Siemens Energy discute la crescente ondata di elettrificazione

Ampere, il primo traghetto elettrico al mondo per auto e passeggeri, utilizza un sistema di propulsione Siemens Energy e batterie agli ioni di litio alimentate ad energia idroelettrica, consentendo a Norled di risparmiare fino al 60% sui costi del carburante. (Foto: Siemens Energy)

Edward Schwarz, responsabile delle vendite delle unità marine per Stati Uniti e Canada presso Siemens Energy, ha iniziato la sua carriera lavorando su navi a vapore nei primi anni 2000.

"Non perché fossi un grande appassionato di navi a vapore o qualcosa del genere. Era solo che costituivano gran parte della nostra flotta nazionale: queste imbarcazioni costruite negli anni '50 e '60, alimentate da turbine a vapore con caldaie", ha commentato. "E poi avevamo i motori diesel".

Edward Schwarz

Il diesel è diventato predominante nelle navi di nuova costruzione negli anni '60, segnando una transizione importante per il settore marittimo. Tuttavia, come dimostra l'esperienza di Schwarz, tali cambiamenti possono richiedere tempo per essere pienamente realizzati.

Ora Schwarz ritiene che il settore si trovi nel mezzo di un'altra transizione, che potrebbe rivelarsi altrettanto significativa.

"Stiamo assistendo a un passaggio dai sistemi meccanici diesel convenzionali alla propulsione elettrica. Abbiamo imbarcazioni a propulsione elettrica da oltre 100 anni, ma si stanno adattando meglio a nuovi tipi di applicazioni", ha osservato Schwarz. "Imbarcazioni che in precedenza non erano elettrificate ora cercano l'elettrificazione.

"Assistere a questa transizione verso questa nuova tecnologia – che si tratti di veicoli completamente elettrici, ibridi o a celle a combustibile, o combustibili alternativi – rappresenta un cambiamento radicale nel settore", ha continuato. "Stiamo assistendo a un cambiamento che probabilmente non si vedeva dal passaggio dal vapore al diesel".

Queste nuove tecnologie rendono questo "un ottimo momento per essere un ingegnere nel settore marittimo", ha aggiunto Schwarz. Tuttavia, ha riconosciuto che ci sono numerose sfide che ne derivano. Pertanto, parte del suo ruolo in Siemens Energy è quello di educare gli armatori su "ciò che è possibile" e di contribuire alla creazione di progetti iniziali che non solo riducano le emissioni di un'imbarcazione, ma ne migliorino anche la sicurezza e l'affidabilità.

Piccole imbarcazioni sondano il terreno

L'esperienza di Schwarz nel settore marittimo abbraccia quasi tre decenni. Ha iniziato come ingegnere di bordo ed è cresciuto fino a ricoprire il ruolo di ingegnere capo, lavorando su petroliere battenti bandiera statunitense, portacontainer e una varietà di navi oceaniche. Gli ultimi 20 anni circa li ha trascorsi lavorando a terra allo sviluppo di sistemi di propulsione più sicuri ed efficaci.

Schwarz è approdato in Siemens Energy nel settembre 2024, dove ha il compito di supervisionare gli sforzi di ibridazione ed elettrificazione dell'azienda. Come in altri settori industriali, ha affermato che la forza trainante dietro l'adozione di tali tecnologie è la decarbonizzazione.

"Credo che dal 2% al 3% delle emissioni globali sia attribuito al settore marittimo, soprattutto al trasporto marittimo globale", ha sottolineato. "Quindi, il settore sta cercando di essere più responsabile, di continuare a movimentare grandi quantità di merci in modo molto efficiente e sicuro, ma anche di ridurre l'impronta di carbonio del settore".

Il traghetto Esperanza 'Hope' Andrade, dotato del sistema BlueDrive PlusC di Siemens Energy, migliora l'esperienza di viaggio per i visitatori di Galveston e della penisola di Bolivar, incrementando il turismo e riducendo i tempi di attesa grazie alla sua maggiore capacità e al design efficiente. (Foto: The Shearer Group, Inc.)

Praticamente il 100% dell'industria marittima è interessato a scoprire le potenzialità dell'elettrificazione, ha affermato Schwarz. Tuttavia, sebbene la tecnologia sia teoricamente scalabile a una vasta gamma di applicazioni, non è praticabile o realizzabile per tutte le imbarcazioni. Per alcuni, è troppo economicamente vantaggiosa, mentre per altri il profilo operativo dell'imbarcazione potrebbe non essere compatibile con le soluzioni attualmente disponibili.

Ad esempio, nelle navi cargo, l'enorme mole di sistemi necessari per coprire le distanze richieste, unita alla priorità data allo spazio di carico rispetto all'accumulo di energia a bordo, rendono l'elettrificazione nella sua forma attuale ampiamente impraticabile. D'altra parte, un traghetto per brevi distanze che si muove esclusivamente tra il Punto A e il Punto B si presta facilmente a questa tecnologia.

