Gas Naturale Liquefatto: soluzioni progettuali per navi passeggeri ed interfaccia logistica bordo-terra

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1 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

2 NOx Limit g/kwh (514rpm) 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 Fonti: Bob Alton PCL: Emissions Abatement Technology LNG Strategy Miami, March 12 Danish Maritime Autority: North European LNG Infrastructure Project NOx Tier I Tier II Global Tier III (ECA) Year 2

3 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 Proposed Marine LNG Terminals Existing Planned Discussed Exisiting & Expected ECA s Fonte: Bob Alton PCL: Emissions Abatement Technology LNG Strategy Miami, March 12

4 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

5 SVILUPPO DELLA PROPULSIONE A GAS NEL NORD EUROPA CONSEGNA NOME ARMATORE LFT COSTRUTTORE 2000 Glutra 122, Bergensfjord 130, Stavangerfjord 129,0 Fjord Raunefjord 130,0 STX Europe-Norwegian Shipyards 2007 Mastrafjord 129, Fanafjord 130, Moldefjord Fjord1 122,2 Remontowa Shipbuilding SA (PL) 2009 Tideprinsen Tide Sjø 50,0 STX France 2009 Tidekongen Tide Sjø 50,0 STX France 2009 Tidedronningen Tide Sjø 50,0 STX France 2010 Fannefjord Fjord1 122,2 Remontowa Shipbuilding SA (PL) 2010 Romsdalsfjord Fjord1 122,2 Remontowa Shipbuilding SA (PL) 2010 Korsfjord Fjord1 122,2 Remontowa Shipbuilding SA (PL) 2012 Landegode Torghatten Nord 93,0 Remontowa Shipbuilding SA (PL) 2012 Vaeroy Torghatten Nord 93,0 Remontowa Shipbuilding SA (PL) 2012 Baroy Torghatten Nord 93,0 Remontowa Shipbuilding SA (PL) 2013 Lodingen Torghatten Nord 93,0 Remontowa Shipbuilding SA (PL) 2013 Viking Grace Viking Line 214,0 STX Finland 2013 Stavangerfjord Fjord Line 170,0 Bergen/Fosen (N) 2013 Bergensfjord Fjord Line 170,0 Bergen/Fosen (N) 2013 NA Tide Asa 124,0 Remontowa Shipbuilding SA (PL) 2013 NA Tide Asa 124,0 Remontowa Shipbuilding SA (PL) 2014 STQ STQ Quebec 130,0 Fincantieri (I) TOTALE 23 Fonte: Bob Alton PCL: Emissions Abatement Technology LNG Strategy Miami, March 12

6 GAS NATURALE LIQUEFATTO: SOLUZIONI PROGETTUALI PER NAVI PASSEGGERI SanFrancisco Hong Kong Existing or under construction Existing Darwin Proposed Marine LNG Terminals Planned Discussed Exisiting & Expected ECA s Perth Fonte: Bob Alton PCL: Emissions Abatement Technology LNG Strategy Miami, March 12 Sydney

7 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

8 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.

9 IMPIANTISTICA DI BORDO: STOCCAGGIO DEL GAS

10 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.

11 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

12 INIZIATIVE DI RICERCA FINCANTIERI PER NAVI ALIMENTATE A LNG Breakthrough in European Ship and Shipbuilding Technologies - FP7-SST 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.

13 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

14 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 = 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 m 3

15 BESST IV.1 TOTAL ENERGY MANAGEMENT AND ALTERNATIVE ENERGY SOURCES Service conditions - given navigation profile

16 BESST IV.1 TOTAL ENERGY MANAGEMENT AND ALTERNATIVE ENERGY SOURCES Service conditions Range

17 BESST HA-A LIFE CYCLE PERFORMANCE ASSESSMENT TOOL A nave con apparato motore tradizionale 100% HFO B1 nave con app. motore esclusivamente a LNG 100% LNG B2 nave con apparato motore Dual-Fuel LNG 50% HFO 50% Perdita di 16 cabine interne

18 BESST HA-A LIFE CYCLE PERFORMANCE ASSESSMENT TOOL Global warming potential (t of CO 2 equivalent, e.g. comparing gas or liquid fuel) Acidification Potential (t of SO 2 equivalent, depending on sulphur content in fuel, e.g. 0.1% in ECA) Eutrophication Potential (equivalent tons of NO x contributing to euthropication)

19 100% HFO 50% LNG 100% LNG 100% HFO 100% LNG 50% LNG

20 100% HFO 50% LNG 100% LNG 100% HFO 50% LNG 100% LNG

21 100% HFO 50% LNG 100% LNG 100% HFO 50% LNG 100% LNG

22 BESST HA-A LIFE CYCLE PERFORMANCE ASSESSMENT TOOL 100% LNG Innovation effect 100% HFO Trend of positive effects

23 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

24 FINCANTIERI C.6239 Matane Baie-Coeau Godbout Ro-Ro Passenger Ferry

25 FINCANTIERI C.6239 Matane Baie-Coeau Godbout Ro-Ro Passenger Ferry 30 Nm 35 Nm

26 FINCANTIERI C.6239 Matane Baie-Coeau Godbout Ro-Ro Passenger Ferry

27 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

28 GRAZIE PER L ATTENZIONE ing. Furio Boschieri Fincantieri Cantieri Navali Italiani S.p.A. Corporate - Progetti e Coordinamento Ricerca Via Genova, Trieste - Italia/Italy Tel/Ph furio.boschieri@fincantieri.it