Basta olio combustibile pesante nel trasporto marittimo e stop all’immensa quantità di emissioni velenose. Ma si possono convertire in elettrico le navi? Si, fino a servire il 40% delle rotte attuali. E’ la risposta dei ricercatori californiani dell’Università di Berkeley e del Lawrence Berkeley National Laboratory.
La notizia è sorprendente visto che anche gli elettro-entusiasti per le navi indicano la via dell’idrogeno. Al contrario per gli scienziati statunitensi quasi la metà della flotta mondiale di portacontainer potrebbe essere elettrificata a costi contenuti. E ricorrendo alla tecnologia attuale. Il punto di svolta? L’evoluzione e la riduzione del prezzo delle batterie.
Elettrificare entro 10 anni, studio pubblicato su Nature
“Nello studio descriviamo un percorso per l’elettrificazione delle navi portacontainer, entro questo decennio, fino a superare il 40% del traffico marittimo globale e ridurre le emissioni di CO 2 del 14% per le navi con sede negli Stati Uniti“. Parole degli autori dello studio: Jessica Kersey, Natalie D. Popovich e Amol A. Phadke.
La ricerca, pubblicato sulla rivista Nature, ha preso in considerazione le diverse dimensioni delle navi portacontainer nel contesto di 13 principali rotte commerciali mondiali.
“Studi passati si sono basati su ipotesi obsolete sul costo della batteria, sui valori di densità di energia e sullo spazio disponibile a bordo“, scrivono i ricercatori. “Noi dimostriamo che a 100 dollari per kWh l’elettrificazione delle rotte commerciali intraregionali inferiori a 1.500 km è economica, con un impatto minimo sulla capacità di carico della nave“.
Navi tradizionali creano troppi danni sanitari e ambientali
Secondo lo studio, ripreso anche dalla testata Chargedevs, i danni ambientali e sanitari causati dalle portacontainer ammontano ad almeno tre volte i costi di gestione. “L’inclusione dei costi ambientali aumenta la portata economica. L’impronta ambientale e sanitaria di una nave elettrificata è minore di circa 1/12 di quella di una nave ICE“.
I futuri progressi previsti nella tecnologia delle batterie aumenteranno notevolmente il numero di rotte che possono essere servite economicamente da navi elettriche a batteria. “Se le batterie raggiungono un prezzo di 50 dollari kWh, la convenienza economica quasi raddoppia“, scrivono i ricercatori.
In pochi anni, poiché i costi delle grandi navi portacontainer ICE continuano ad aumentare e le alternative elettrificate diventano sempre più convenienti, l’alimentazione con combustibili fossili potrebbe diventare molto più costosa.
Una batteria per ogni nave
Le navi impiegate in percorsi brevi richiedono meno energia, ma devono essere ricaricate rapidamente, quindi una chimica LFP, che offre velocità di ricarica elevate e lunga durata, potrebbe essere la scelta migliore. Le navi a lungo raggio in genere trascorrono molto tempo in ogni porto e potrebbero beneficiare della maggiore densità di energia delle batterie NMC.
Una nave portacontainer che serve una rotta di 5.000 km richiederebbe circa 6,5 GWh di capacità della batteria. Per una nave con un’autonomia di 20.000 km, le batterie e il motore richiederebbero il 32% della capacità di carico della nave.
“Il vincolo tecnico chiave è il volume del sistema di propulsione elettrico rispetto al volume occupato dai motori esistenti di una nave, dallo stoccaggio del carburante e dallo spazio meccanico“, scrivono i ricercatori. Hanno scoperto che “all’aumentare della capacità di carico, la percentuale del volume totale della capacità di carico occupata dalle batterie diminuisce, perché le navi più grandi in genere hanno requisiti energetici inferiori per unità di capacità di carico“.
Secondo i ricercatori una nave portacontainer Neo-Panamax che serve una rotta inferiore a 3.000 km richiederebbe meno spazio per batterie e motori elettrici rispetto al volume attualmente occupato dai motori a combustione e dai serbatoi di carburante.
