Quante sono le emissioni di CO2 delle navi e come ridurre il loro impatto ambientale

Il trasporto via nave permette di muovere merci in tutto il mondo. A livello di emissioni di CO2 per peso trasportato e distanza percorsa, le navi sono il mezzo di trasporto meno inquinante, ma comporta comunque ingenti emissioni. Esistono però diverse tecnologie per contenere le emissioni di sostanze inquinanti.

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A cura di Marco Gianni

Le navi trasportano quasi il 90% delle merci che sono scambiate a livello globale, rappresentando la spina dorsale del sistema economico su cui si basa la società contemporanea. Al tempo stesso, le navi infatti rappresentano il sistema di trasporto meno inquinante considerando le emissioni per peso della merce e per distanza percorsa: nel 2018 le navi sono stato responsabili di circa il 3% delle emissioni globali di anidride carbonica. Tuttavia, le loro emissioni sono consistenti e in aumento (rispetto al 2012 sono cresciute del 10%). Per contenere l'inquinamento derivante dal trasporto navale sono in atto varie strategie per ridurre gli ossidi di zolfo e gli ossidi di azoto nei gas di scarico. Per il futuro si parla inoltre di tecnologie per la cattura di CO₂ e nuovi combustibili.

Quanto inquinano le navi?

Se l’insieme di tutte le navi del mondo fosse uno stato, con le loro emissioni sarebbero la sesta nazione più inquinante dopo Cina, USA, India, Russia e Giappone. La grande maggioranza delle navi produce l’energia di cui ha bisogno da combustibili derivati dal petrolio. Questi combustibili non sono paragonabili alla benzina o il diesel che utilizziamo comunemente nelle nostre auto, ma sono proprio lo scarto che deriva dalla produzione di questi combustibili. La loro combustione all'interno dei motori produce emissioni con grande impatto sia sull'effetto serra e dunque sul riscaldamento globale (anidride carbonica, ossidi di azoto) sia per la salute umana, dato che sono concentrate prevalentemente nelle zone portuali (ossidi di zolfo).

Questi numeri vanno messi in prospettiva per essere compresi appieno. Nonostante l'enorme importanza del trasporto navale, le loro emissioni sono solo il 10% delle emissioni totali nel settore dei trasporti (che comprende gli aerei, il trasporto su rotaie e quello su gomma). Le navi infatti rappresentano il sistema di trasporto con il minor ammontare di emissioni in proporzione al peso trasportato e alla distanza percorsa. Stiamo parlando di una quantità di emissioni 10 volte inferiore a quella legata al trasporto stradale e 50 volte inferiore rispetto al trasporto aereo.

Una prima soluzione per diminuire le emissioni causate da aerei e trasporto su gomma consisterebbe quindi nel far trasportare le loro merci dalle navi. Questo però comporterebbe diversi svantaggi. Innanzitutto, il trasporto via mare è sicuramente più lento rispetto a quello aereo: per esempio, una spedizione da Singapore al Regno Unito può richiedere dai 3 ai 5 giorni via aereo e tra i 20 e i 35 giorni via nave. Inoltre, il trasporto via mare o via fiume non può rappresentare un'alternativa per molte delle tratte percorse su gomma dai camion, banalmente per raggiungere paesi non toccati dal mare, ma potrebbe essere vista come alternativa, sempre più lenta, per altre tratte (per esempio tra il nord e il sud dell'Europa).

Le strategie per ridurre le emissioni delle navi

Sulla maggior parte delle navi sono già stati installati nell'ultimo decennio dei sistemi per ridurre le emissioni inquinanti. Questi sistemi hanno permesso di ridurre soprattutto le emissioni di ossidi di zolfo (SOx) e ossidi di azoto (NOx). La loro riduzione è stata dovuta a stringenti leggi che hanno imposto dei limiti obbligatori per queste emissioni.

Le emissioni di ossidi di zolfo sono legate alla composizione chimica dei combustibili utilizzati dalle navi. Alcune navi sono state quindi alimentate con combustibili più raffinati, senza zolfo, mentre altre hanno installato dei sistemi di lavaggio dei fumi prodotti dalla combustione. Questi sistemi, in inglese scrubber, permettono di rimuovere gas di scarico prodotti dai motori delle navi gli ossidi di zolfo, catturandoli all'interno i goccioline di acqua che, opportunamente raccolta, è poi scaricata in porto.

Gli ossidi di azoto sono presenti nei gas di scarico a seguito della combustione che avviene nei motori. Questi aspirano l'aria esterna, composta al 78% di azoto (N₂), che reagisce con l'ossigeno (O₂) all'interno dei motori formando così ossidi di azoto. Le navi stanno iniziando a utilizzare grandi marmitte simili a quelle delle automobili per diminuire queste emissioni nocive. Questi sistemi, denominati SCR (Selective Catalytic Reduction), riescono a degradare (cioè a “scomporre”) gli ossidi di azoto in azoto e ossigeno grazie alla presenza interna di un catalizzatore, tipicamente costituito da uno o più metalli che permettono di accelerare questa reazione.

Per abbattere contemporaneamente queste due emissioni inquinanti, alcune navi stano cambiando combustibile e utilizzano metano, stoccato allo stato liquido all'interno di grandi cisterne criogeniche. Le prime navi che hanno utilizzato questo combustibile sono state proprio le navi che trasportano GNL (gas naturale liquefatto), ovvero le navi gasiere.

Il gas metano usato a bordo non contiene zolfo, evitando così la produzione di ossidi di zolfo, e la sua combustione nei motori comporta una produzione ridotta di ossidi di azoto. Purtroppo, questi motori tendono ancora a non bruciare interamente il metano, liberandone una piccola parte in atmosfera. Una situazione non ideale, dal momento che il metano produce un effetto serra circa 80 volte maggiore rispetto a quanto fa l'anidride carbonica.

Il futuro: sistemi per la cattura dell'anidride carbonica e combustibili sintetici

Identificare quali sistemi useranno le navi per muoversi in futuro è molto difficile. Tipologie di navi diverse si stanno orientando verso soluzioni differenti, principalmente perché il tipo di lavoro che svolgono è più adatto ad alcune tecnologie rispetto ad altre. L'obiettivo principale dei regolamenti internazionali è la riduzione dell'anidride carbonica. Questo obiettivo si può ottenere in due modi.

Il primo consiste nell'utilizzare i combustibili che sono già disponibili, ma impiegare sistemi per la cattura dell'anidride carbonica. Non sono ancora stati sviluppati questi sistemi per l'impiego navale e perciò la loro efficacia e l'effettiva fattibilità economica deve essere ancora verificata.

Il secondo metodo è usare combustibili che non portano a emissioni di anidride carbonica, come l'idrogeno, l'ammoniaca e i combustibili sintetici. Per questi combustibili è importante considerare l'intero ciclo di vita, tenendo in considerazione anche le emissioni dovute alla loro produzione, e inoltre questi sono ancora troppo costosi e troppo poco disponibili nei porti per poter avere un impatto immediato sull'industria navale.