Descrizione sintetica di un progetto finalizzato ad implementare nel settore nautico un sistema integrato imbarcazioni/stazioni di rifornimento con alimentazione alternativa ai derivati del petrolio (benzina e gasolio). Il progetto ha carattere innovativo e sperimentale. Si inserisce nel quadro delle iniziative da intraprendere per la limitazione delle emissioni di anidride carbonica; per il miglioramento della qualità delle acque marine, soprattutto nei porti ma anche nelle aree protette; per la diminuzione dei costi di gestione legati all’aumento dei prodotti petroliferi nella nautica da diporto e nel settore della pesca. Il progetto si sviluppa a partire da porti del Mare Adriatico, ma potrà in seguito estendersi all’intera area mediterranea.

Sono due le principali crisi che hanno recentemente colpito l’intero settore energetico. L’aumento dei costi petroliferi (circa il 60% negli ultimi due anni) e il rapido aggravarsi del riscaldamento del pianeta causato dalla combustione degli idrocarburi fossili.

A questo si aggiungono altri fattori quali la prospettiva a lungo termine di un esaurimento delle risorse fossili, di gravi tensioni geopolitiche per il controllo delle risorse, aspetti legati a considerazioni sulla globalizzazione in atto e sull’aumento del peso demografico.

Tutti questi fattori mandano rapidamente in crisi il sistema tradizionale di approvvigionamento energetico a cui eravamo ormai abituati. Occorre rapidamente trovare nuove soluzioni.

L’Italia ha già assunto impegni internazionali quali la ratifica del Protocollo di Kyoto e le recenti decisioni del Consiglio dell’Europa a Bruxelles dello scorso marzo, che ormai dovrà rispettare pena sanzioni. D’altra parte l’Italia importa dall’estero la gran parte dell’energia che consuma e questo incide negativamente sulla sua bilancia dei pagamenti.

Ciò premesso non si potrà che fare riferimento ad un rapido sviluppo delle fonti rinnovabili di energia, cioè all’energia solare nelle sue varie forme (eolico, radiazione solare, idroelettricità, biomasse) e al calore endogeno terrestre: la geotermia).

Le fonti rinnovabili di energia hanno la caratteristica di essere quasi tutte discontinue (eccetto la geotermia) rispetto ai combustibili fossili e all’uranio utilizzato per il nucleare. Per le fonti energetiche tradizionali, concentrate, il problema si pone soprattutto come sicurezza degli approvvigionamenti e come costo delle materie prime (oltre ai costi ambientali e sociali di cui abbiamo già parlato).

Le fonti rinnovabili sono gratuite e diffuse sul territorio (ed anche cospicue: oltre 15.000 volte i nostri attuali consumi energetici) ma necessitano di essere stabilizzate per la continuità dell’utilizzo. E’ questo uno dei ruoli fondamentali dell’idrogeno: accumulatore e vettore di energie rinnovabili. Il ricorso all’idrogeno consente di utilizzare anche nel settore dei trasporti le energie rinnovabili. La mobilità e il trasporto merci incidono come il 30% circa del discorso generale dell’energia e sono all’origine di vari importanti danni ambientali e sanitari.

Il settore marittimo non supera certo i danni prodotti dalla circolazione terrestre, ma è un importante comparto dei trasporti dove, per varie ragioni, è più facile avviare sperimentazioni.

Il ricorso all’idrogeno consente di utilizzare la tecnologia delle fuel cell, sistemi elettrochimici di produzione di energia elettrica molto efficienti e ad emissioni zero, sviluppati negli scorsi decenni per le navicelle spaziali.

Idrogeno prodotto da fonti rinnovabili come combustibile, fuel cell come sistemi di produzione di energia elettrica e utilizzo di motori elettrici costituirebbe il sistema integrato ideale. Nessuna emissione nociva, contributo zero all’effetto serra, eliminazione dei rumori e delle vibrazioni, eliminazione della dipendenza geopolitica sugli approvvigionamenti energetici.

Secondo la visione del Prof. Jeremy Rifkin autore di “Economia all’Idrogeno”, questo sistema a cui va aggiunta la interconnessione in rete delle fuel cell, è in grado di implementare una terza rivoluzione industriale in grado di salvare il pianeta dalle gravi conseguenze del riscaldamento globale e dar vita ad una economia dell’idrogeno in cui si realizza una redistribuzione delle ricchezze a livello planetario (nuova globalizzazione dal basso) e un modello sociale e politico più equo. Dalla geopolitica alla politica della biosfera.

In attesa di poter fare riferimento allo schema energetico sopra descritto, si potrà fare ricorso a soluzioni transitorie in grado di abbattere notevolmente il carico inquinante e, nello stesso tempo aprire la strada al modello dell’economia dell’idrogeno.

Le soluzioni di cui si parla utilizzano ancora i motori a combustione della seconda rivoluzione industriale, ma li alimentano con combustibili alternativi ai prodotti petroliferi: gas naturale, biogas, miscela metano- idrogeno (idrometano).

 

Si vuole implementare uno schema di approvvigionamento energetico per la nautica basato sul sistema energie rinnovabili – idrogeno. Verrà descritto anche uno schema a gas naturale e idrometano, di transizione.

 

L’energia primaria viene fornita dal sole e dal vento. La combinazione dei due elementi, sul mare, è quasi sempre presente. L’idrogeno funge da accumulatore di queste energie rinnovabili. E’ prodotto dall’acqua mediante elettrolizzatori ed è utilizzato come combustibile alternativo a benzina e gasolio per la propulsione di imbarcazioni da diporto e da lavoro, a vela e a motore.