Anche l’infrastruttura necessaria per caricare batterie così gigantesche sarà conveniente, sostengono i ricercatori, a causa della configurazione dei porti. La maggior parte degli ormeggi è occupata per più del 50% del tempo e, con un utilizzo del tempo di stazionamento il modello dello studio indica un costo livellato di circa 0,03 dollari per kWh con una stazione di ricarica da 300 MW.
Se le analisi dei ricercatori sono esatte l’impatto è considerevole visto il ruolo del trasporto marittimo nel commercio mondiale. Leggiamo nell’abstract pubblicato su Nature: “Con un trasporto di 11 miliardi di tonnellate all’anno, l’industria del trasporto marittimo gestisce quasi il 90% del commercio mondiale”
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Piu’ che conversione di vecchie navi, sono in sviluppo imbarcazioni che portano qualche decina di container, molto efficienti, dal costo molto contenuto. Assemblare batterie e’ costoso, e la ricarica di 10 MWh richiede il nucleare.
Non mi pare proprio che gli scienziati abbiano scritto questo
Non sono tecnici, la teoria e’ diversa dalla pratica logica di vita. Chi troppo studia matto diventa… 😉
Signor Esposito, il litio è disciolto in mare, vero, però è altamente inefficiente la sua estrazione. Motivo per cui si guarda alle brine geotermiche.
Ora, se fosse semplicistico come da sua saccente risposta, invece che trivellare pozzi da qualche km di profondità, basterebbe fare e appare un po’ di acqua di mare.
Primo: mi chiamo Degli Esposti (basta saper leggere). Secondo: rispondendo al lettore che temeva l’inuinamento dovuto al litio disperso in mare ho risposto soltanto che che il litio è già disciolto in mare. E’ vero che l’estrazione dal mare è più costosa, ma è una tecnologia in rapida evoluzione e già sperimentata. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/EE/D1EE00354B#!divAbstractSe scrivere la verità è essere saccenti, come definirebbe la sua sgradevolezza?
Che ci lavorino è una cosa fantastica, ma è una ricerca che porta tutti risultati al condizionale….
Un costo di 3 cent al kwh come costo dell’infrastruttura, a cui poi va aggiunto il costo dell’energia, magari ha un minimo di senso con i prezzi energetici degli stati uniti, con quelli europei che anche abitualmente son più alti anche senza il bordello che sta avvenendo, ci vorrà altro che abbattere il costo della batteria, che comunque una volta montata è ammortizzata è un costo che sparisce dal bilancio, come lo è quello della costruzione della nave tutta che sia termica o elettrificata.
La batteria può essere anche gratis, non è quello il problema degli armatori, un viaggio o due in più e la han pagata, a loro interessa 1 il peso, 2 il costo di esercizio euro al miglio
Il peso, dicono, che su navi costruite appositamente o pesantemente riconvertire, il volume della batteria è sensibilmente inferiore a quello di serbatoio e motori termici… Ma il motore elettrico? Ok saranno più piccoli, ma non credo siano di 3 metri cubi e quindi volume trascurabile. Non si considera una cosa, una nave se ha per qualche motivo ritardi nellarrivo dei carichi etc può comunque fare due calcoli e stipare meno combustibile, che è un gran bel peso in meno e in aggiunta al carico inferiore permette di arrivare a destinazione comunque con un bilancio positivo (man mano che si svuota il serbatoio già non pieno si alleggerisce anche guadagnando efficienza) quindi può tenere un costo euro miglio positivo, al contrario la batteria piena o vuota pesa uguale, se la riempi a metà non avrai nessun vantaggio nel peso trasportato, forzando quindi ad attendere nei porti eventuali carichi in forte ritardo o comunque dover aspettare di arrivare a pieno carico pena partire in perdita e non lo faranno mai, inoltre va considerato anche che il pagamento dellarmatore è anche in funzione del valore trasportato, se porta migliaia di container di grano avrà una retribuzione e quindi un certo margine, se quei container son pieni di processori, auto di lusso, freni della Brembo, ogni container ha un valore di svariati milioni rispetto a poche centinaia di migliaia rispetto al grano o qualsiasi altro materiale poco costoso e leggero
Quando ci sono in gioco pesi così enormi per il carburante, non basta recuperare il volume delle batterie per caricare gli stessi container, un giorno potresti avere pagamenti così alti che quello spazio ti sarebbe tornato utile, l’unica sarebbe avere batterie modulari da impilare come container e collegate “al volo” in base alla quantità di energia/peso necessaria e quindi più facilmente aggiornabili a nuove tecnologie, ovviamente una base già integrata nella nave per l’operatività base, i costi di energia sono troppo variabili nel medio lungo periodo perché chiunque oggi provi a far di questo un business, le navi non stanno in giro 5 anni e poi le rottamano al concessionario… Ogni dieci giorni salta fuori qualche startup con tecnologie nuove che saranno pronte quando avranno ultimato i primi adattamenti alle lfp.
