CIMAC 2025: Decarbonizzare il trasporto marittimo

Partecipanti alla conferenza alla cena di gala del CIMAC (Foto: CIMAC)

Il Congresso CIMAC, che si tiene ogni tre anni, riunisce i delegati coinvolti nello sviluppo, nella produzione, nell'implementazione e nei test dei motori a combustione interna utilizzati in una serie di applicazioni, tra cui la propulsione marina/navale, la trazione ferroviaria e la produzione di energia.

Il congresso cambia sede tra i paesi membri per ogni evento triennale; l'ultima edizione si è tenuta a Busan, in Corea del Sud, nel maggio 2023, dopo essere stata rinviata a causa della pandemia di COVID. Nel 2025, la conferenza si è tenuta a Zurigo, in Svizzera. Sebbene i relatori abbiano presentato relazioni su una serie di argomenti, tra cui la connettività digitale e l'integrazione di sistema, l'attenzione è stata prevalentemente rivolta alle tecnologie volte a contribuire alla decarbonizzazione dei motori utilizzati nel trasporto marittimo.

Obiettivi di emissione IMO

Introdotta il 1° gennaio 2020, la norma IMO 2020 (Organizzazione Marittima Internazionale) ha stabilito che il contenuto massimo di zolfo consentito nell'olio combustibile utilizzato nel trasporto marittimo sia ridotto dal 3,5 allo 0,5% per ridurre le emissioni di ossido di zolfo (SOx). Questa norma è obbligatoria per tutte le navi, ad eccezione di quelle che operano nelle aree di controllo delle emissioni, dove il contenuto di zolfo è già limitato allo 0,1%.

Parte della Convenzione internazionale per la prevenzione dell'inquinamento causato dalle navi (MARPOL), si prevedeva che il nuovo limite avrebbe comportato una riduzione del 77% delle emissioni complessive di SOx, equivalente a una riduzione annua di circa 8,5 milioni di tonnellate di SOx.

Oltre a ciò, nel 2023 l'IMO ha introdotto la sua strategia rivista sui gas serra (GHG). Questa prevede una serie di obiettivi da raggiungere nei prossimi decenni, tra cui una riduzione del 20-30% delle emissioni di gas serra entro il 2030, una riduzione del 70-80% entro il 2040 e il raggiungimento di emissioni nette di gas serra pari a zero entro il 2050 (le emissioni di gas serra non devono essere pari a zero al momento dell'emissione se vengono compensate in qualche modo).

Decarbonizzazione del carburante

Per raggiungere questo ambizioso obiettivo di zero emissioni nette, sarà necessario adottare combustibili diversi dal gasolio, in combinazione con nuove tecnologie motoristiche. Idrogeno e ammoniaca sono tipi di combustibile che possono supportare una migliore efficienza del gasolio se utilizzati in un motore a doppio combustibile. Nel suo articolo "Decarbonizzare i sistemi di alimentazione marittima con integrazione di idrogeno e ammoniaca", Sadi Tavakoli di SINTEF Ocean ha esaminato il potenziale di riduzione delle emissioni nell'utilizzo di un sistema a doppio combustibile.

Sulla base di 280 giorni di dati reali sul consumo di carburante raccolti da una nave mercantile norvegese, l'analisi effettuata utilizzando il framework di modellizzazione FEEMS (Fuel Emissions Energy Calculation for Machinery System) ha dimostrato che sarebbe possibile ridurre le emissioni introducendo motori alimentati a idrogeno o ammoniaca. È stato tuttavia osservato che l'approvvigionamento di varianti ecologiche di entrambi i carburanti era fondamentale per ottenere le maggiori riduzioni delle emissioni di gas serra.

Benefici del metanolo

Un altro combustibile alternativo che offre il potenziale per ridurre le emissioni di gas serra è il metanolo. "Methanol Dual Fuel Engine Development Status", presentato da Yoshinori Kaji di Daihatsu Diesel MFG, ha illustrato come l'azienda stia portando avanti le sue ricerche con l'obiettivo di garantire un uso efficiente del metanolo in un motore a combustione interna.

Porta metanolo Iniettore di Heinzmann (Foto: Heinzmann)

Esistono due metodi per introdurre il metanolo in un motore a combustione interna: iniezione indiretta o iniezione diretta. Sebbene l'iniezione indiretta offra il vantaggio di una pressione di iniezione inferiore (circa 60 bar), questo metodo può talvolta causare una combustione "anomala". Per questo motivo, si è deciso di utilizzare l'iniezione diretta. Poiché il carburante viene introdotto a circa 600 bar, evapora rapidamente, ma questo metodo richiede anche una maggiore compressione del motore e iniettori in grado di erogare sia metanolo che gasolio.

Daihatsu continua a lavorare allo sviluppo del suo motore a doppia iniezione diretta per applicazioni marine.

Impatto dell'olio motore

Come accennato in precedenza, l'ammoniaca è un combustibile oggetto di studio per il suo potenziale di riduzione delle emissioni marine. Tuttavia, a differenza dell'olio combustibile pesante, l'ammoniaca ha scarse proprietà lubrificanti, il che significa che l'olio motore deve lavorare di più per ridurre l'attrito e mantenere una temperatura accettabile del motore.

Ricevimento di benvenuto alla conferenza CIMAC (Foto: CIMAC)

"Lubrificanti che consentono carburanti alternativi per la decarbonizzazione marittima" è l'idea avanzata da Edward Ng della Gulf Marine, un'azienda che ha condotto studi per determinare se i carburanti alternativi come l'ammoniaca possano avere un effetto dannoso sull'olio motore.

Secondo le conclusioni presentate nel rapporto, sebbene non tutti i test al banco abbiano indicato un calo delle prestazioni, alcuni hanno evidenziato un degrado delle prestazioni negli oli invecchiati definitivamente. È stato osservato che i test sugli oli utilizzati con ammoniaca come combustibile non hanno rivelato alcun "grave deterioramento" delle prestazioni dell'olio.

Un collegamento all'elenco completo degli articoli presentati al Congresso CIMAC 25 è disponibile cliccando qui .