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Navi elettriche a batteria
Paolo Chiastra - Ordine Ingegneri Milano
Nell'ottica dell'epocale transizione energetica volta verso l'elettrico, anche i trasporti navali sono interessati dal cambiamento in atto, almeno in parte.
In effetti, non tutte le esistenti categorie di navi sono adatte ad essere propulse con i sistemi Full Electric ad accumulatori o a Celle di Combustibile (Fuel Cell). Le seconde, che richiedono la presenza di serbatoi per contenere il carburante - che con l'ossigeno dell'aria parteciperà alla reazione utile - sono ancora molto costose.
Viceversa, per le batterie, il fattore essenziale limitante è la quantità di energia da immagazzinare, funzione del carico e della rotta da percorrere che, per via dello scarso rapporto Capacità/Peso, possono renderne improponibile l'uso in mezzi di grandi dimensioni.
Ciò, implica, di conseguenza, l'impossibilità oggettiva di raggiungere il Net Zero attraverso la sola elettrificazione. Inoltre, con tale premessa, nell'eventualità di ristrutturazioni, una conversione è pensabile solo laddove la vita rimanente e l'economia d'esercizio rendono recuperabile la non trascurabile spesa da sostenere.
Nel suo complesso, il settore navale è responsabile del 3-4% delle emissioni globali di gas clima alteranti (GHG) e nell'Unione Europea, con riferimento al settore trasporti, del 14%.
Oltre al trasversale efficientamento generale, sarà quanto mai inevitabile operare in condizioni di Neutralità tecnologica, ricorrendo alla totalità delle fonti energetiche disponibili, scegliendo la più idonea secondo il caso senza trascurarne nessuna.
Quindi, oltre alle batterie sono da considerare, bruciati in motori tradizionali a combustione interna (ICE) o, dove possibile, Fuel Cell: LNG, LPG, biocarburanti, eFuel, blu-Fuel, idrogeno, ammoniaca, metanolo.
Nell'ottica di diminuire le emissioni e ridurre il consumo dei fossili daranno il loro contributo anche gli ICE bi-Fuel e, le soluzioni ibride-elettriche, già piuttosto diffuse e sempre più prestazionali, che avranno in futuro un ruolo di primo piano.
Navi full electric
Le batterie sostengono completamente tanto la propulsione quanto i servizi ausiliari.
Non ci sono scarichi nocivi locali, né di inquinanti in senso stretto né di gas serra, il che ne rende ottimale l'uso in applicazioni portuali, navigazione interna commerciale e turistica o nei tragitti brevi, tipici di alcune linee operate da traghetti.
A parità di energia immagazzinata, il peso supera di 30 volte quello del diesel e da qui, risulta non possibile l'applicazione a grandi navi da trasporto, ad esempio portacontainer o navi da crociera.
Nonostante ciò, recentemente sono comparse due navi abbastanza capienti, sotto descritte, il mcui uso, per contro, prevede velocità di esercizio molto basse.
La prima, è la norvegese Yara Birkeland, una cargo Full Electric che misura 80 m e ha una portata di 120 TEU (Container standard da 20 piedi): entrata in servizio nel 2022, presenta una velocità Energy Saving di 8 nodi e viene utilizzata sulle direttrici da Porsgrunn, Herøya plant a Brevik di 7 miglia nautiche (nm) e da Porsgrunn, Herøya plant a Larvik di 30 nm (1 nm = 1.852 m) per il trasporto di fertilizzanti.
Da segnalare il singolare fatto che si tratta di un'imbarcazione del tutto autonoma, priva cioè di equipaggio!
La seconda, è la cinese Cosco Green Water N01, varata giusto nel 2024 e prima cargo completamente elettrica destinata a lunghe tratte.
La nave, lunga 120 m e dalla portata lorda (DWT) di 10.000 t è dotata di 36 pacchi batteria per 50 MWh (estendibili in futuro a 80 MWh) della dimensione ognuna di un container da 20 piedi. Alcuni "pacchi" possono essere sostituiti durante il viaggio in modalità Battery Swapping, consentendo di coprire 600 nm ad una velocità Energy Saving di 10 nodi (18 km/h).
Oltre alle due "singolarità" appena citate, si possono enumerare, a partire da circa cinque anni, alcune applicazioni principalmente di carattere sperimentale volte a valutare la bontà della soluzione Full Electric che con il miglioramento delle batterie tenderà certamente a prendere piede.
Al momento, provenendo dai collaudati mercati automotive ed energetico, appaiono adatte all'uso marino le seguenti tecnologie: NMC (Nickel-Manganese-Cobalt oxide), LFP (Litium- FerroPhosphate), LTO (Lithium-Titanium-Oxide) e NCA (Litium Nickel-Cobalt-Aluminium oxide).
Come accade in tutti i campi, ognuna di esse presenta vantaggi e svantaggi e la scelta risulta funzionale alla mspecifica applicazione.