Tutto bellissimo e notevole che ci lavorino, ma appunto come detto all’inizio, troppi potrebbe, si riuscirebbe, avrebbe, se si riuscisse per poter essere prese in considerazione oggi dalle grandi flotte.
Non entro in merito alle distanze perché onestamente ero rimasto stupito dalle 1500 km scritti all’inizio, per intendere poi che la maggior parte arrivano a 6k miglia, pensavo ne facessero molte molte di più per i grandi trasporti internazionali, mi informerò perché mi ha incuriosito sta cosa
-le navi non stanno in giro 5 anni e poi le rottamano al concessionario… –
Prendo spunto dalla frase per la domanda che mi è venuto in mente leggendo questa interessantissima notizia. ( E sinceramente lo dico senza alcun intento ironico, la trovo veramente interessantissima)
Ma le batterie di questi ipotetiche navi elettriche anche loro sono garantite al 70%, dopo otto anni o 160.000 km?🤭
Fuori dallo scherzo, comunque allo stato attuale della tecnologia anche per questi accumulatori navali è plausibile prevedere che nel tempo vi sia una diminuzione di capacità. Ora, finché si tratta di fare Savona Porto Torres o Salerno Messina va da sé che il discorso rappresenta una problematicità relativamente bassa. Se i numeri sono quelli esposti nell’articolo, è abbastanza pacifico pensare che per quel tipo di situazioni ( che poche non sono ) gia da domani mattina si potrebbe tranquillamente cominciare a navigare in elettrico. Ma in mare aperto? Se ho un sensibile calo inaspettato nella resa delle batterie risulta un po’ difficile chiamare il carro attrezzi . 😱 Generatori di emergenza? Rotazione frenetica di pachibaterie tra la sala macchine e la manutenzione per essere sicuri di poter stivare fino all’ultimo kilowatt? Davvero mi incuriosisce questo aspetto. E poi intendiamoci: non è che fare il pieno di nafta bituminosa a quelle navi sia gratis. E la manutenzione comunque gliela si deve fare. Quindi non mi stupirei nemmeno se qualcuno mi facesse vedere conti alla mano che tenere sempre in perfetta efficienza il gruppo accumulatori possa costare addirittura a meno. Semplicemente mi ponevo la domanda.
Le batterie delle auto a fine vita sono state recuperate e riutilizzare per le barche https://www.vaielettrico.it/con-black-swan-le-batterie-delle-auto/. “Un calo inaspettato in mare aperto delle batterie”, ma per quale motivo?
