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.
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Tel/Ph. +39 040 319 2455
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