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6 gennaio 2024

Cosa significa connessione a terra? Alexandros Lampoglou e Ilias Bougas di Ship Nerd News ci spiegano il concetto di Alimentazione a Terra che riduce le emissioni ed elimina i livelli di rumore in porto.

L’Alimentazione a Terra (OPS), comunemente chiamata anche Alimentazione in Porto, Elettricità a Riva (SSE), Alimentazione Marittima Alternativa (AMP), Collegamento a Terra ad Alta Tensione (HSCV) o “Cold Ironing”, rappresenta un’opzione di alimentazione alternativa per le navi ormeggiate che, consentendo l’arresto dei generatori a bordo, riduce le emissioni. L’obiettivo principale per l’OPS è quello di concentrarsi sul miglioramento della qualità dell’aria locale del porto attraverso la riduzione di inquinanti provenienti dalle navi come ossidi di azoto (NOx), ossidi di zolfo (SOx), particolato (PM) o altre sostanze associate ai processi di combustione a bordo. La riduzione di CO2 emessa dalle navi in banchina sarebbe anche un risultato rilevante, specialmente se la miscela di elettricità fornita proviene principalmente da fonti di produzione elettrica blu/verde (biomassa, idroelettrico o rinnovabili).

Come parte dell’iniziativa Fit for 55 dell’UE, che mira a ridurre l’inquinamento e raggiungere le emissioni di carbonio nette zero, ogni grande porto dell’Unione Europea è obbligato a implementare infrastrutture di alimentazione a terra entro il 2030. Questa infrastruttura consentirà alle navi di connettersi e ridurre al minimo le emissioni durante la sosta in porto. In conformità con questa direttiva, le compagnie da crociera associate a CLIA (Cruise Lines International Association) sono impegnate nell’utilizzo dell’elettricità a terra quando disponibile. Sono in corso sforzi collaborativi con i porti per facilitare l’attuazione di questo progetto. Pertanto, c’è una spinta proattiva per prioritizzare gli investimenti nelle strutture di alimentazione a terra nei porti in cui possono attaccare le navi da crociera. Per sostenere la transizione, queste stanno investendo attivamente nella riconversione delle navi e nell’equipaggiarle con la capacità di connettersi all’elettricità a terra. Si prevede che oltre 210 navi nella flotta CLIA avranno la capacità di alimentazione a terra entro il 2028. Inoltre, gli sforzi di riconversione in corso estenderanno questa capacità a navi aggiuntive, coprendo il 72% della flotta e rappresentando il 74% della capacità passeggeri globale. Questo impegno collettivo dell’industria sottolinea uno sforzo concertato verso pratiche sostenibili e riduzione delle emissioni nel settore delle crociere.

Opzioni di elettricità a riva (SSE)

Alimentazione a terra

L’adozione della tecnologia di Alimentazione a Terra (OPS) gioca un ruolo fondamentale nella mitigazione delle emissioni delle navi in banchina. Questo progresso si allinea alla crescente disponibilità di OPS, nell’ambito delle iniziative di sostenibilità dei porti. L’offerta di elettricità ad alta tensione è un catalizzatore chiave per OPS di navi con elevata potenza. L’implementazione di progetti OPS richiede la collaborazione di vari attori, sottolineando la natura delicata di questa soluzione sostenibile.

Poiché l’automazione dell’architettura del sistema OPS è in aumento, contribuisce a operazioni più efficienti e snellite. Come risultato di questi progressi, sempre più porti offrono servizi OPS, offrendo alle navi i mezzi per ridurre le emissioni durante l’ormeggio. Questo cambiamento ha benefici di ampia portata, con impatti positivi sulla qualità dell’aria locale, sulla riduzione delle emissioni di gas serra e sulla mitigazione dell’inquinamento acustico. Riconoscendo i diversi profili operativi delle navi in banchina, c’è un crescente focus sull’importanza dell’alimentazione ad alta tensione (>1 kV AC) per connessioni più efficienti.

