Furio Boschieri
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Furio Boschieri
Gas Naturale Liquefatto: soluzioni progettuali per navi passeggeri ed interfaccia logistica bordo-terra Furio Boschieri Green Shipping Summit Innovazione navale, tecnologie, e nuovi carburanti per l’efficienza energetica e la riduzione dell’impatto ambientale del trasporto marittimo Genova 30 novembre 2012 PERCHE’ IL GAS NATURALE L’uso di gas naturale (LNG) come combustibile consente sensibili riduzioni delle emissioni inquinanti rispetto ai combustibili attualmente in uso (Heavy Fuel Oil, Marine GasOil): - 99% di SOx - 90% di NOx - 20% di CO2 - 99% di particolato Inoltre: 1. Le normative internazionali impongono limiti sulle emissioni progressivamente più severi SOx Tier I Tier II 2005 2016 Fonti: • Bob Alton PCL: Emissions Abatement Technology LNG Strategy – Miami, March 12 • Danish Maritime Autority: North European LNG Infrastructure Project 14.0 13.0 12.0 11.0 10.0 9.0 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 2000 2011 NOx Limit g/kWh (514rpm) NOx 2010 2015 Global Tier III (ECA) 2020 2025 Year 2 PERCHE’ IL GAS NATURALE 2. Verranno ampliate le aree protette in Europa, negli Stati Uniti ed in altre zone a livello globale Existing or under construction Existing Proposed Planned Marine LNG Terminals Discussed Exisiting & Expected ECA’s Fonte: Bob Alton PCL: Emissions Abatement Technology LNG Strategy – Miami, March 12 PERCHE’ IL GAS NATURALE Si prevede un trend del prezzo del gas (LNG) inferiore del 30-40% rispetto ai combustibili tradizionali Gli Armatori di navi passeggeri - da crociera e traghetti - chiedono già oggi ai cantieri la progettazione di navi alimentate a LNG / dual-fuel SVILUPPO DELLA PROPULSIONE A GAS NEL NORD EUROPA CONSEGNA 2000 2006 2007 2007 2007 2007 2009 2009 2009 2009 2010 2010 2010 2012 2012 2012 2013 2013 2013 2013 2013 2013 2014 TOTALE NOME Glutra Bergensfjord Stavangerfjord Raunefjord Mastrafjord Fanafjord Moldefjord Tideprinsen Tidekongen Tidedronningen Fannefjord Romsdalsfjord Korsfjord Landegode Vaeroy Baroy Lodingen Viking Grace Stavangerfjord Bergensfjord NA NA STQ 23 ARMATORE Fjord1 Fjord1 Tide Sjø Tide Sjø Tide Sjø Fjord1 Fjord1 Fjord1 Torghatten Nord Torghatten Nord Torghatten Nord Torghatten Nord Viking Line Fjord Line Fjord Line Tide Asa Tide Asa STQ Quebec LFT 122,0 130,0 129,0 130,0 129,0 130,0 122,2 50,0 50,0 50,0 122,2 122,2 122,2 93,0 93,0 93,0 93,0 214,0 170,0 170,0 124,0 124,0 130,0 COSTRUTTORE STX Europe-Norwegian Shipyards Remontowa Shipbuilding SA (PL) STX France STX France STX France Remontowa Shipbuilding SA (PL) Remontowa Shipbuilding SA (PL) Remontowa Shipbuilding SA (PL) Remontowa Shipbuilding SA (PL) Remontowa Shipbuilding SA (PL) Remontowa Shipbuilding SA (PL) Remontowa Shipbuilding SA (PL) STX Finland Bergen/Fosen (N) Bergen/Fosen (N) Remontowa Shipbuilding SA (PL) Remontowa Shipbuilding SA (PL) Fincantieri (I) Fonte: Bob Alton PCL: Emissions Abatement Technology LNG Strategy – Miami, March 12 GAS NATURALE LIQUEFATTO: SOLUZIONI PROGETTUALI PER NAVI PASSEGGERI SanFrancisco Hong Kong Existing or under construction Existing Proposed Planned Marine LNG Terminals Darwin Perth Discussed Exisiting & Expected ECA’s