La navalmeccanica è già entrata in una nuova fase orientata all’innovazione di prodotto. In questo quadro Fincantieri, maggiore costruttore italiano ed uno dei maggiori a livello mondiale, ha già esperienze significative sia sui combustibili green che sulle tecnologie digitali a supporto della conduzione delle navi. In relazione al fatto che la navigazione internazionale produce circa 1 miliardo di tonnellate di emissioni di gas serra ogni anno, pari al 2,3% delle emissioni globali annuali, l’IMO (Organizzazione Marittima Internazionale) ha preso negli anni recenti la decisione di ridurre, per il trasporto marittimo, le emissioni di CO2 di almeno il 50% entro il 2050, rispetto ai livelli del 2008, con un’intensità di carbonio ridotta del 40% entro il 2030. A seguito di queste decisioni le società armatrici ed i costruttori navali si sono attivati per trovare soluzioni nella direzione della transizione energetica richiesta, spostandosi verso combustibili non fossili: gas, metanolo, ammoniaca ed idrogeno verdi. In questo contesto l’idrogeno assume un ruolo fondamentale non producendo anidride carbonica nella sua conversione in energia elettrica. La transizione da fonti fossili a idrogeno non è però priva di difficoltà. Le tecnologie che permettono di utilizzare l’idrogeno, almeno per il settore navale, non sono ancora pienamente mature, sono particolarmente costose e mancano di adeguati riferimenti normativi. Un’altra criticità nasce dal fatto che l’idrogeno ha una bassa densità energetica volumetrica e ciò significa che, se si vuole stoccare la stessa energia contenuta nel combustibile fossile tradizionale, occorrono volumi significativamente più elevati.

Questo rappresenta un problema nelle applicazioni per la mobilità e tale problema diventa ancora più critico nel settore marittimo, contraddistinto da potenze installate di decine di mega watt e dalla necessità di una considerevole autonomia di navigazione. Per accelerare la maturazione delle tecnologie necessarie, Fincantieri ha creato un centro di competenza assieme alla controllata Isotta Fraschini Motori e sta lavorando su tematiche di innovazione non solo con strumenti e risorse interne ma anche con partnership che coinvolgono l’intera catena del valore, cercando competenze specifiche tra clienti, fornitori, università, centri di ricerca ed eventuali startup. Per sviluppare il potenziale dell’idrogeno è necessario, infatti, intervenire sull’intera filiera: dalla produzione, alle reti di trasporto e distribuzione, alle tecnologie d’impiego. Per il settore navale ci sono tre segmenti principali su cui sviluppare soluzioni: navi a lunga percorrenza (porta rinfuse, cargo, porta container); navi caratterizzate da cicli operativi periodici e flessibili (navi da crociera e traghetti); navigazione fluviale. Il settore delle navi a lunga percorrenza, per le quali è richiesta un’autonomia di navigazione di diverse settimane, è il più penalizzato dalla bassa densità energetica volumetrica dell’idrogeno. Questo è il motivo per cui molti operatori guardano con favore ad altri vettori energetici come l’ammoniaca o i LOHC (vettori organici di idrogeno), per i quali rimangono comunque da risolvere altri problemi legati alla tossicità e al bilancio energetico complessivo. Il secondo settore, del quale fanno parte navi da crociera e ferry e che rappresenta il core business di Fincantieri, se da un lato vede potenze installate significative (fino a 50-60 MW), dall’altro vede alternare soste giornaliere nei porti a brevi o medi percorsi di navigazione magari a velocità ridotte in aree protette, come riserve marine o fiordi. In questi casi, l’impiego di idrogeno in sistemi ibridi di generazione elettrica che integrino motori a combustione interna dual fuel con celle a combustibile e batterie al litio, potrebbe rappresentare una soluzione sulla quale lavorare per affinare le tecnologie. 

La stessa cosa vale anche per le navi fluviali che potrebbero però essere avvantaggiate dalla maggiore disponibilità di rifornimento da terra. Nell’ambito del percorso di acquisizione delle tecnologie relative alla generazione di potenza ad idrogeno, il gruppo Fincantieri ha iniziato diversi anni fa la realizzazione di due laboratori, a Savona e a Trieste, dedicati allo studio dell’intera catena del valore dell’idrogeno: produzione, stoccaggio, distribuzione e generazione elettrica. In aggiunta si è costruita ed è attualmente in fase di allestimento finale la nave laboratorio Zeus (fig.1), che rappresenta un prototipo a propulsione ibrida con l’obiettivo di testare in termini pratici e validare le nuove tecnologie. Attraverso questi laboratori si ricreano e si affinano le condizioni operative dei sistemi di gestione dell’idrogeno e della conseguente generazione di potenza con l’intenzione di passare in breve tempo a prime applicazioni su navi in scala reale. Per quanto riguarda le navi cruise, a fronte dei risultati delle esperienze in corso e pur nella attuale difficoltà di carenza normative di Classe e Marpol oggi in fase di definizione, si sta pensando ad un nuovo approccio nella progettazione dei sistemi di generazione e distribuzione dell’energia elettrica. Un’altra area sfidante su cui il gruppo Fincantieri con la sua controllata norvegese Vard e partner sta lavorando negli ultimi anni è rappresentata dalle tecnologie digitali necessarie al controllo da remoto delle navi. Seppure in presenza di normative ancora sperimentali soprattutto per gli aspetti di sicurezza, Vard è diventato leader non solo nella costruzione di navi autonome ma anche nella predisposizione del software necessario al controllo elettronico di questi mezzi. Vard ha consegnato alla fine del 2020, nello stabilimento di Brevik una portacontainer feeder da 3.150 t di portata alla società armatrice Yara (fig.2). Tale unità ad emissioni zero ha una propulsione completamente elettrica alimentata da una batteria da 7.000 KW e sarà attrezzata da Konsberg con tecnologie digitali per un servizio con controllo da remoto. Recentemente Vard ha firmato un contratto per la costruzione nel cantiere vietnamita di Vung Tau di 6 navi robotizzate per Ocean Infinity, dedicate alla manutenzione di impianti eolici offshore. Tali navi saranno azionate da terra e potranno utilizzare l’ammoniaca verde come combustibile. Con questo contratto si facilita la prossima fase di sviluppo delle tecnologie di gestione e automazione delle piattaforme da parte Vard e la capacità di integrazione dei sistemi con la infrastruttura per le operazioni da remoto da parte Ocean Infinity. Grazie alla infrastruttura di Ocean Infinity, incluso in centro di controllo, oggi in fase di messa in servizio, le operazioni in remoto e a basse emissioni stanno diventando una realtà più vicina per l’industria marittima globale.