Rimanendo circoscritto l'interesse al Full Electric, si analizzano nel seguito alcuni natanti negli ambiti di utilizzo tipico per la navigazione interna, per il rimorchio e per i servizi di traghettamento.
Navigazione interna
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Ciò, implica, di conseguenza, l'impossibilità oggettiva di raggiungere il Net Zero attraverso la sola elettrificazione. Inoltre, con tale premessa, nell'eventualità di ristrutturazioni, una conversione è pensabile solo laddove la vita rimanente e l'economia d'esercizio rendono recuperabile la non trascurabile spesa da sostenere.
Nel suo complesso, il settore navale è responsabile del 3-4% delle emissioni globali di gas clima alteranti (GHG) e nell'Unione Europea, con riferimento al settore trasporti, del 14%.
Oltre al trasversale efficientamento generale, sarà quanto mai inevitabile operare in condizioni di Neutralità tecnologica, ricorrendo alla totalità delle fonti energetiche disponibili, scegliendo la più idonea secondo il caso senza trascurarne nessuna.
Quindi, oltre alle batterie sono da considerare, bruciati in motori tradizionali a combustione interna (ICE) o, dove possibile, Fuel Cell: LNG, LPG, biocarburanti, eFuel, blu-Fuel, idrogeno, ammoniaca, metanolo.
Nell'ottica di diminuire le emissioni e ridurre il consumo dei fossili daranno il loro contributo anche gli ICE bi-Fuel e, le soluzioni ibride-elettriche, già piuttosto diffuse e sempre più prestazionali, che avranno in futuro un ruolo di primo piano.
Navi full electric
Le batterie sostengono completamente tanto la propulsione quanto i servizi ausiliari.
Non ci sono scarichi nocivi locali, né di inquinanti in senso stretto né di gas serra, il che ne rende ottimale l'uso in applicazioni portuali, navigazione interna commerciale e turistica o nei tragitti brevi, tipici di alcune linee operate da traghetti.
A parità di energia immagazzinata, il peso supera di 30 volte quello del diesel e da qui, risulta non possibile l'applicazione a grandi navi da trasporto, ad esempio portacontainer o navi da crociera.
Nonostante ciò, recentemente sono comparse due navi abbastanza capienti, sotto descritte, il mcui uso, per contro, prevede velocità di esercizio molto basse.
La prima, è la norvegese Yara Birkeland, una cargo Full Electric che misura 80 m e ha una portata di 120 TEU (Container standard da 20 piedi): entrata in servizio nel 2022, presenta una velocità Energy Saving di 8 nodi e viene utilizzata sulle direttrici da Porsgrunn, Herøya plant a Brevik di 7 miglia nautiche (nm) e da Porsgrunn, Herøya plant a Larvik di 30 nm (1 nm = 1.852 m) per il trasporto di fertilizzanti.
Da segnalare il singolare fatto che si tratta di un'imbarcazione del tutto autonoma, priva cioè di equipaggio!
La seconda, è la cinese Cosco Green Water N01, varata giusto nel 2024 e prima cargo completamente elettrica destinata a lunghe tratte.
La nave, lunga 120 m e dalla portata lorda (DWT) di 10.000 t è dotata di 36 pacchi batteria per 50 MWh (estendibili in futuro a 80 MWh) della dimensione ognuna di un container da 20 piedi. Alcuni "pacchi" possono essere sostituiti durante il viaggio in modalità Battery Swapping, consentendo di coprire 600 nm ad una velocità Energy Saving di 10 nodi (18 km/h).
Oltre alle due "singolarità" appena citate, si possono enumerare, a partire da circa cinque anni, alcune applicazioni principalmente di carattere sperimentale volte a valutare la bontà della soluzione Full Electric che con il miglioramento delle batterie tenderà certamente a prendere piede.
Al momento, provenendo dai collaudati mercati automotive ed energetico, appaiono adatte all'uso marino le seguenti tecnologie: NMC (Nickel-Manganese-Cobalt oxide), LFP (Litium- FerroPhosphate), LTO (Lithium-Titanium-Oxide) e NCA (Litium Nickel-Cobalt-Aluminium oxide).
Come accade in tutti i campi, ognuna di esse presenta vantaggi e svantaggi e la scelta risulta funzionale alla mspecifica applicazione.
Rimanendo circoscritto l'interesse al Full Electric, si analizzano nel seguito alcuni natanti negli ambiti di utilizzo tipico per la navigazione interna, per il rimorchio e per i servizi di traghettamento.
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Fonte: La Termotecnica ottobre 2025
Settori: Automotive, Efficienza energetica industriale, Elettrotecnica, Energia, Energia Elettrica, Energy storage, Idrogeno, Rinnovabili, Termotecnica industriale, Trasporti
Mercati: Navale, Trasporti e Automotive
Parole chiave: Batterie, Carburanti, Celle a combustibile, Energy storage, Termotecnica, Transizione energetica
