Navi cargo, portacontainer, mercantili: il trasporto via mare “muove” il mondo. Una delle soluzioni per ridurre l’impronta carbonica delle navi che dipendono dai combustibili fossili al 98%, è la “shore supply”, l’alimentazione energetica da terra. Danfoss mette in campo esperienza e know-how ingegneristico con impianti già operativi
Articolo pubbliredazionale
(Rinnovabili.it) – Cosa collega climate change, riduzioni locali delle emissioni e trasporto marittimo? Molto più di quanto immaginiamo, vista l’enorme impronta carbonica che ha oggi il trasporto via mare. Uno dei principali meccanismi di decarbonizzazione è la cosiddetta “shore supply”, che prevede di fornire alle imbarcazioni ormeggiate energia prodotta su terraferma, proprio come un’automobile plug-in con le colonnine di ricarica. L’obiettivo è rendere indipendenti le attività a bordo dall’energia dei generatori ausiliari delle navi, che emettono polveri sottili, CO2, ossidi di azoto e zolfo. Senza contare il rumore. È la Transizione ecologica applicata al trasporto marittimo e uno dei suoi player più importanti è senza dubbio Danfoss, con decine di progetti già operativi e una solida esperienza nel campo.
La sfida della transizione ecologica dei trasporti in mare
Con oltre l’80% delle merci e dei beni prodotti, venduti e consumati nel mondo, il trasporto marittimo è senza dubbio uno dei settori più critici di questo mondo globalizzato. Ma, per funzionare a pieno regime, libera in atmosfera grandi quantità di CO2: quasi un miliardo di tonnellate di CO2 emesse per garantirci ogni giorno materiali, cibo e pressoché qualsiasi altro oggetto messo sul mercato. E se molto si discuterà nei prossimi anni intorno alla necessità di trasformare il trasporto marittimo tramite motori elettrici o con i moderni biofuel, il focus dei ragionamenti non dovrebbe limitarsi solo alla propulsione e agli spostamenti. Si, perché le enormi navi cargo e portacontainer inquinano anche quando sono ormeggiate. Basti pensare che le emissioni in porto valgono circa 20 milioni di tonnellate di CO2 ogni anno. E le stime dell’International Transport Forum vedono questa cifra più che triplicare, con 70 milioni di tonnellate entro metà secolo.
Ma da dove deriva un impatto ambientale così imponente, con barche ferme in porto? Semplice, per produrre energia elettrica e alimentare i servizi e le attività a bordo, le grandi cargo, una volta ormeggiate mettono in funzione i loro generatori ausiliari, che funzionano a bassissime efficienze e in maniera poco sostenibile. Un esempio? Prendiamo un container alimentare, che deve mantenere merce congelata all’interno e arriva a consumare anche 5 kW di potenza. Quella potenza viene fornita prevalentemente dai combustibili fossili altamente inquinanti impiegati per la propulsione navale, i cosiddetti Heavy Fuel Oil (HFO), gli oli combustibili pesanti, oppure dai Marine diesel oil (MDO), che insieme contano oltre il 98% dei combustibili in uso oggi. Insomma, il trasporto marittimo è senz’altro una di quelle aree in cui la decarbonizzazione potrebbe portare benefici enormi in termini ambientali, sanitari ed economici. Una delle soluzioni principali sul tavolo di autorità portuali e Istituzioni è quella di fornire energia elettrica prodotta sulla terraferma alle navi ormeggiate.
Il meccanismo è noto come shore supply, shore side electricity (SSE) o shore-to-ship power, e prevede di spostare la produzione di energia elettrica dalla nave alla terraferma, con fonti a zero emissioni di CO2 come solare fotovoltaico ed eolico. La shore supply è già obbligatoria nella costa ovest degli Stati Uniti e in molti Paesi asiatici emergenti, ma per implementarla ci vogliono solide competenze ed esperienze decennali. E Danfoss, multinazionale danese con più di 37 mila dipendenti attiva nel settore da oltre 20 anni, con la sua divisione interna Drives è oggi forse una delle maggiori provider al mondo di tecnologie nel campo della conversione di potenza.
