Una soluzione innovativa basata sull’idrogeno potrebbe tingere di verde il trasporto marittimo
Le carenze di approvvigionamenti durante la pandemia di COVID hanno puntualmente messo in luce il ruolo cruciale svolto dal settore del trasporto negli scambi commerciali su scala mondiale. L’espansione della popolazione e la crescente domanda di energia e beni di consumo sono destinate a intensificare la pressione sul settore, in particolare quello marittimo. «Le navi trasportano quasi il 90 % del volume commerciale mondiale e circa il 70 % del valore commerciale», osserva il coordinatore del progetto HyMethShip, Igor Sauperl del centro LEC, con sede in Austria. «Il trasporto per vie navigabili rimane fondamentale per l’economia mondiale.» Al tempo stesso, il mondo si sta rendendo conto dell’esigenza urgente di un’azione per il clima. Per quanto riguarda il settore del trasporto marittimo ciò implica una forte riduzione delle emissioni di gas a effetto serra e dell’inquinamento idrico. Ad esempio, nel 2018 l’Organizzazione marittima internazionale ha adottato una decisione volta alla diminuzione delle emissioni di gas a effetto serra del trasporto marittimo del 50 % entro il 2050. «Occorre una combinazione di soluzioni innovative, quali carburanti di nuova generazione, nuovi concetti di propulsione e regolamenti ambiziosi per attuare il cambiamento di cui abbiamo bisogno», spiega Sauperl. «Al momento, si sta lavorando a diverse soluzioni possibili, tra cui il sistema HyMethShip.»
Trasporto marittimo alimentato a idrogeno
L’ambizioso progetto HyMethShip, avviato a luglio 2018, intendeva conseguire la riduzione netta delle emissioni e il miglioramento dell’efficienza delle navi, tramite lo sviluppo della combustione a idrogeno priva di emissioni di CO2 in un motore a combustione interna. La soluzione proposta trasforma il metanolo in idrogeno, che in seguito viene bruciato all’interno di un motore potenziato per bruciare diversi tipi di combustibile e ottimizzato appositamente per l’impiego dell’idrogeno. Questo obiettivo complesso e impegnativo ha riunito il settore e gli istituti di ricerca di tutta Europa. «I partner del progetto coprivano l’intera catena del valore, da aziende produttrici di motori e aziende fornitrici di componenti fino a progettisti di navi, cantieri navali e società di classificazione», aggiunge Sauperl. Il sistema di combustione alimentato a idrogeno è stato realizzato utilizzando la simulazione tridimensionale e indagini sperimentali su un motore di ricerca monocilindrico. In seguito, la tecnologia è stata provata a terra impiegando un motore normale, facilmente ingrandibile, per applicazioni marittime, ossia un motore di grandi dimensioni da 2 MW. Al contempo è stato sviluppato un reattore a membrana per la trasformazione del vapore del metanolo e la separazione dell’idrogeno. Il motore e il reattore sono stati quindi integrati con la tecnologia di recupero del calore e di cattura del carbonio, concepita per raggiungere efficienze energetiche e riduzioni delle emissioni notevoli. Problemi quali l’installazione a bordo, l’integrazione e il funzionamento sono stati valutati, unitamente alla sostenibilità ambientale.
Fornire una marcia in più al trasporto marittimo europeo
Prove accurate a terra sono riuscite a dimostrare l’enorme potenziale del sistema HyMethShip. Inoltre, nel corso della fase di prova sono state individuati alcuni ambiti da migliorare ulteriormente. «Il funzionamento del motore con l’alimentazione a idrogeno puro è stato ottenuto rispettando i limiti di emissione dell’Organizzazione marittima internazionale», afferma Sauperl. «Abbiamo inoltre dimostrato che le membrane a base di carbonio potevano produrre un flusso di idrogeno di elevata purezza.» Il gruppo del progetto è pertanto fiducioso che il concetto di HyMethShip proseguirà a vele spiegate per aiutare il settore, in particolare il trasporto marittimo a media e lunga distanza, a centrare l’obiettivo di realizzare drastiche riduzioni di emissioni di CO2 in modo economicamente efficiente. «L’introduzione di combustibili ecologici a base di idrogeno per la propulsione marina offrirà nuove opportunità in un mercato attualmente dominato dai combustibili fossili», aggiunge Sauperl. Tra i prossimi passi si annoverano lo sviluppo di un’applicazione navale su larga scala che sarà collaudata e sperimentata a bordo di una nave. «L’integrazione immediata in una nave nel corso del progetto sarebbe stata troppo costosa», sottolinea Sauperl. «Al momento, è in corso la definizione di potenziali scenari con diversi consorzi, con l’obiettivo concreto di effettuare il viaggio inaugurale previsto per il 2025/2026.» Tramite l’introduzione di un approccio nuovo di zecca alla propulsione delle navi, basata interamente sull’energia rinnovabile, il sistema HyMethShip rappresenta senza dubbio un importante traguardo nell’ambito della tecnologia del trasporto marittimo. «Soluzioni sostenibili di questo tipo contribuiranno a migliorare il potenziale di innovazione dell’Europa, rafforzando ancora di più la competitività del trasporto marittimo», afferma Sauperl.
Parole chiave
HyMethShip, nave, trasporto, emissioni, idrogeno, metanolo, energia, rinnovabile
