FEBBRAIO 2022 PAG. 28 - Operativo entro l’anno yard track alimentato ad idrogeno

 

La transizione dai combustibili fossili interesserà anche i mezzi della logistica portuale. Poter contare su veicoli e macchinari a zero emissioni di carbonio rappresenterà un passo importante nei rapporti tra città e scali marittimi, laddove le due realtà si sono sviluppate in stretta simbiosi. Come nel caso italiano, ad esempio, in cui sempre più spesso l’impatto ambientale delle attività di banchina si ripercuote sull’inquinamento complessivo del tessuto urbano. 

Precedentemente testato in altri comparti della logistica e dei trasporti l’idrogeno sta scalando posizioni anche in questo particolare segmento operativo, facendo emergere la necessità di sviluppare processi pilota in grado di indicare schemi di riferimento tecnico per le eventuali applicazioni commerciali. 

È in questa direzione che si muove il progetto europeo “H2Ports” nel cui ambito opera il consorzio italiano Atena, con il supporto di ENEA, Cantieri del Mediterraneo e delle Università di Napoli “Parthenope” e di Salerno, il cui obiettivo è l’adattamento di un trattore portuale, in gergo yard track, all’alimentazione ad idrogeno. 

Con un finanziamento di 4 milioni di euro, l’iniziativa partita nel 2019, è in avanzato stato di completamento. Dopo l’installazione dei vari componenti e il superamento di una fase di testing il mezzo sarà pronto, entro questo 2022, per il trasferimento a Valencia. Qui nel terminal ro-ro gestito dalla consociata del Gruppo Grimaldi Valencia Terminal Europa comincerà la sua fase operativa su un’area di 350mila metri quadri dedicata alla movimentazione di merci rotabili. Senza produrre emissioni inquinanti, grazie ad un sistema che emetterà solo acqua e vapore. 

“La sfida principale in un’operazione di questo tipo è riuscire ad adattare ai nuovi componenti ad idrogeno uno spazio progettato per la tipica alimentazione diesel” spiega Viviana Cigolotti, ricercatrice del Laboratorio Accumulo di Energia, Batterie e tecnologie per la produzione e l’uso dell’Idrogeno e responsabile per ENEA del progetto. “Tutte le modifiche da apportare devono garantire all’operatore il medesimo livello di guidabilità e funzioni. Il tutto utilizzando serbatoi commerciali a 350 bar che normalmente si utilizzano per l’heavy duty e i track pesanti”.  

Entrando nei particolari, il nuovo mezzo sarà dotato “di un propulsore ibrido a celle a combustibile e di batterie litio-ioni, che consentiranno di svolgere le consuete operazioni di logistica portuale di carico e scarico delle merci dalle navi cargo”. L’utilizzo dell’idrogeno garantirà una buona autonomia operativa, tempi di rifornimento brevi, bassi costi di manutenzione e soprattutto zero emissioni”. 

In termini di emissioni evitate, i ricercatori dell’ENEA hanno calcolato che i trattori che lavorano per scaricare le navi (ognuna delle quali richiede una flotta di 6 trattori), in un terminal portuale di medie dimensioni, lavorano per circa 19.800 ore all’anno, consumando circa 188.000 Litri/anno di diesel. Tenuto conto che gli yard truck “tradizionali” emettono circa 2,67 chilogrammi di anidride carbonica e 0,028 chilogrammi di ossidi di azoto per litro di carburante, con l’utilizzo di flotte a idrogeno, verrebbero evitate circa 501 tonnellate/anno di CO2 e 5 tonnellate/anno di NOx. 

“Inoltre – sottolinea Cigolotti – la stima delle emissioni evitate riguarda solo l’uso di yard truck a idrogeno e non comprende l’ulteriore abbattimento degli inquinanti legato al minore impiego dei sistemi di ventilazione molto energivori utilizzati all’interno delle navi per rimuovere lo smog prodotto dai mezzi di carico e scarico merci alimentati a diesel”.