Metti la sfiga… 🙄🙄🙄🤘🤘🤘
(Non sono mai stato molto nautico, mi perdoni, ma non è il mio argomento migliore… io davvero chiedo per ignoranza… 😭😭😭)
Non si preoccupi, la sfiga non guarda se termico o elettrico https://www.giornaledipuglia.com/2020/08/ambiente-guasto-al-motore-nave.html
Ma soprattutto: è già prevista l’app “navale” di power cruise control e power check control? Ing. Spacone cosa ci dice? 😂 ce l’avrà la presa obd la portacontainer? 😂🌹🌹🌹🌹
Invado il campo di Gian Basilio per due risposte “tecniche”. Primo: nell’articolo si parla di batterie litio-ferro-fosfato che sopportano fino a 4.000 cicli di ricarica, quindi una quindicina di anni sono assicurati. Power Cruise Control in applicazione nautica c’è eccome. Ne abbiamo parlato qui:Lago Trasimeno elettrico con SeaX e piano da 30 milioni
E allora pari avanti tutta! 🛳⚓⚡
Lfp supportano quei cicli, ma nelle auto con le potenze delle auto, come tu mi insegni il degrado aumenta con le potenze utilizzate, e penso per questo tipo di carichi si parli nell’ordine di GW più che di qualche cento kw.
Un calo improvviso è abbastanza improbabile, quella sarebbe una rottura che va sistemata, ma se dopo che ne so, dieci anni han una perdita anche solo del 20%, il problema larmatore lo ha, soprattutto perché lui paga per intero l’energia immessa e comunque quel 20% lo paga sia in carica, che in scarica potendo coprire virtualmente rotte inferiori a prima, voler a tutti costi usare le tech attuali per carità va benissimo, bisogna pur partire da qualche parte, ma non oltre i progetti pilota in attesa di uno sviluppo della tecnologia, per ora possiamo accontentarci delle navi da crociera, magari qualche peschereccio di medie dimensioni, le varie navi rimorchio nei porti etc, già si può fare qualcosa, l’importante è che poi non scopriamo che in caso di incidente il litio si scioglie nel mare e fa più danni del petrolio
Ah ecco, allora un pochino ci avevo visto giusto… mannaggia…
Il litio è già sciolto nel mare. Infatti uno dei metodi per estrarlo è per evaporazione di acqua marina. Troppe elucubrazioni, caro Xardus. Nelle auto le batterie LFP già ci sono (Tesla M3 cinesi) e promettono il famoso milione di miglia di durata.
Sono molto colpito dalla frase
“Secondo i ricercatori una nave portacontainer Neo-Panamax che serve una rotta inferiore a 3.000 km richiederebbe meno spazio per batterie e motori elettrici rispetto al volume attualmente occupato dai motori a combustione e dai serbatoi di carburante.”
Ora si tratta solo di riuscire a coniugare i costi e, almeno per l’Italia, il problema rimarrà sempre la mancanza di infrastruttura nei porti dovuta ai cronici (endemici?) ritardi nell’attuazione di qualsiasi bel “piano” di transizione.
Grazie per questi articoli a 360° che ci ricordano che la mobilità non è solo trasporto su ruota di persone, ma anche di merci su acqua.
Grazie Guido per il contributo, sulle infrastrutture ci sono 700 milioni dal Pnrr https://www.vaielettrico.it/stop-ai-fumi-delle-navi-in-porto-con-i-700-milioni-del-pnrr/ ma ci sono ritardi e dove hanno elettrificato le banchine prima dello stanziamento di questi fondi non si riesce a partire per la concorrenza del carburante molto inquinate e a minor costo. Ci vuole una spinta.