Inoltre, affrontare aspetti come il matching della frequenza AC (50/60 Hz) diventa cruciale, specialmente per le navi transoceaniche. Il raggiungimento della standardizzazione, esemplificata dalla completa serie IEC/IEEE 8005, aggiunge un livello di coerenza all’implementazione di OPS. Concludendo, l’Organizzazione Marittima Internazionale (IMO) ha finalizzato le Linee Guida Interne per l’Operazione Sicura di OPS, segnando un passo significativo per garantire la sicurezza ed efficacia della tecnologia OPS nell’industria marittima.

Carica delle batterie a terra

L’aumento delle navi elettriche e ibride ha spinto gli sviluppi nella ricarica delle batterie a terra, evolvendosi parallelamente all’aumento di queste navi. Un aspetto vitale di questo progresso è l’adozione della ricarica da infrastrutture a terra, facilitata attraverso trasformatori a terra. La crescente flotta di navi elettriche e ibride ha portato alla creazione di opzioni automate di ricarica delle batterie a terra, spesso intricate con sistemi dedicati di ormeggio. Un notevole vantaggio di questo sviluppo è la conservazione di uno spazio significativo a bordo della nave ricevente, ottenuto incorporando trasformatori a terra. Le specifiche per la ricarica delle batterie a terra di solito includono caricabatterie multi-megawatt-ora (MWh), sottolineando la necessità di capacità di ricarica rapida durante brevi periodi di ormeggio.

Questa evoluzione nel cambio trasformativo dell’industria marittima sottolinea l’impegno nel cercare soluzioni energetiche più pulite ed efficienti che possano contribuire alla riduzione delle emissioni di gas serra nel prossimo futuro.

Scambio di batterie

Lo scambio di batterie può essere considerato una soluzione promettente per le navi elettriche e ibride, offrendo il potenziale per ridurre significativamente i tempi di sosta eliminando la necessità di “attendere la ricarica”. Il successo di questo approccio dipende da due fattori cruciali: modularità e standardizzazione. Abbracciando questi principi, lo scambio di batterie non solo migliora la flessibilità, ma riduce anche i tempi di ricarica durante le soste, portando a guadagni operativi, specialmente nel commercio via acqua con rotte fisse. L’alta domanda dell’industria per soluzioni standardizzate riflette uno sforzo collettivo per mitigare i rischi associati a molteplici approcci proprietari.

Per sostenere l’ampia adozione dello scambio di batterie, è imperativo progettare un’infrastruttura interfaccia nave-terra che garantisca una gestione rapida e sicura delle unità di moduli di batterie, contribuendo ulteriormente all’efficienza e alla affidabilità di questa tecnologia innovativa.

Situazione attuale

Poiché la sostenibilità nell’industria delle crociere è stata una priorità negli ultimi anni, le compagnie da crociera sono state proattive nell’adozione di nuovi standard. Negli ultimi anni, i leader delle crociere si sono concentrati sempre di più sulla riduzione e sulla transizione del consumo delle loro flotte per raggiungere i livelli più bassi possibili. Di conseguenza, le compagnie da crociera stanno cercando un modo più ecologico per operare utilizzando fonti di energia alternative come LSFO, LNG, MGO o alimentazione a terra in porto.

Dal lato del porto, poiché c’è anche una maggiore consapevolezza delle azioni per migliorare la sostenibilità, una delle iniziative è fornire connessioni elettriche a terra. Anche se non è un concetto nuovo nel settore delle merci e dei traghetti, richiede un investimento per i porti delle crociere poiché l’attrezzatura e l’installazione coinvolte sono più complesse rispetto ai porti delle merci.

In generale, FuelEU Maritime stabilisce I requisiti di intensità di emissioni di gas a effetto serra (GHG) per l’energia utilizzata a bordo delle navi che opereranno nell’UE dal 2025. Inoltre, impone l’uso dell’alimentazione a terra per navi portacontainer e da crociera in determinati porti dell’UE a partire dal 2030.

