lunedì, 15 Agosto 2022

Troppo freddo? La corsa per lo sviluppo del trasporto marittimo dell’idrogeno

L’idrogeno è pubblicizzato come un inevitabile carburante verde del futuro. Ditelo alle persone che dovranno spedirlo in tutto il mondo a temperature iper-fredde vicine a quelle nello spazio.

Eppure questo è esattamente ciò che i designer stanno cercando di fare.

Nella più grande sfida tecnologica per la navigazione mercantile degli ultimi decenni, le aziende stanno iniziando a sviluppare una nuova generazione di navi in ​​grado di fornire idrogeno all’industria pesante, gli stabilimenti di scommesse in tutto il mondo si convertiranno al carburante e spingeranno la transizione verso un’economia a basse emissioni di carbonio.

Ci sono almeno tre progetti che sviluppano navi pilota che saranno pronti a testare il trasporto del carburante in Europa e in Asia entro i prossimi tre anni, hanno detto le società coinvolte.

La sfida principale è mantenere l’idrogeno raffreddato a meno 253 gradi Celsius – solo 20 gradi sopra lo zero assoluto, la temperatura più fredda possibile – in modo che rimanga in forma liquida, evitando il rischio che parti di una nave possano rompersi.

Sono quasi 100 gradi Celsius più freddi delle temperature necessarie per il trasporto di gas naturale liquefatto (GNL), che ha richiesto la sua rivoluzione marittima circa 60 anni fa.

La giapponese Kawasaki Heavy Industries ha già costruito la prima nave al mondo per il trasporto di idrogeno, Suiso Frontier. Il prototipo della nave era in fase di prove in mare, con un viaggio inaugurale dimostrativo di circa 9.000 km dall’Australia al Giappone previsto nei prossimi mesi.

C’è la fase successiva del progetto già in corso per costruire un vettore di idrogeno su scala commerciale entro la metà del 2020, con l’obiettivo di diventare commerciale nel 2030“, ha affermato Motohiko Nishimura, vice dirigente di Kawasaki.

Il serbatoio da 1.250 metri cubi per contenere l’idrogeno è a doppio guscio e isolato sotto vuoto per aiutare a mantenere la temperatura.

Il prototipo Kawasaki, un relativamente modesto 116 metri di lunghezza e 8.000 tonnellate lorde, funzionerà a diesel nel suo viaggio inaugurale, ma la società vorrebbe poi utilizzare l’idrogeno per alimentare future navi commerciali più grandi, ha detto Nishimura.

In Corea del Sud, uno dei maggiori hub mondiali della cantieristica navale, un altro progetto è in lavorazione. 

Korea Shipbuilding & Offshore Engineering è la prima azienda del paese a lavorare alla costruzione di un vettore commerciale di idrogeno liquefatto, ha detto un portavoce dell’azienda.

Per affrontare la sfida del freddo, la società ha dichiarato che sta lavorando con un produttore di acciaio per sviluppare i materiali ad alta resistenza e nuova tecnologia di saldatura, insieme a un isolamento migliorato, per contenere l’idrogeno e mitigare i rischi di fessurazione di tubi o serbatoi.

Dall’altra parte del mondo, in Norvegia, sono in corso anche sforzi per costruire una catena di approvvigionamento di idrogeno sulla costa occidentale del paese, con un gruppo che cerca di pilotare una nave di prova in grado di trasportare l’idrogeno alle stazioni di rifornimento pianificate, che sarebbe in grado di servire navi, camion e autobus.

La compagnia di navigazione norvegese Wilhelmsen Group sta lavorando a quest’ultimo progetto con i partner per costruire una nave “roll-on / roll-off” che sarà in grado di trasportare idrogeno liquido tramite container o rimorchi che sono guidati a bordo, ha detto Per Brinchmann, il vicepresidente dell’azienda, progetti speciali.

La nave dovrebbe essere operativa nella prima metà del 2024, ha aggiunto.

Crediamo che una volta che questa nave dimostrativa sarà operativa, l’intenzione sarà quella di costruire hub di bunkeraggio sulla costa occidentale (della Norvegia)”, ha detto Brinchmann, riferendosi alle stazioni di rifornimento.

Altre aziende stanno esplorando un percorso diverso per evitare l’enigma del freddo e cosa potrebbe accadere quando gli atomi di idrogeno interagiscono con il metallo.

La canadese Ballard Power Systems e l’Australia Global Energy Ventures, ad esempio, stanno lavorando insieme per sviluppare una nave per il trasporto di idrogeno compresso sotto forma di gas.  “Il primo periodo di tempo sarebbe il 2025/26“, ha affermato Nicolas Pocard, vicepresidente marketing e partnership strategiche con Ballard.