Le soluzioni Danfoss
Con oltre 90 impianti già realizzati, dal valore di circa 45 MW distribuiti su tre continenti (Europa, Asia e America), Danfoss Drives offre una vasta esperienza e una competenza tecnica d’eccellenza nei sistemi “shore supply”. Danfoss non si limita a seguire il cliente durante tutte le fasi di pianificazione, progettazione e installazione, ma offre anche i servizi di assistenza DrivePro® per un monitoraggio in tempo reale 24/7 dei sistemi installati, per una ottimizzazione continua e una segnalazione tempestiva di eventuali problemi, in qualsiasi parte del mondo si trovi l‘impianto. Il prodotto protagonista della transizione verso una alimentazione energetica su terraferma è l’inverter Danfoss della serie VACON® NXP, in grado di garantire una sincronizzazione completa tra rete su terraferma e quella della nave, senza così interrompere servizi e attività a bordo durante i passaggi di alimentazione tra porto e mare. VACON® NXP è un inverter concepito in maniera modulare, così da consentire di scalare il sistema per ogni necessità. E così basterà connettere in parallelo drives driver addizionali per allargare la capacità installata, con progetti singoli già realizzati che arrivano anche a potenze di 8 MW. I drives Danfoss garantiscono protezione, minimizzazione delle interruzioni di carico e soprattutto assicurano la mitigazione di eventuali distorsioni armoniche causate dalla sovrapposizione di carichi a 50 Hz con correnti di modulo e frequenze diversi. Il componente chiave per quest’ultimo obiettivo è l’inverter, che trasforma i 50 Hz a cui giunge l’elettricità dal porto, nei 60 Hz con cui funzionano i carichi sulle navi.
L’esempio danese di Fayard
La necessità di avere porti meno inquinanti è molto più importante di quel che si pensi. Perché? Grandi navi e portacontainer generano due tipi di inquinamento: da un lato sono responsabili dell’11% delle emissioni totali di ossidi di zolfo in aria e addirittura del 18% di quelle di ossidi di azoto, entrambi tossici per l’uomo. Dall’altro gli enormi generatori ausiliari che entrano in funzione una volta ormeggiate raggiungono livelli di inquinamento acustico molto elevati, con ovvie ripercussioni sul turismo e le comunità locali (si pensi ai molti casi, e ve ne sono anche nel nostro Paese, in cui le zone commerciali del porto coesistono con quelle turistiche a pochi metri). Ma la sfida della shore supply è complessa e necessita di tecnologie in grado di soddisfare i grandi picchi di potenza richiesti dalle navi e, al contempo, di garantire il carico di base per le attività di bordo. È ciò che succede a Fayard A/S, un moderno cantiere navale al centro del fiordo di Odense, Danimarca, dove i quattro moli da 415 metri dedicati a riparazioni, ormeggio e rimessaggio, una volta alimentati da grandi generatori diesel, sono stati riconvertiti con un sistema di shore supply spinto dai nuovi convertitori Danfoss VACON® NXP Air Cooled.
Per dare un’idea del miglioramento in termini di efficienza energetica e costi economici ed ambientali connessi, prima degli interventi di riconversione il porto consumava 1 MWh al giorno in stand-by. In altre parole, 1000 kWh ogni 24 ore andavano sprecati in perdite meccaniche ed elettriche. Con i generatori diesel a pieno regime i consumi si attestavano sugli 800 litri di nafta e olio combustibile al giorno. Nel 2010 i cantieri navali di Fayard installano due VACON® NXP, moduli portatili per alimentazione energetica in terraferma con potenze massime di 500 Ampere a 440 Volt, e 300 Ampere a 690 Volt, progettati in container da poco più di 6 metri di lunghezza e quindi spostabili secondo necessità sui ponti di navi di qualsiasi tipo, o sulle banchine. I benefici energetici della nuova configurazione si sono subito fatti sentire, con le perdite ridotte a soli 50 kWh al giorno ed efficienze globali oltre il 90% ai carichi medi. I cantieri hanno poi montato un sistema aggiuntivo tre anni più tardi, portando la capacità installata totale a 1500 Ampere a 440 Volt. Un beneficio ulteriore per i cantieri navali di Fayard A/S “riconvertiti”, con il miglioramento della qualità dell’aria e la diminuzione del rumore nel porto, oltre alla riduzione dei costi e all’efficientamento energetico dei sistemi.
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