Dal 2030, le navi passeggeri sono tenute a connettersi all’elettricità a terraquando sono in banchina per più di due ore in un porto della Rete di Trasporto Transeuropea (TEN-T). Dal 2035, il requisito si applicherà a tutti i porti in cui è disponibile l’alimentazione a terra. Attualmente, il Nord America guida l’industria per l’approvvigionamento di elettricità a terra per le navi da crociera. Uno dei fattori è che i porti sono più grandi e ospitano regolarmente navi da crociera più grandi. Queste navi più grandi sono più recenti e quindi attrezzate per il “Cold Ironing”, quindi la domanda in questa area è maggiore rispetto all’Europa dove queste navi non navigano frequentemente.

Una sintesi dei porti identificati attrezzati con alimentazione a terra per le navi da crociera è presentata nelle seguenti tabelle:

Il parere di Ship Nerd

Mentre si parla dello stato attuale e dell’infrastruttura disponibile sulla connessione a terra, non ci sono informazioni sul numero di porti attivi-finanziati-in pianificazione che effettivamente utilizzano l’ormeggio a freddo con energia verde. L’energia verde è prodotta da fonti rinnovabili come vento, energia solare e idroelettrica ed ha un impatto ambientale molto inferiore rispetto ai combustibili fossili come il carbone e il gas. Alla luce di quanto sopra e considerando che non dovrebbero esserci molti porti verdi, è difficile quantificare il vero beneficio. Nel breve termine, non è così importante sapere da dove proviene l’energia. L’industria dovrebbe investire nell’idea di avere infrastrutturale pronte a breve termine, consentendo quindi al porto e alle navi di fare la transizione quando sarà disponibile l’energia verde. Tutto richiederebbe significativamente più tempo nel caso in cui nessun porto o nave si preparasse all’ormeggio a terra fino a quando non fosse disponibile l’energia verde.

Sviluppi Futuri

Oltre all’Alimentazione a Terra (OPS), le Linee Guida EMSA sull’Elettricità a Riva (SSE) comprendono anche la Ricarica delle Batterie a Terra (SBC) e le Banche di Alimentazione a Terra (SPB) come menzionato in precedenza. Queste alternative hanno un considerevole potenziale di crescita in futuro, con alcune applicazioni di servizio già in fase di sviluppo. Anche se l’esperienza e la conoscenza attuali di queste alternative SSE sono limitate, è necessario sottolineare fin dalle prime fasi i rischi associati. Una considerazione più approfondita dovrebbe essere focalizzata sulla ricarica delle batterie e sui sistemi di batterie con elettrolita liquido, specialmente sull’uso della tecnologia al litio.

Conclusione

In sintesi, l’implementazione dell’Alimentazione a Terra (OPS) può essere considerata come una misura considerevole per la riduzione delle emissioni locali e la minimizzazione del livello di rumore nei porti, migliorando così l’impatto ambientale delle navi da crociera durante la sosta in porto. Per facilitare l’adozione dell’OPS, è importante essere riconosciuti come un caso aziendale prioritario dai diversi paesi dove i fondi pubblici sarebbero essenziali, specialmente nei terminal delle crociere. Dovrebbe far parte degli investimenti infrastrutturali nelle loro più ampie strategie di decarbonizzazione.

Un fattore cruciale nella transizione lontano dai combustibili fossili durante le soste sarebbe la competitività dei prezzi dell’elettricità. Gli incentivi finanziari, come tariffe di ricarica economiche, eliminazione o riduzione delle tasse sull’elettricità e l’evitare regimi di recupero dei costi front-end onerosi per l’infrastruttura, potrebbero svolgere un ruolo cruciale in questa transizione. Standard concordati a livello internazionale dovrebbero trovare posto dove i requisiti tecnici siano ragionevoli abbastanza per consentire ai porti di conformarsi e garantire connessioni compatibili e sicure tra porti e navi in tutto il mondo.

Infine, ulteriori studi devono essere affrontati per verificare se i porti obbligati a disporre di capacità di ormeggio a freddo saranno in grado di possedere il requisito di surplus energetico necessario per supportare i considerevoli requisiti energetici di qualsiasi tipo di nave.

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