Ma queste banchine non erano pensate per le tratte brevi e leggere come i traghetti per le isole e navi da crociera?soprattutto non si sa che potenze di ricarica han considerato per queste navi per tenere i tempi necessari dovuti al carico scarico merci, ho idea siano ben più alte di quelle a cui si pensa in Italia oggi
La spinta la si avrà quando il pun scenderà dai prezzi di picco di 600€ a mwh e tornerà a un prezzo medio di 80/100 come il pre covid e in modo stabile con una politica vera di transizione, oggi vediamo un sacco di annunci roboanti di installazione di 10gwh di qua, 20 di là, quando in Italia in un anno ne consumiamo più di 300000, finché non ci si ferma a pensare a quanto incidano sembra tutto bello ma… A sto ritmo il 50% di quei 300 e rotti twh che è già ottimistico, ci vorranno quanti anni anche a installare esagero 200gwh all’anno? Quando il mercato percepirà questa prospettiva come fattibile nel medio periodo ci si butteranno tutti come pesci
Grazie Xardus del contributo, un ‘articolo è una sintesi e non può essere altrimenti dello studio che poi recuperare in rete dove si leggono le diverse simulazioni… Passare all’elettrico richiede investimenti. Chiaro. Ma sono necessari per affrontare una situazione ambientale che non può essere rimandata alle calende greche come ci dicono i tanti segnali che arrivano dai primi cambiamenti climatici.
Se vivessimo in una utopia dove si fanno le cose che servono senza badare ai costi, non saremmo mai arrivati a questo punto.
Son d’accordo con te che avremmo dovuto iniziare la transizione pesante già un ventennio fa, ma ahimè il mondo continua a funzionare su interessi personali che raramente collimano con le reali necessità, salvo qualcuno che trova il modo di far business ad alto margine usando la scusa eco (dico scusa perché fin ora son sempre scuse e mezzi trucchetti legali e semantici per dichiararsi green), per rendere tutto questo fattibile bisogna convincere quelle persone, che non sono così tante sulla massa, ma sono anche quelle che difficilmente Dan via soldi senza un ritorno, si comprano una elettrica mettono un po di pannelli nelle varie villette di proprietà e si auto ingannano di star facendo qualcosa, almeno quelli a cui un minimo frega qualcosa dell’ambiente, ricordo che la su al nord bruciano milioni di mq di gas a spregio..pur di non venderlo a mezzo miliardo di persone che stan alla canna del gas (doppio senso azzeccatissimo lol), se si facesse veramente quello che serve, queste situazioni non esisterebbero.. Visti da fuori come un unica entità, l’umanità è quel malato a cui sta andando in cancrena un piede e non fa niente per curarsi perché tanto ne ha un’altro 😅 siamo ahimè fatti così, la nostra struttura cerebrale non è in grado di estendere empatia oltre se stessi e qualche persona molto vicina, nessuno è in lutto disperato perché stan morendo migliaia di soldati ucraini e russi per decisione di pochi che nemmeno han mai conosciuto, siamo tristi arrabbiati indignati, ma non ha nulla a che vedere con le emozioni di quando ci muore una persona amata, chiunque dica il contrario mente a se stesso, ci manca un bel salto evolutivo per pensare come specie e non come individuo
Non riesco a capire quasi niente di quello che dice, ma se ho capito bene lei pensa che servano 150TWh, sei mesi di riserva di energia elettrica? Come arriva a tale cifra? Mi sembra un’affermazione del tutto esagerata. Lei si aspetta che possano passare sei mesi senza sole e vento? Se succedesse, l’energia elettrica sarebbe l’ultimo dei problemi.
Io credo che ne servirà moto meno, dell’ordine di giorni, non di settimane o mesi.
e 3-5TWh di batterie sono tante, ma fanno un po’ meno impressione di 150TWh.
Visto che eolico e solare costeranno molto meno dei sistemi di accumulo per ancora parecchio tempo, converrà sovradimensionare la capacità di produzione, in modo che nel giorno con le condizioni peggiori si possa generare comunque abbastanza energia per tutta la giornata. Questo vorrà dire che in molti giornio dell’anno, ci sarà un eccesso di produizione di energia. Se non si riuscisse a usare, pazienza, però è probabile che si possa utilizzare per applicazioni “opportunistiche”, come la produzione di idrogeno verde o carburanti sintetici per l’industria o l’aeronautica.
Infatti è proprio così: Terna guarda al 2050: ecco i conti dell’Italia green (e in auto elettrica) Sarà la produzione opportunistica di idrogeno verde lo stoccaggio a lungo termine dell’energia rinnnovabile.