 

Questa catena sole-vento, eletrolizzatore, acqua, idrogeno viene realizzato sia nei distributori da realizzare nei porti, sia a bordo di imbarcazioni a vela.

 

L’idrogeno così prodotto può essere stoccato con varie tecniche, come gas compresso o mediante sistemi a idruri metallici (sia a terra che a bordo).

 

L’idrogeno immagazzinato a bordo di vari tipi di imbarcazioni mediante contenitori in fibra di carbonio o contenitori a idruri metallici può essere utilizzato per alimentare celle a combustibile (fuel cell) o utilizzato come combustibile in motori a combustione interna, da solo o mescolato al metano.

 

Nelle celle a combustibile va utilizzato puro al 99,999%. Viene ossidato con l’aria atmosferica e produce energia elettrica in grado di alimentare un motore elettrico in maniera molto efficiente.

Il sistema motore elettrico – fuel cell è silenzioso e praticamente privo di vibrazioni. Produce acqua distillata che può essere utilizzata e calore che può essere utilizzato a bordo. Null’altro. Niente combustibili oleosi, niente perdite in mare. Va benissimo per le aree marine protette e per le acque interne. Inquinamento zero e niente rumore.

 

Le imbarcazioni a vela navigano per lo più con il vento e utilizzano il motore solo limitatamente alle manovre in porto e a determinate condizioni di navigazione. Questo significa che la riserva di idrogeno a bordo non è necessariamente molto grande, anche perché le imbarcazioni a vela utilizzano tipicamente motori di piccola potenza. Questo ci consente di pensare di poter produrre idrogeno a bordo durante la navigazione, anche perché si dispone di spazi e alberi che lo consentono. Si pensa di produrre idrogeno utilizzando rotori eolici verticali e fotovoltaico.

Naturalmente l’imbarcazione potrebbe rifornirsi di idrogeno presso i distributori portuali, ma avrà la capacità di autoprodursi il combustibile durante la navigazione, e quindi navigare anche in luoghi in cui non sono presenti distributori a idrogeno. Si pensa di realizzare un primo prototipo che potrà poi fungere da “messaggero”, cioè effettuare un tour di sensibilizzazione e di presentazione.

La potenzialità mediatica di questo prototipo è sicuramente considerevole.

 

Il distributore. Va realizzato in aree portuali di facile accesso e dove è possibile installare pannelli fotovoltaici e rotori eolici. E’ necessario che il distributore possa essere raggiunto da una tubatura per il gas metano, proveniente dalla rete cittadina o da un impianto per la produzione di biogas. Lo schema del distributore è simile a quello realizzato a terra a Colle Salvetti (vicino Livorno). Vedere sito www.autoidrogeno.it. E’ importante attenersi alle norme di sicurezza per quanto attiene distanze e precauzioni.

Sarà importante far evolvere le normative esistenti.

Il distributore potrà erogare: idrogeno puro prodotto da fonti rinnovabili; metano proveniente dalla rete o da impianti di biogas; miscela 70% - 30% di metano ed idrogeno.

Naturalmente è necessario prevedere in loco sistemi di stoccaggio e compressori.

Questo distributore potrà essere utilizzato sia da imbarcazioni da diporto che da lavoro (pescherecci, rimorchiatori).

Si pensa di realizzare un primo distributore in un porto dell’Adriatico (Monopoli dove è presente l’Università dell’idrogeno) e poi di organizzare una rete di punti di rifornimento che consentano la navigazione in Adriatico con questi combustibili alternativi al petrolio.

Adriatico primo mare ad idrogeno del mondo.

 

I motori a combustione interna sia a benzina che a gasolio possono essere trasformati a metano ed idrometano. Oppure montare direttamente motori che nascano con queste caratteristiche.

Anche in questo caso è necessario realizzare alcuni primi prototipi.

 

L’utilizzo del metano a bordo di imbarcazioni da diporto o da lavoro comporta, oltre agli indubbi vantaggi in termini di emissioni nocive, un risparmio di tutto rispetto in termini economici, non inferiore al 50% dei costi. La sicurezza a bordo sarebbe addirittura superiore.

 

L’idrometano comporta una complicazione in più, ma ottiene i seguenti vantaggi: crea le condizioni per poter far lavorare i primi distributori ad idrogeno prodotto in loco mediante fonti rinnovabili, in attesa che le imbarcazioni a fuel cell si diffondano, rifornendo motori già esistenti; rende immediatamente possibile l’introduzione di un 30% di energia prodotta da fonti rinnovabili e quindi in sostituzione delle fonti fossili; migliora ulteriormente l’abbattimento delle emissioni nocive e climalteranti; migliore anche le prestazioni del motore.

 

Il sistema integrato imbarcazioni/distributori descritto consente l’avvio di un processo di rinnovamento su larga scala che porta indubbi vantaggi in campo ambientale e della tutela del mare, in campo economico, sanitario e nel rispetto degli accordi internazionali per la protezione del clima. I processi che sarebbero messi in moto avrebbero conseguenze profonde e non tutte immediatamente intuibili.

Si propone quindi di dare avvio alla complessa operazione iniziando a realizzare i primi prototipi sulle due tipologie di barche descritte (a vela e a motore) e sulla realizzazione di un primo distributore portuale ad idrogeno, metano ed idrometano.

 

Il progetto prevederà anche dei necessari aspetti legati alla formazione. Verranno organizzati corsi diretti ad operatori portuali, gente di mare, dipartisti. I corsi si terranno presso l’Università dell’Idrogeno nei pressi del porto di Monopoli, e avranno carattere teorico e pratico con la possibilità di utilizzare le attrezzature realizzate con i prototipi.