Il trasporto via mare è ancora oggi di grandissima importanza a livello mondiale. Proprio per questo l'ingegneria navale è in costante lavoro per innovarsi, in un’epoca in cui il principale obiettivo è quello di ridurre l’impatto ambientale dei trasporti.
Prendiamo l’esempio di Fincantieri: si tratta di un’azienda italiana tra le più grandi e specializzate al mondo per quanto riguarda la costruzione di navi ad alta complessità. Fincantieri si è data un obiettivo: realizzare entro il 2035 la prima nave a emissioni nette pari a zero, in anticipo rispetto all’obiettivo europeo fissato per il 2050. Già oggi, bisogna dire, le loro navi hanno raggiunto l’obiettivo di consumare circa il 50% in meno rispetto a 20 anni fa, grazie, tra le altre cose, a dei sistemi in grado di recuperare termicamente fino al 20% dell’energia contenuta nel combustibile. Ma quali frontiere si stanno sperimentando e si sperimenteranno per poter raggiungere l’obiettivo delle zero emissioni?
La soluzione elettrica
Una prima frontiera è l’energia elettrica. Esistono già tante navi moderne che possono fornire energia elettrica per i servizi accessori, anche collegandosi a prese a terra quando sono nei porti. Molte di queste navi sono infatti dotate di batterie al litio che entrano in funzione durante le soste, evitando così l’utilizzo dei generatori diesel e azzerando le emissioni nei pressi delle città. Al momento, però, l’energia necessaria per la propulsione, cioè per far muovere le navi, combinata alle utenze di bordo (che in una grande nave da crociera consumano da 20 a 70 MW) è troppo elevata per pensare di sostituire i motori con sole batterie. Queste ultime peserebbero troppo, occuperebbero volumi enormi e non riuscirebbero a garantire la stessa autonomia, per non parlare delle dicoltà logistiche per ricaricarle. I maggiori investimenti in questo campo si sono quindi rivolti verso navi di dimensioni più ridotte, come i piccoli traghetti, che durante il giorno navigano e di notte si fermano per cambiare le batterie, lasciando quelle esauste a terra a ricaricarsi.
Il gas naturale liquefatto
Un’altra soluzione possibile per alimentare le grandi navi è quella del GNL, ovvero il gas naturale liquefatto. Il GNL ha un grande pro, quello di inquinare meno del gasolio, riducendo le emissioni di CO2. Il contro è il minore potere calorifico che, insieme a un sistema di stoccaggio più complesso basato su serbatoi criogenici, comporta un maggiore ingombro a bordo delle navi e, di conseguenza, una riduzione del carico pagante. Fincantieri ha fatto da apripista in questo campo, costruendo navi a LNG sia piccole che di grandi dimensioni, fino a circa 180 mila tonnellate di stazza e capaci di ospitare fino a 7000 persone tra passeggeri e membri dell’equipaggio.
I combustibili verdi
Un’altra soluzione sono i combustibili “green”. Con questo termine si fa riferimento a carburanti di natura biologica, ovvero derivati da biomasse oppure da processi sintetici utilizzando energia rinnovabile (solare, eolico, etc.). Fincantieri ha iniziato da tempo lo studio di nuove navi con impianti energetici modificati in modo da consentire in futuro lo stoccaggio, il trattamento e l’utilizzo a bordo di bio-metanolo o di diesel rinnovabile (HVO).
Le fuel cell
Della quarta soluzione ne avranno sentito parlare in pochi: ci riferiamo alle fuel cell, alimentate ad idrogeno. Sono dispositivi che generano energia elettrica e calore combinando un comburente, l’ossigeno, con un combustibile, l’idrogeno, naturalmente privo di carbonio. È una tecnologia che, di fatto, non produce sostanze inquinanti. Questo sistema è attualmente testato a bordo di una nave-laboratorio, lunga circa 25 metri di nome Zeus, costruita da Fincantieri in collaborazione con il CNR, l’ENR e le università di Genova, Palermo e Napoli. Per il momento questa nave ha una potenza limitata, circa 130 kilowatt, ma il suo obiettivo è proprio quello di acquisire informazioni sul comportamento delle fuel cell nell’ambiente reale. Un altro modulo sperimentale, con potenza nominale di 100 kW, è stato invece installato a bordo della Viking Neptune, con l'obiettivo di approfondire norme e regolamenti sull’uso dell’idrogeno nelle navi da crociera.
Il futuro green delle grandi navi sarà un mix di soluzioni
Se volessimo quindi sbilanciarci in una previsione di una nave del futuro, potremmo immaginarci una combinazione di tutte queste soluzioni, integrando tra di loro i vantaggi in termini di potenza, spazio ed emissioni di ciascuna di esse. In altri termini potremmo vedere delle navi ibride, magari anche sfruttando il nucleare di quarta generazione.
E poi attenzione, abbiamo parlato di carburanti, di motori, ma non di ottimizzazione energetica a bordo e di digitalizzazione. Anche questo infatti è un aspetto in cui le navi si sono evolute: oggi a bordo delle più moderne navi sono state ottimizzate le illuminazioni, i sistemi di condizionamento e riscaldamento e in generale tutto ciò che può essere alimentato a energia elettrica. Sono stati implementati dei sistemi in grado di riciclare fino al 90% dei rifiuti prodotti. Anche l’intelligenza artificiale giocherà il suo ruolo: le navi del futuro infatti saranno dotate di meccanismi di autoapprendimento, così da individuare eventuali sprechi di energia nei vari processi e ricercare la migliore soluzione. L’equazione è abbastanza ovvia: meno fabbisogno energetico ha una nave, minori saranno il consumo di combustibili e le sue emissioni.
