La decarbonizzazione del trasporto marittimo è una delle principali sfide dell’industria navale internazionale. Una delle soluzioni studiate dal Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) punta a sfruttare il vento per ridurre consumi energetici ed emissioni delle navi cargo.
La differenza rispetto al passato è che oggi rotori Flettner, vele alari, sistemi digitali di navigazione e tecnologie per l’accumulo energetico consentono di integrare la propulsione eolica all’interno di navi sempre più efficienti e meno dipendenti dai combustibili fossili.
È questa la direzione su cui sta lavorando il DLR, che attraverso il proprio Istituto per le tecnologie marittime e i sistemi di propulsione studia nuove soluzioni per ridurre il fabbisogno energetico delle navi mercantili e contribuire agli obiettivi climatici del settore.
La propulsione eolica torna nel trasporto marittimo commerciale
L’impiego del vento nella navigazione commerciale sta registrando una nuova fase di crescita. Secondo l’International Windship Association (IWSA), oltre 100 grandi navi utilizzano oggi sistemi di propulsione eolica e negli ultimi sei mesi il numero delle installazioni è aumentato di oltre 25%.
La tendenza è sostenuta dalla necessità di ridurre le emissioni del trasporto marittimo internazionale e dalla prospettiva che combustibili alternativi come idrogeno, ammoniaca e metanolo rimangano costosi e disponibili in quantità limitate ancora per diversi anni.
Come spiega Lars Schmitz, architetto navale ed esperto di propulsione eolica del DLR:
“Ogni kilowattora di energia ricavato direttamente dal vento riduce la domanda di questi vettori energetici. Allo stesso tempo, la propulsione eolica rende il trasporto marittimo e l’economia meno dipendenti dai mercati energetici globali e più resilienti agli shock dei prezzi dell’energia.”
Il concetto di nave come sistema energetico integrato
Uno degli aspetti più innovativi della ricerca del DLR riguarda l’approccio sistemico alla progettazione navale.
Secondo Annika Fitz, ingegnere specializzata in sistemi energetici marittimi, non è sufficiente installare vele o rotori su una nave per massimizzarne i benefici. Occorre invece considerare l’intera imbarcazione come un unico sistema energetico.
Questo approccio comprende lo scafo, i sistemi di propulsione, le batterie, l’idrogeno, i combustibili alternativi e le strategie operative basate sulle condizioni meteorologiche.
L’obiettivo è ottimizzare simultaneamente tutti i componenti per ottenere maggiori risparmi energetici e sfruttare al meglio l’energia generata dal vento.
Dal progetto Hyro al framework Odyssa
Tra le iniziative più significative sviluppate dal DLR figura Hyro, progetto dedicato all’utilizzo della propulsione eolica come sistema principale per le navi.
In condizioni favorevoli, la spinta generata dalle vele può superare quella necessaria alla navigazione. L’energia in eccesso può quindi essere recuperata e convertita in elettricità attraverso sistemi collegati alla propulsione, per essere utilizzata direttamente a bordo oppure immagazzinata sotto forma di idrogeno.
L’esperienza maturata con Hyro è stata successivamente integrata in Odyssa, uno dei principali programmi interistituzionali del DLR.
Si tratta di un framework software sviluppato per analizzare e valutare differenti configurazioni navali, includendo aspetti come stabilità, sicurezza, manovrabilità e integrazione di nuovi sistemi energetici.
Navi esistenti e nuove costruzioni nella transizione energetica marittima
Secondo i ricercatori, nel breve periodo il contributo più rapido alla riduzione delle emissioni arriverà dall’ammodernamento delle navi già operative.
L’installazione di sistemi di propulsione eolica sulle flotte esistenti può infatti generare risparmi di carburante compresi tra 5% e 30%, a seconda delle condizioni operative, delle rotte e delle caratteristiche delle imbarcazioni.
Per la decarbonizzazione del trasporto marittimo, il retrofit rappresenta una soluzione immediatamente applicabile, mentre nel lungo periodo il maggiore potenziale sarà rappresentato da navi progettate fin dall’origine per integrare propulsione eolica, batterie, idrogeno e sistemi avanzati di gestione energetica.
Tra le tecnologie considerate più promettenti figurano i rotori Flettner, le vele ad aspirazione, le vele alari e i sistemi DynaRig, nei quali alberi e vele vengono controllati automaticamente in funzione della direzione del vento.
Dalle missioni Ariane 6 alla logistica industriale europea
Le applicazioni commerciali non appartengono più soltanto alla fase sperimentale.
La nave cargo Canopée, impiegata per il trasporto dei vettori Ariane 6 dall’Europa alla Guyana francese, utilizza già moderne vele alari per ridurre i consumi energetici durante la navigazione.
Anche Airbus prevede di introdurre una nuova flotta di navi dotate di rotori Flettner per il trasporto di componenti aeronautici tra gli stabilimenti europei e quelli statunitensi.
Questi progetti evidenziano come la propulsione eolica stia assumendo un ruolo crescente nelle catene logistiche industriali ad alta intensità tecnologica.
Decarbonizzazione del trasporto marittimo: lo scenario al 2040
Per il DLR, la propulsione eolica non rappresenta una soluzione unica alla sfida climatica del settore marittimo.
La prospettiva più realistica è quella di un sistema energetico integrato nel quale vento, batterie, idrogeno e combustibili sintetici operano in modo complementare.
In questo scenario il vento non sostituirà completamente le altre fonti energetiche, ma contribuirà a ridurre la domanda complessiva di combustibili a basse emissioni e ad aumentare l’efficienza delle navi.
Secondo i ricercatori tedeschi, la decarbonizzazione del trasporto marittimo dipenderà dalla capacità di integrare tecnologie diverse all’interno di un unico ecosistema energetico. Una visione che potrebbe trasformare gli obiettivi climatici del settore in una leva di competitività industriale per le flotte del futuro.
Fonte dati: DLR
Michelangelo Moles laureato magistrale in Corporate Communication e Media è specializzato nei temi della space economy e della blue economy, con particolare attenzione agli aspetti legati all’innovazione, alla comunicazione strategica e alla divulgazione dei nuovi modelli economici connessi al mare e allo spazio.
Nel corso degli anni ha acquisito una forte capacità di strutturare informazioni, notizie e approfondimenti sui principali comparti dell’economia dello spazio e dell’economia del mare: satelliti, telecomunicazioni, osservazione della Terra, space tech, portualità, logistica, innovazione marittima, sostenibilità, tecnologie dual use e interconnessioni tra settore aerospaziale e blue economy.
