17-2010 | Cambiamenti Climatici
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La lotta alle emissioni fa scalo anche nei porti marittimi

Davide Canevari

In caso di semaforo rosso o sosta prolungata, spegnere il motore. Un messaggio di questo tipo, posto a lato di una strada, non coglierebbe certo di sorpresa un automobilista in transito con la propria vettura. Più stupito sarebbe, probabilmente, un capitano che a bordo della propria nave dovesse essere accolto all’entrata in un porto dalle stesse parole perentorie. Eppure il futuro sembra andare proprio in questa direzione. Il trasporto via nave vive, infatti, una sorta di contraddizione di fondo. Da una parte è una delle modalità più rispettose dell’ambiente e con livelli di emissione per tonnellata movimentata, passeggero trasportato, chilometraggio percorso, più ridotti. Dall’altra - soprattutto nel traffico merci - è però coinvolta in trasporti sulle lunghe distanze e per grandi volumi. Quindi, inevitabilmente, consuma ingenti quantitativi di energia, e genera - di conseguenza - emissioni significative. Secondo uno studio dell’International Marittime Organization, datato dicembre 2008, la nautica nel suo complesso avrebbe emesso nel corso del 2007 1.036 milioni di tonnellate di anidride carbonica. Si tratta di un valore - come ordine di grandezza - quasi doppio rispetto a quello imputabile al servizio aereo.

Più nel dettaglio l’IMO specifica che il cabotaggio e la pesca hanno generato poco meno di 170 milioni di tonnellate, mentre la navigazione sulle maggiori distanze circa 870 milioni, ovvero poco meno del 3 per cento delle emissioni globali del Pianeta. C’è un’interessante stima relativa al caso Italia, riportata da uno studio degli Amici della Terra e condotta a partire da dati Confitarma. Ebbene, le emissioni dei natanti battenti bandiera tricolore sarebbero pari a 17 milioni/anno, ma in realtà la cifra va accresciuta fino a circa 25 milioni di tonnellate, applicando il criterio del controllo (mezzi che pur non battendo bandiera italiana fanno capo a società nazionali e solcano le nostre rotte). Per quanto riguarda le immissioni in atmosfera di altri inquinanti, l’apporto del settore nautico, sempre su scala mondiale, potrebbe arrivare addirittura al 10-15 per cento per gli NOx e al 4-6 per gli SOx. Uno degli aspetti sui quali si sta lavorando per ridurre questi numeri riguarda la fase critica della sosta nelle aree portuali.

Un’indagine condotta nel 2007 ha stimato che i costi sociali e sanitari legati alle emissioni del settore navale possono essere stimati in 255 miliardi di dollari/anno e che - chiaramente - i danni potenziali tendono a concentrasi nelle aree limitrofe ai grandi porti. Un altro documento, presentato dall’autorità portuale di Long Beach in California, ha valutato in 4.750 tonnellate di NOx l’anno le emissioni delle navi che vi attraccano. Si tratta di un quantitativo pari alle emissioni di 250 mila autovetture (secondo gli standard motoristici americani). La cosa non deve stupire. Al di là della battuta iniziale, è chiaro che una grande nave non può essere gestita come una vettura. Anche da ferma è sempre in movimento. Occorre, infatti, garantire l’alimentazione alle celle frigorifere, alle cucine, ai sistemi di illuminazione e di climatizzazione interna, alle strumentazioni, ai mezzi di carico e scarico, agli apparati di sicurezza...

E per tutte queste operazioni la potenza coinvolta si misura in termini di MW: uno o due per i traghetti e le navi RO-RO di medie dimensioni, 6 MW per le navi container di maggiore portata, 15 per le grandi unità passeggeri e addirittura 60 per le maxi navi da crociera. Questo significa che una flotta in stand-by, all’ancora in un grande porto, può assorbire l’equivalente di alcune centinaia di migliaia di abitazioni. Di norma per rispondere a questo fabbisogno ogni singola nave tiene in moto i propri propulsori di bordo, tipicamente alimentati a diesel, e brucia quindi gasolio. Ma c’è un’alternativa tutto sommato semplice, concettualmente e anche da un punto di vista tecnologico: allacciarsi in rete e utilizzare energia elettrica. La tecnologia in questione si chiama AMP (Alternative Maritime Power) ed è anche conosciuta come shore-to-ship power, high-voltage shore connection (HVSC) o cold ironing.