Sebbene un traghetto sia piccolo rispetto a una nave portacontainer, il suo ingombro è notevole in rapporto all'energia necessaria per il suo funzionamento, ha affermato Schwarz. "Questo offre l'opportunità di installare una quantità significativa di accumulo di energia... per tale operazione", ha spiegato. "Possono avere a bordo i generatori per le emergenze, ma anche poter installare batterie per le operazioni ordinarie e tutte le apparecchiature di condizionamento e distribuzione elettrica necessarie per il funzionamento della nave."

Il sistema di batterie agli ioni di litio BlueVault di Siemens Energy è scalabile ed è stato installato su oltre 60 imbarcazioni ibride e completamente elettriche in tutto il mondo. (Foto: Siemens Energy)

Poiché tali applicazioni sono intrinsecamente più fattibili, le flotte più piccole all'interno delle comunità locali hanno guidato la spinta verso l'elettrificazione.

"I cambiamenti più significativi nel design di solito avvengono all'interno delle aziende con le spalle più larghe e i team e gli investitori più numerosi che possono permettersi di apportare questo tipo di cambiamenti", ha affermato Schwarz. "Ma nel settore marittimo la situazione è unica, perché stiamo vedendo che il settore più incline al cambiamento sono le navi più piccole. Si tratta di navi per il trasporto marittimo a corto raggio, gestite e possedute localmente. Sono loro che... stanno davvero guidando la ricerca sull'elettrificazione".

Questi primi utilizzatori stanno gettando le basi per quelli che verranno. "Le aziende disposte ad assumersi il rischio di integrare nuove tecnologie, di affrontare il processo normativo, di affrontare un periodo di progettazione più lungo, e magari anche i costi aggiuntivi per la consegna di queste imbarcazioni al mercato, [stanno di fatto] supportando e in un certo senso formando tutte le persone che verranno dopo di loro", ha affermato Schwarz.

"Si assumono il rischio di realizzare queste prime imbarcazioni. Per me, è una passione personale sostenerli e assicurarmi che abbiano successo, perché sono pionieri in molte [di queste] cose."

Dall'indipendenza alle partnership

Con l'avanzare della transizione energetica nel settore marittimo, Schwarz prevede che nei prossimi cinque-dieci anni molte aziende riesamineranno tutti i loro sistemi energetici installati.

"Un tempo, l'imbarcazione più attraente da progettare era quella più indipendente, in grado di fare tutto indipendentemente da qualsiasi supporto", ha osservato. "Si creava la propria elettricità. Si aveva il proprio sistema di depurazione delle acque. Si produceva e si purificava l'acqua a bordo. Si voleva limitare il più possibile la dipendenza dalle attività a terra, perché questo rendeva l'imbarcazione estremamente indipendente, estremamente versatile e permetteva di controllare il proprio destino all'interno del proprio progetto.

"Ora, ciò a cui stiamo assistendo nell'ambito di questo enorme cambiamento tecnologico, in questo sforzo di decarbonizzazione, è che le aziende stanno riducendo il desiderio di essere il più indipendenti possibile e stanno piuttosto valutando come collaborare con i fornitori di servizi pubblici per fornire [elettricità] alle loro imbarcazioni e alla loro flotta, oppure integrando combustibili alternativi e nuove tecnologie".

Gli armatori e gli operatori di flotte che si stanno allontanando dall'approccio "microstatale" avranno bisogno di partner del settore che forniscano soluzioni in grado di garantire che la loro crescente dipendenza da fonti energetiche terrestri più ecologiche rappresenti un vantaggio per la decarbonizzazione e non un ostacolo. È qui che entra in gioco Siemens Energy, ha affermato Schwarz.

"In Siemens Energy, siamo un partner eccellente per la progettazione completa, l'approccio sistemico completo, la comprensione del funzionamento delle imbarcazioni, la comprensione delle loro esigenze, ma anche la comprensione del lato utility e della rete di queste applicazioni", ha affermato. "Stiamo considerando l'intero processo, dalla utility che fornisce l'energia all'elica, al supporto del proprietario in questo sforzo di elettrificazione o decarbonizzazione".

Schwarz ha descritto l'azienda non solo come un'azienda di prodotti, ma anche come un fornitore di soluzioni: una posizione che, a suo dire, rende Siemens Energy "unicamente qualificata per fornire un approccio completo quando si esamina la progettazione di nuove imbarcazioni".

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PODCAST: Siemens Energy vede una crescente ondata di elettrificazione nel settore marittimo Ed Schwarz discute la transizione verso l'elettrificazione e come il settore si sta evolvendo di conseguenza