Navi ibride e superconduttive. L’innovazione c’è, ora tocca ai test

A maggio si è tenuto a Bruxelles l’evento finale del programma Horizon Europe dedicato ai sistemi avanzati di accumulo energetico per il trasporto marittimo a zero emissioni. I nomi dei progetti sono criptici, V-ACCESS, AENEAS, NEMOSHIP e POSEIDON ma l’approccio è interessante perché mette le tecnologie “in concorrenza” per arrivare al traguardo finale della “messa in servizio”.

I numeri dicono che ad oggi tali progetti rappresentano un investimento europeo di oltre 20 milioni e, soprattutto, che raccolgono 50 tra istituti di ricerca, università e realtà industriali, di cui molte italiane, che vanno dalla cantieristica alla tecnologia passando per la certificazione. In V-Access, per esempio, sono presenti Fincantieri, Rina e ASG Superconductors, ma ci sono anche eccellenze del settore del Nord Europa come Vard (la controllata norvegese di Fincantieri) specializzata in navi hi-tech, piuttosto che Skeleton, azienda estone, fornitrice si sistemi di accumulo. E una volta individuate e sviluppate le tecnologie, va da sé che considerando i numeri dello shipping, ci siano prospettive di una filiera industriale innovativa che dia lavoro ad aziende e a nuovi professionisti del settore. Le navi ormai sono talmente elettrificate, tanto che da poco è nata la figura dell’ufficiale elettrico: un ruolo che non risultava più gestibile dai soli ufficiali di macchina.

Oltre l’80% delle merci scambiate a livello mondiale viaggia via mare, e il valore complessivo del commercio legato all’economia del mare ha raggiunto 2,2 trilioni di dollari nel 2023, secondo i dati Unctad. Se guardiamo al Mediterraneo le ragioni economiche e strategiche sono quota parte di questi numeri ma quelle strategiche sono forse ancora più importanti. Come conciliare la necessità di diminuire le emissioni, lo shipping è responsabile di circa il 2,9% delle emissioni globali, senza danneggiare scambi, sistema economico e portuale oltre che l’indotto?

Una strada è quella di puntare non solo sulle batterie, la concorrenza asiatica è molto avanti, ma anche sullo sviluppo di sistemi di accumulo energetico capaci di rendere concreta l’elettrificazione delle flotte navali. Questo per due buone ragioni: la prima è che le batterie per quanto evolute vanno in crisi quando si richiede il “pieno carico”, situazione frequente per molti tipi di imbarcazione. La seconda è che in questo settore, in Europa e in Italia, abbiamo qualcosa da dire con grandi aziende e PMI. Jaap Gebraad, Segretario Generale della Waterborne Technology Platform, ha posto l’accento sul valore della collaborazione: «È fondamentale un approccio congiunto e coordinato per garantire la transizione verso un settore della navigazione competitivo, resiliente e sostenibile, mettendo in comune risorse pubbliche e private».

Mentre Giorgio Sulligoi, Professore ordinario di sistemi elettrici per l’energia e direttore del dipartimento di ingegneria e architettura dell’università di Trieste, nonché organizzatore e portavoce di V-ACCESS, sottolinea che «le innovazioni ci sono, ora devono maturare fino a raggiungere un livello vicino all’industrializzazione». Le tecnologie proposte dal progetto sviluppano sistemi ibridi che combinano le tradizionali batterie con supercapacitori e SMES superconduttivi, che nel caso specifico, utilizzano la tecnologia del Diboruro di Magnesio -MgB2. Tali sistemi sono progettati e prodotti da ASG Superconductors, azienda della Famiglia Malacalza che ha già fornito e testato questa tecnologia al CERN e, recentemente, Nature ha individuato proprio in questo superconduttore, che lavora a temperature meno fredde e quindi più gestibili nelle applicazioni “industriali”, come una tecnologia ideale per il trasporto di energia. Tornando al progetto V-Access, questi sistemi di accumulo ibrido sono stati inseriti in una “microgrid” che simula la rete navale a corrente continua, che poi è il nuovo standard in cui sembrano andare anche le reti elettriche europee. L’accumulatore superconduttivo, che è in grado di rilasciare e ricaricare energia molto velocemente e senza soffrire il pieno carico o svuotamento, è stato testato con successo al centro Etef di Trieste ricreando le esatte condizioni a bordo nave. L’obiettivo è supportare le batterie nella gestione dei transitori e dei picchi di potenza, garantendo stabilità ed efficienza della rete di bordo e i risultati raggiunti sono significativi: identificate 7 tipologie di nave e sviluppati 3 casi d’uso completi, con sistemi validati a efficienze oltre il 90–95% e riduzioni delle emissioni operative fino al -36% nei profili più energivori. Tre anni di lavoro hanno portato quindi tecnologie che prima erano sulla carta o lontane dal mondo shipping ad un livello di Trl (Technological readiness level, un indice che individua tra 1 e 10 la maturazione della proposta tecnologica) intorno al 5-6.