.70 |
10% speed reduction |
The entire fleet |
80 |
135 |
98.7 |
7.90 |
Vessel trim |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
5* |
Autopilot upgrade/adjustment |
Lower potential |
-140 |
-140 |
5.4 |
0.40 |
Higher potential |
-160 |
-160 |
31.9 |
2.50 |
Energy saving operation awareness |
Max potential* |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
n.a. |
Source: Our estimations based on IMO (2009), Annex IV, pp. 265-286; *Wartsila (2009) refers to the abatement potential on a single ship on which the system is installed and not on the global emissions. The latter is reported by IMO (2009).
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Cost for fuel shifting in 2020 both with respect to the tonnes of fuel and to the energy produced
Option (%S fuel) |
Low Cost ($/tonne) |
High Cost ($/tonne) |
Low Cost (k€2005/PJ) |
High Cost (k€2005/PJ) |
Low SO2 abat. (€/tonne) |
High SO2 abat. (€/tonne) |
Fuel Shift (2.94→1.5) |
20 |
20 |
359 |
359 |
510 |
510 |
Fuel Shift (2.94→1) |
30 |
30 |
538 |
538 |
568 |
568 |
Fuel Shift (2.94→0.5) |
120 |
170 |
2,152 |
3,049 |
1,806 |
2,559 |
Fuel Shift (2.94→0.1) |
280 |
330 |
4,510 |
5,370 |
3,621 |
4,268 |
Fuel Shift (0.5→0.1) |
160 |
160 |
2,753 |
2,753 |
14,692 |
14,692 |
Source Bosch et al. (2009)
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Cost effectiveness of fuel switching for SOx reduction measures per €/tonne abated
Technologies |
Small Vessel (€/tonne) |
Medium Vessel (€/tonne) |
Large Vessel (€/tonne) |
Fuel Shift: 2.7%→1.5% |
1,900 |
1,900 |
1,900 |
Fuel Shift: 2.7%→0.5% |
1,300 |
1,300 |
1,300 |
Source: data are in accordance with those reported in EMTEC (2005b), Rahai and Hefazi (2006), Lovblad and Fridell (2006) and IIASA (2007). Note that 2.7% S fuel is the sulphur concentration in the fuel.
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