La prima applicazione a livello mondiale spetta al porto svedese di Gothenburg nel 2000 ed è stata realizzata da ABB, azienda che sembra credere fortemente nelle possibilità di sviluppo di queste soluzioni. Nel decennio successivo vari altri porti sulla costa pacifica del Nord America, in Germania, Svezia, Finlandia, Olanda, hanno sposato la causa del cold ironing. E, di conseguenza, è anche cresciuta la flotta delle navi che hanno installato i necessari apparati di bordo per rendere possibile la connessione. I vantaggi in termini ambientali sembrano più che appetibili. La World Port Climate Initiative (WPCI) ha stimato che la transizione dall’alimentazione di bordo ad una connessione elettrica con le strutture portuali consentirebbe di ridurre del 50 per cento le emissioni medie di anidride carbonica, anche considerando l’attuale mix di generazione europeo che ancora in buona parte fa affidamento sulle fonti fossili.

Se anche si considerasse l’ipotesi di una produzione elettrica interamente garantita da una centrale a carbone, si avrebbe comunque un taglio delle emissioni - sempre secondo gli studi del WPCI - pari al 30 per cento. Nell’ipotesi opposta di una fornitura di energie rinnovabili - perché no, da una fattoria eolica offshore posizionata al largo del porto di attracco - si potrebbe di fatto azzerare il carico di CO2. L’analisi dei benefici relativi agli ossidi di zolfo è più complessa perché dipende dalla tipologia di carburante bruciato dai motori delle navi. Se queste impiegano fuel a basso contenuto di zolfo i benefici possono essere trascurabili, ma - al contrario - se fanno il pieno con gasoli tradizionali le riduzioni diventano particolarmente evidenti. Discorso analogo si può fare nel caso degli NOx. Considerando la tipologia delle centrali di generazione presenti sul territorio europeo, si può affermare che - mediamente - la scelta della tecnologia AMP permetterebbe di ridurre di oltre 20 volte la produzione di NOx.

Tornando agli aspetti tecnologici, il principale ostacolo da superare riguarda la differenza di frequenza. Tipicamente a bordo di una grande nave è pari a 60 Hz, mentre in molte delle reti di distribuzione (non soltanto in Europa, ma anche in Asia, Africa, Australia) è pari a 50 Hz e deve quindi entrare in gioco la tecnologia dei convertitori elettrici di potenza. Oltre ai convertitori di frequenza, per completare i sistemi di alimentazione vanno considerati molti altri componenti: sottostazioni elettriche alta tensione/media tensione, trasformatori, quadri in media tensione di distribuzione, filtri e sistemi di compensazione, cavi di distribuzione in media tensione con relativi sistemi di connessione, sistemi di protezione e controllo e ausiliari (alimentazioni in corrente alternata e corrente continua, raffreddamento dei convertitori e antincendio). La complessità di un sistema AMP non riguarda, di fatto, i singoli elementi ma l’infrastruttura nel suo complesso. Il passaggio da una all’altra alimentazione deve avvenire, infatti, senza soluzione di continuità e senza interruzione di alimentazione a bordo. E questa è una fase estremamente delicata da un punto di vista tecnologico; un’operazione che in media richiede circa cinque minuti. A valle del trasformatore, un singolo cavo fornisce l’energia a tutta la nave da un punto collocato sull’ormeggio.

Sia la sottostazione sia la cabina del trasformatore possono essere realizzate in modo compatto e situate lontano dall’ormeggio, per non interferire con le attività di banchina. La nave può essere equipaggiata al momento del varo (alcuni costruttori già incorporano soluzioni AMP o prevedono in fase progettuale uno spazio apposito per adottarle in seguito) ma è anche possibile intervenire con relativa facilità sull’esistente. In ogni caso, il passaggio da un tipo di alimentazione all’altro deve avvenire - come detto - senza interruzioni dell’erogazione e senza effetti sui servizi di bordo. I prossimi anni - dopo la crisi internazionale che ha penalizzato molto anche il settore portuale, del traffico merci via mare, della cantieristica - dovrebbero segnare una forte ripresa di interesse per le tecnologie AMP. ABB – come detto, uno dei leader nel settore – stima che nei prossimi dieci anni questo mercato potrebbe valere 15 miliardi di dollari. Anche di più, se normative più stringenti saranno adottate in tema di emissioni del settore navale.

 

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