Ogni anno il settore dei trasporti marittimi e della logistica portuale produce circa un miliardo di tonnellate di emissioni di CO2, che rappresentano il 2,5% delle emissioni globali di anidride carbonica e il 13% delle emissioni di tutto il comparto europeo dei trasporti. E questo numero è destinato a crescere: si stima che aumenterà del 50% entro il 2050. Venti milioni di tonnellate di CO2 dipendono dallo stazionamento delle navi e dalle operazioni di carico e scarico in porto che vengono svolte da mezzi inquinanti a diesel, come camion, carrelli elevatori, movimentatori di container e gru. Ed entro il 2050 questa cifra crescerà fino a 70 milioni di tonnellate per la CO2 e a 1,3 milioni per gli ossidi di azoto, senza considerare le significative quantità di ossidi di zolfo e di particolato PM10.

In questo contesto il progetto pilota sviluppato in Italia fornisce le coordinate tecniche per un’eventuale strategia commerciale basata sul retrofitting delle flotte esistenti. 

“Una riprogettazione in chiave green di questi veicoli rappresenta una soluzione promettente per la decarbonizzazione del settore portuale - sottolinea Cigolotti - E tra tutte le possibili tecnologie energetiche pulite, la più promettente è rappresentata dall’idrogeno e dalle celle a combustibile, grazie alla loro scalabilità, flessibilità e all’alta efficienza che gli conferiscono un elevato potenziale, soprattutto in accoppiata a dispositivi di accumulo di energia come le batterie agli ioni di litio”. 

A livello operativo, il sistema di accumulo del prototipo del trattore portuale avrà una capacità complessiva di circa 12 chilogrammi di idrogeno, in grado di garantire un funzionamento continuo di almeno sei ore, ovvero la durata media di un turno di lavoro. Il motore elettrico di cui è equipaggiato il mezzo, è un dispositivo molto efficiente, particolarmente adatto per applicazioni che richiedono alte potenze; può ricevere energia per la trazione contemporaneamente sia dalla cella a combustibile sia dalla batteria e caricare la batteria durante le frenate o le decelerazioni.

Lo yard truck farà il “pieno” presso la stazione mobile di rifornimento di idrogeno che è stata sviluppata da uno dei partner del progetto, il Centro Nacional del Hidrógeno, e garantirà il carburante green non solo al prototipo del trattore portuale ma anche al carrello elevatore (il reach stacker); quest’ultimo mezzo, sviluppato dall’azienda Hyster Yale, opererà sempre nel porto di Valencia, presso il terminal di MSC.

Oltre allo yard truck saranno messi a punto e validati sul campo dagli altri partner del progetto anche un carrello elevatore (reach stacker) e una stazione di rifornimento mobile.

Ma lo sviluppo delle applicazioni innovative per il settore marittimo – portuale da parte del consorzio non si fermano qui. Atena partecipa anche al progetto europeo e-SHyIPS (Ecosystemic knowledge in Standards for Hydrogen Implementation on Passenger Ship), volto a definire nuove linee guida per un’efficace introduzione dell’idrogeno nel settore del trasporto marittimo di passeggeri. 

Partito nel 2021, nell’ambito di H2020, e-SHyIPS prevede attività di ricerca pre-normativa teorica sugli standard, tramite simulazioni ed esperimenti di laboratorio, al fine di fornire le informazioni necessarie per progettare un adeguato processo di certificazione, e individuare future attività di standardizza- zione e migliorare il panorama normativo comunitario. 

Nonostante l’idrogeno sia stato individuato come un’opzione valida per raggiungere gli obiettivi di riduzione delle emissioni, anche da parte della strategia dell’Organizzazione Marittima Internazionale (IMO), non è ancora disponibile un quadro normativo applicabile alle navi. 

Sulla base delle informazioni raccolte, e-SHyIPS definirà un piano di pre-standardizzazione per l’aggiornamento del codice IGF per le navi passeggeri con combustibili a base di idrogeno. 

Partirà a settembre, invece, un nuovo progetto, già assegnato, per lo sviluppo di sistemi per la propulsione basata sull’ammoniaca. 

“L’obiettivo – conclude Cigolotti – è sviluppare nell’arco dei prossimi quattro anni sistemi a celle a combustibile, ad alta temperatura, alimentate ad ammoniaca. Una soluzione particolarmente adatta alle attività di navigazione”.

Red.Mar.