Fonte: Bob Alton PCL: Emissions Abatement Technology LNG Strategy – Miami, March 12 Sydney GAS NATURALE LIQUEFATTO: SOLUZIONI PROGETTUALI PER NAVI PASSEGGERI Esistono già normative internazionali specifiche, anche se talvolta riferite al trasporto piuttosto che all’utilizzo di LNG: • International Code for the Construction & Equipment of Ships Carrying Liquified Gas in Bulk – IGC Code; • International Code of Safety for Ships using Gas or other low flash point fuels – IGF Code & Guidelines, • regolamenti e linee guida da parte di alcuni Registri di Classifica navali. Fonti: • Gerd Würsig Germanischer Lloyd: : State of the Art, Safety, Regulations for Gas as Ship Fuel 2011 • Danish Maritime Autority: North European LNG Infrastructure Project IMPIANTISTICA DI BORDO: MOTORI E GENERATORI In produzione tre tipi di motori alimentati a LNG: - - Gas-Diesel: il funzionamento avviene mediante una miscelazione di gasolio e gas o solo gasolio. Il ciclo di riferimento è quello Diesel con l’immissione del gas ad alta pressione - Dual-Fuel: il funzionamento a gas avviene con l’1% di MGO e il restante di gas; può essere fatto funzionare a solo gasolio. L’immissione del gas avviene a bassa pressione. Tali sistemi implicano la presenza di una doppia alimentazione, doppi serbatoi e doppio piping di alimentazione, sistemi di sicurezza per entrambe le alimentazioni… - . - Spark Ignition Gas: L’unico combustibile è il gas, la combustione della miscela di gas ed aria avviene in un ciclo Otto, innescata da una scintilla. L’immissione del gas avviene a bassa pressione. Source: MAN Diesel & Turbo IMPIANTISTICA DI BORDO: STOCCAGGIO DEL GAS GAS NATURALE LIQUEFATTO INIZIATIVE DI RICERCA DELLA CANTIERISTICA EUROPEA In Germania il governo sta sovvenzionando numerosi progetti per l’utilizzo di fonti di energia alternative, la riduzione di emissioni nocive ed il risparmio energetico coinvolgendo i maggiori nomi dell'industria tedesca. In questo ampio contesto si evidenziano due progetti di ricerca: “Evaluation of bunker requirements of LNG fuelled ships based on existing and new regulations. Standards for LNG bunkering and the interface between land based LNG supply and consumer at different locations. Safe and competitive gas refuelling in European ports. Basic design of a LNG bunker vessel with a suitable transfer system.”. Riguarda gli aspetti tecnici e di sicurezza, oltreché logistici e ambientali. INIZIATIVE DI RICERCA DELLA CANTIERISTICA EUROPEA PER NAVI ALIMENTATE A LNG Utilizzo del gas come combustibile marino. Progettazione e sviluppo di soluzioni tecniche per propulsione a gas su cruise, mega-yacht e RoPax. Meyer Werft è capofila per le navi da crociera, Lürssen per gli yacht Flensburger per i ferry Progetti per la realizzazione di unità passeggeri e yacht con propulsione a gas INIZIATIVE DI RICERCA FINCANTIERI PER NAVI ALIMENTATE A LNG Breakthrough in European Ship and Shipbuilding Technologies - FP7-SST2008-RTD-1 Large-scale integrating project Studi su sistemi dual-fuel e progetti precompetitivi: • nave passeggeri con serbatoi gas orizzontali - Meyer Werft • ferry con serbatoi gas verticali - Fincantieri in collaborazione con Wartsila e RINA Ministero Istruzione Università e Ricerca – PON R&C Progetto SEAPORT • Studio di sistemi per le aree portuali e l’interconnessione nave–porto finalizzato all'alimentazione di navi bi-fuel. BESST IV.1 TOTAL ENERGY MANAGEMENT AND ALTERNATIVE ENERGY SOURCES Typical Mediterranean Passenger Ferry LNG as environment friendly marine fuel 4 Wärtsilä 9L50DF Diesel Electric Engines (500 rpm, 50Hz) Vertical LNG tanks BESST IV.1 TOTAL ENERGY MANAGEMENT AND ALTERNATIVE ENERGY SOURCES 2 independent tanks type C, in accordance with IMO IGC Code Filling and loading limit in accordance with IMO IGF Code. Tot. design pressure = 11.6 bar (g) Design temp. range = -196 +45 ˚C LNG Low Heating Value = 49,2 MJ/kg Inner shell = Austenitic stainless steel Insulation = Vacuum insul. + perlite LNG tank dimensions = 3,6 x 24 m LNG capacity = 2 x 165 m3 BESST IV.1 TOTAL ENERGY MANAGEMENT AND ALTERNATIVE ENERGY SOURCES Service conditions - given navigation profile BESST IV.1 TOTAL ENERGY MANAGEMENT AND ALTERNATIVE ENERGY SOURCES Service conditions Range BESST HA-A LIFE CYCLE PERFORMANCE ASSESSMENT TOOL A nave con apparato motore tradizionale B1 nave con app. motore esclusivamente a LNG B2 nave con apparato motore Dual-Fuel 100% HFO 100% LNG LNG 50% HFO 50% Perdita di 16 cabine interne BESST HA-A LIFE CYCLE PERFORMANCE ASSESSMENT TOOL Global warming potential (t of CO2 equivalent, e.g. comparing gas or liquid fuel) Acidification Potential (t of SO2 equivalent, depending on sulphur content in fuel, e.g. 0.1% in ECA) Eutrophication Potential (equivalent tons of NOx contributing to euthropication) 100% HFO 50% LNG 100% LNG 100% HFO 100% LNG 50% LNG 100% HFO 50% LNG 100% LNG 100% HFO 50% LNG 100% LNG 100% HFO 50% LNG 100% LNG 100% HFO 50% LNG 100% LNG BESST HA-A LIFE CYCLE PERFORMANCE ASSESSMENT TOOL 100% LNG Innovation effect 100% HFO Trend of positive effects BESST HA-A LIFE CYCLE PERFORMANCE ASSESSMENT TOOL Il maggior guadagno dovuto alla presenza di 16 cabina interna in più è minimo rispetto alla spesa in HFO per più di 30 anni I costi dovuti alla doppia alimentazione devono essere sommati FINCANTIERI C.6239 Matane–Baie-Coeau–Godbout Ro-Ro Passenger Ferry FINCANTIERI C.6239 Matane–Baie-Coeau–Godbout Ro-Ro Passenger Ferry 30 Nm 35 Nm FINCANTIERI C.6239 Matane–Baie-Coeau–Godbout Ro-Ro Passenger Ferry SVANTAGGI dell’LNG E ALTERNATIVE Svantaggi • Potere energetico inferiore ad altre fonti • Infrastrutture: effetto NIMBY costo degli impianti, serbatoi, pompe criogeniche, vaporizzatori, stazione di controllo, formazione e professionalità, ecc. • Come varierà il costo del gas all’aumentare della domanda e della dipendenza? • Legislazioni future Alternative • • • • • • Bio-fuels: realtà * quantità? Energie rinnovabili , solare, eolica … : quantità? Fuel cells: da vent’anni “saranno utilizzabili tra 5 anni” Idrogeno: caro e pericoloso, di difficile stoccaggio Nucleare: dipende dalla politiche Petrolio: da cent’anni “ce n’è per I prossimi 20 anni” • Scrubbers, SCR, filtri: spostano l’inquinamento, non lo eliminano GRAZIE PER L’ATTENZIONE ing. Furio Boschieri Fincantieri Cantieri Navali Italiani S.p.A. Corporate - Progetti e Coordinamento Ricerca Via Genova, 1 - 34121 Trieste - Italia/Italy Tel/Ph. +39 040 319 2455 E-mail [email protected]