Il vantaggio di questo approccio a gas è che non richiede temperature estreme. Ma il rovescio della medaglia è che in un carico può essere trasportato meno idrogeno rispetto all’idrogeno liquido, motivo per cui alcuni dei primi promotori stanno optando per quest’ultimo.

Brinchmann di Wilhelmsen ha affermato che un container di 40 piedi trasporterebbe circa 800-1.000 kg di idrogeno gassoso pressurizzato, ma fino a 3.000 kg di idrogeno liquido.

Tali sforzi sono tutt’altro che privi di rischi.

Sono costosi, per cominciare; nessuna delle società commenterebbe il costo delle proprie navi, anche se tre specialisti del settore hanno detto a Reuters che tali navi costerebbero più delle navi che trasportano GNL, che può arrivare a $ 50- $ 240 milioni ciascuna, a seconda delle dimensioni.

Il costo di una nave che trasporta idrogeno sarà principalmente determinato dal costo del sistema di stoccaggio. Lo stoccaggio di idrogeno liquido potrebbe essere molto costoso a causa della sua complessità“, ha aggiunto a parte Carlo Raucci, consulente per la decarbonizzazione marina presso il certificatore navale LR.

I progetti pilota, che sono ancora in fase sperimentale, devono superare queste sfide tecniche e fare affidamento anche sul fatto che l’idrogeno diventi un combustibile ampiamente utilizzato nei prossimi anni.

Niente di tutto questo è certo, anche se il sostegno statale fornito dietro a questo combustibile più pulito suggerisce che ha un futuro nel mix energetico globale.

Più di 30 paesi, inclusi diversi in Europa come Francia e Germania, nonché Corea del Sud e Australia, hanno rilasciato piani di lancio dell’idrogeno. Gli investimenti totali pianificati potrebbero raggiungere oltre 300 miliardi di dollari fino al 2030 se centinaia di progetti che utilizzano il carburante venissero realizzati, secondo un recente rapporto dell’associazione e dei consulenti dell’Hydrogen Council McKinsey.

Il ruolo del trasporto marittimo sarebbe importante per sbloccare il potenziale per convertire industrie come l’acciaio e il cemento in idrogeno. 

Si stima che questi due settori dell’industria pesante da soli producano oltre il 10% delle emissioni globali di CO2 e il superamento del loro bisogno di combustibili fossili è una delle sfide chiave della transizione globale verso un’economia a basse emissioni di carbonio.

Tiago BrazVP Energy con il developer norvegese di tecnologia marina Hoglund, ha affermato che la società sta lavorando con specialisti dell’acciaio e progettisti di serbatoi per progettare un sistema di carico navale che può essere utilizzato per il trasporto di idrogeno liquido.

Siamo nelle prime fasi con i vettori di idrogeno. Ma a differenza di quando il GNL è stato lanciato per la prima volta, l’industria è più flessibile ai cambiamenti“, ha detto Braz. “Dovrebbe essere una transizione più rapida“, ha aggiunto.

Gli specialisti affermano che lo sviluppo del GNL ha richiesto decenni prima che fosse completamente implementato, in parte a causa delle infrastrutture e delle navi necessarie e delle poche società disposte a investire inizialmente.

Le aziende attive in mercati marittimi più ampi stanno anche valutando la possibilità di diversificare in futuro il trasporto di idrogeno.

Paul Wogan, amministratore delegato di GasLog Partners, uno dei principali attori nel trasporto di GNL, ha affermato di essere “di mentalità aperta” riguardo al passaggio all’idrogeno, mentre il proprietario della petroliera Euronav ha affermato che sta esaminando il futuro trasporto di energia.

Se domani quell’energia è l’idrogeno, vorremmo certamente giocare un ruolo nell’industria emergente“, ha affermato Hugo De Stoop, CEO di Euronav.

Altri, come la principale società di gestione delle navi Maersk Tankers, hanno affermato di essere aperti alla gestione delle risorse di trasporto dell’idrogeno.

Johan Petter Tutturendirettore commerciale delle navi gasiere con il certificatore di navi DNV Maritime, ha affermato che la sua azienda è stata coinvolta in studi concettuali per il trasporto di idrogeno alla rinfusa in mare.

Ci vorranno alcuni anni prima che questi progetti si realizzino, ma se l’idrogeno deve far parte del futuro mix di combustibili, allora dobbiamo iniziare a esplorare tutte le possibilità ora“.

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