Portarinfuse a idrogeno, nave portacontainer a batteria

La pressione per ridurre i gas serra e le emissioni inquinanti si è estesa al settore marittimo. Sono già in costruzione i primi impianti alimentati da elettricità, gas naturale o idrogeno.

Si stima che il trasporto marittimo sia responsabile del 3,5-4% delle emissioni di gas a effetto serra, principalmente anidride carbonica, e ancor più dell'inquinamento. Sullo sfondo delle emissioni globali di sostanze inquinanti, il trasporto marittimo "produce" il 18-30% di ossidi di azoto e il 9% di ossidi di zolfo.

Lo zolfo nell'aria si forma pioggia acidache distruggono i raccolti e gli edifici. Cause di inalazione di zolfo problemi con il sistema respiratorioe anche aumenta rischio di infarto. I combustibili per uso marittimo sono generalmente frazioni pesanti del petrolio greggio (1), ad alto contenuto di zolfo.

afferma Irene Blooming, portavoce della coalizione ambientale europea Seas in Risk.

fa eco a Nerijus Poskus della società di tecnologia di spedizione Flexport.

1. Motore marino HFO tradizionale

Nel 2016 le Nazioni Unite e l'Organizzazione marittima internazionale (IMO) hanno deciso di introdurre una legislazione per ridurre le emissioni ammissibili di gas serra e inquinanti. Le norme che impongono limiti significativi alla quantità di inquinamento da zolfo delle navi vicine alla terraferma entrano in vigore per gli armatori a partire da gennaio 2020. L'IMO ha anche indicato che entro il 2050 l'industria dei trasporti marittimi dovrà ridurre del 50% le emissioni annuali di gas serra.

Indipendentemente dai nuovi obiettivi e regolamenti sulle emissioni, in tutto il mondo vengono già sviluppate o proposte sempre più soluzioni che possono cambiare radicalmente l'ecologia del trasporto marittimo.

traghetto a idrogeno

Il produttore di celle a combustibile Bloom Energy sta lavorando con Samsung Heavy Industries per sviluppare navi alimentate a idrogeno, ha riferito di recente Bloomberg.

Preeti Pande, vicepresidente per lo sviluppo strategico del mercato di Bloom Energy, ha dichiarato in una dichiarazione all'agenzia.

Finora, i prodotti Bloom sono stati utilizzati per alimentare edifici e data center. Le celle erano piene di terra, ma ora possono essere adattate per immagazzinare idrogeno. Rispetto al carburante diesel convenzionale, producono una quantità notevolmente inferiore di gas serra e non producono fuliggine o smog.

Gli stessi armatori dichiarano il passaggio a tecnologie di propulsione pulita. La più grande compagnia di spedizioni di container del mondo, Maersk, ha annunciato nel 2018 che mira a decarbonizzare le sue operazioni entro il 2050, anche se non ha detto come vuole farlo. È chiaro che per avere successo saranno necessarie nuove navi, nuovi motori e, soprattutto, nuovo carburante.

La ricerca di combustibili più puliti e rispettosi del clima per il trasporto marittimo ruota attualmente attorno a due opzioni praticabili: gas naturale liquefatto e idrogeno. Uno studio del Sandia National Laboratories del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti nel 2014 ha rilevato che l'idrogeno è la più promettente delle due opzioni.

Leonard Klebanoff, un ricercatore di Sandia, iniziò ad analizzare con il suo allora collega Joe Pratt se le navi moderne potessero essere alimentate da celle a combustibile a idrogeno invece di usarle con combustibili fossili. Il loro progetto è stato lanciato quando l'operatore di traghetti della baia di San Francisco ha chiesto al Dipartimento dell'Energia se la sua flotta potesse essere convertita all'idrogeno. Sebbene la tecnologia delle celle a combustibile a idrogeno sia in circolazione da decenni, all'epoca nessuno pensava di utilizzarla sulle navi.

Entrambi gli scienziati erano fiduciosi che l'uso delle cellule fosse possibile, anche se, ovviamente, avrebbero dovuto essere superate varie difficoltà per questo. per unità di energia prodotta circa quattro volte più idrogeno liquido rispetto al carburante diesel convenzionale. Molti ingegneri temono di non avere abbastanza carburante per le loro navi. Un problema simile esiste con l'alternativa all'idrogeno, il gas naturale liquefatto, che peraltro non ha un livello di emissioni così zero.

2. Costruzione del primo traghetto a idrogeno presso il cantiere navale di Auckland.

D'altra parte, l'efficienza del carburante a idrogeno rimane il doppio di quella del carburante convenzionale, quindi di fatto bisogno del doppionon quattro. Inoltre, i sistemi di propulsione a idrogeno sono molto meno ingombranti dei tradizionali motori marini. Quindi Klebanoff e Pratt alla fine conclusero che era possibile convertire la maggior parte delle navi esistenti all'idrogeno e che sarebbe stato ancora più facile costruire una nuova nave a celle a combustibile.

Nel 2018, Pratt ha lasciato Sandia Labs per co-fondare il Golden Gate Zero Emission Marine, che ha sviluppato piani dettagliati per un traghetto a idrogeno e ha convinto lo Stato della California a donare 3 milioni di dollari per finanziare un progetto pilota. Presso il cantiere navale di Oakland, in California, sono in corso i lavori per la costruzione delle prime unità di questo tipo (2). Il traghetto passeggeri, il cui completamento è previsto entro la fine di quest'anno, sarà la prima nave a motore negli Stati Uniti. Verrà utilizzato per trasportare i passeggeri e studiare la Bay Area di San Francisco e il team del Sandia National Laboratory esplorerà il dispositivo per tutta la sua lunghezza.

Innovazione norvegese

In Europa, la Norvegia è nota per la sua innovazione nel campo degli impianti offshore con propulsione alternativa.

Nel 2016, l'armatore The Fjords ha lanciato un servizio di linea tra Flåm e Gudvangen nel Midwest norvegese utilizzando il motore ibrido Vision of the fjords di Brødrene Aa. Gli ingegneri di Brødrene Aa, utilizzando l'esperienza nella costruzione di Vision of the fjords, hanno costruito Future of the Fjords senza emissioni nocive. Questo motore quasi a due cilindri era dotato di due motori elettrici da 585 CV. tutti. Il catamarano in vetroresina può imbarcare fino a 16 passeggeri contemporaneamente e la sua velocità è di 20 nodi. Di particolare rilievo è il tempo di ricarica delle batterie che guidano il dispositivo, che è di soli XNUMX minuti.

Nel 2020, una nave portacontainer elettrica autonoma dovrebbe entrare nelle acque norvegesi - Yara Birkeland. L'elettricità per alimentare le batterie della nave proverrà quasi interamente dalle centrali idroelettriche. L'anno scorso, AAB ha annunciato l'intenzione di collaborare con il Norwegian Research Center sull'uso delle gabbie nelle divisioni trasporti e passeggeri.

Gli esperti sottolineano che il processo di passaggio dell'industria marittima a soluzioni alternative e più rispettose dell'ambiente (3) durerà per molti anni. Il ciclo di vita delle navi è lungo e l'inerzia dell'industria non è inferiore a quella di diverse centinaia di migliaia di metri carichi fino all'orlo.