Sebbene gli e-fuel siano visti come soluzioni praticabili per supportare la decarbonizzazione, non ci si può aspettare che svolgano un ruolo importante nel settore marittimo globale entro il 2030 a causa dell’espansione limitata, ha rilevato l’Agenzia Europea per la Sicurezza Marittima (EMSA) nel suo ultimo rapporto che esplora i combustibili alternativi e le tecnologie di decarbonizzazione
Lisbona. Il 26 e 27 novembre l’EMSA ha tenuto un seminario sui combustibili alternativi e le soluzioni energetiche per il trasporto marittimo e i porti.
Il workshop ha discusso tre relazioni chiave sulla sicurezza dei combustibili alternativi: il bunkeraggio sicuro con i biocarburanti, la sicurezza dell’ammoniaca come carburante per il trasporto marittimo e la sicurezza dell’idrogeno come carburante per il trasporto marittimo, compresa l’analisi dell’affidabilità e della sicurezza pubblicata di recente.
Il rapporto “Potential of Synthetic Fuels for Shipping” è stato commissionato dall’EMSA e redatto dall’American Bureau of Shipping (ABS) e dal CE Delft come parte di una serie sui combustibili alternativi che copre già i biocarburanti, l’ammoniaca, l’idrogeno e la propulsione eolica.
Il nuovo rapporto esplora il potenziale degli e-fuel rinnovabili, in particolare l’e-diesel, l’e-metano e l’e-metanolo, prodotti da energia elettrica rinnovabile e CO2 rinnovabile da origine non biologica, poiché si ritiene che questi abbiano il più alto potenziale di utilizzo come combustibili marittimi, insieme all’e-ammoniaca e all’e-idrogeno.
L’analisi dei tre combustibili copre una serie di aree e indicatori, tra cui la produzione, la sostenibilità, la disponibilità, gli aspetti tecnico-economici e il panorama normativo.
Produzione
I percorsi di produzione degli e-fuel analizzati nello studio, vale a dire la sintesi del metanolo, la metanazione e la sintesi di Fischer-Tropsch, richiedono idrogeno rinnovabile e la Cattura Diretta dell’Aria (Direct Air Capture, DAC), che è la via principale per la produzione di CO2 non biogenica. Tuttavia, considerando che la tecnologia DAC è ancora in fase di dimostrazione, nessuno dei percorsi di produzione di e-fuel è tecnologicamente abbastanza avanzato per entrare nel mercato, ha dimostrato lo studio, proponendo la cattura del carbonio nell’acqua oceanica come alternativa al DAC.
Lo studio suggerisce che, a breve termine, è più fattibile affidarsi alle tecnologie e ai processi più avanzati per la produzione di e-fuel, con l’elettrolisi utilizzata per produrre idrogeno rinnovabile e il DAC per ottenere CO2 rinnovabile.
Un altro suggerimento afferma che, a breve termine, la CO2 residua biogenica (ad esempio, dalla produzione di biometano) potrebbe essere utilizzata come alternativa più economica per aumentare la produzione di e-fuel, ma i sistemi DAC dovrebbero essere sviluppati in parallelo per consentire il passaggio alla CO2 atmosferica e/o oceanica a lungo termine.
Sostenibilità
In termini di sostenibilità, l’EMSA ha affermato che i dati di misurazione delle emissioni non sono disponibili poiché la produzione di e-fuel è stata finora molto limitata.
In generale, ci si può aspettare che il contenuto di zolfo degli e-fuel sia pari a zero e che rimangano solo le emissioni dei carburanti pilota. Le emissioni di NOx possono essere ridotte del 20%-80% rispetto ai combustibili marittimi fossili, a seconda dell’e-fuel, del combustibile fossile e della tecnologia dei motori.
L’analisi ha mostrato che le emissioni di particolato (PM) sono ridotte sia per l’e-metanolo che per l’e-metano, con le emissioni di PM dell’e-diesel che sono superiori a quelle dell’e-metanolo e del metano, anche se gli effetti sulle emissioni di PM possono anche essere migliorati.
La relazione chiede un ulteriore sviluppo delle linee guida e degli standard internazionali già adottati in materia di Life Cycle Assessment (LCA) per consentire una valutazione completa dell’impatto dei gas serra dei combustibili alternativi, compresi gli e-fuel, e un confronto equo dell’impronta di carbonio tra i diversi percorsi di produzione per i diversi tipi di combustibili.
Nel rapporto sono stati affrontati anche i danni all’ambiente e alla biodiversità dovuti alla produzione di e-fuel, suggerendo ampie aree desertiche per grandi impianti di produzione di e-fuel e la desalinizzazione dell’acqua di mare come opzione migliore per la produzione di idrogeno.
Disponibilità
Per quanto riguarda la disponibilità, il rapporto ha indicato che la capacità di tutti i segmenti necessari per la produzione di e-fuel – impianti di elettricità rinnovabile, elettrolizzatori, DAC e impianti di sintesi di e-fuel – dovrà crescere enormemente per consentire la produzione su larga scala di e-fuel per l’industria marittima. I limitati tassi di espansione riscontrati nell’analisi della disponibilità indicano che non ci si può aspettare che il ruolo degli e-fuel svolga un ruolo importante nel trasporto marittimo globale entro il 2030.
Lo sviluppo tecnico e la velocità di implementazione della capacità DAC sono stati individuati come il principale collo di bottiglia nella crescita della capacità di produzione di e-fuel.
Il rapporto evidenzia che sostenere lo sviluppo di progetti dedicati agli e-fuel in cui la produzione di energia elettrica rinnovabile, la capacità di elettrolisi, la capacità di produzione di e-fuel e il DAC sono sviluppati contemporaneamente consentirà lo sviluppo tecnologico e l’espansione, eviterà che parti dei sistemi tecnici richiesti rimangano in ritardo nella capacità di produzione e renderà disponibile l’elettricità rinnovabile per la produzione di e-fuel.
Suggerisce inoltre che le parti interessate del settore del trasporto marittimo potrebbero contribuire all’espansione della disponibilità di e-fuel coinvestendo in progetti di produzione e firmando accordi di fornitura o contratti provvisori.
Anche le misure di sostegno alla politica finanziaria, le tasse sul carbonio e i meccanismi di scambio delle emissioni di carbonio sono elencati come modi per aumentare il DAC e ridurre i costi.
Aspetti tecnico-economici
L’analisi tecnico-economica ha valutato il costo dell’applicazione di tre tipi di e-fuel in diversi tipi di navi.
In termini di costo totale di proprietà (Total Cost of Ownership, TCO), il divario di costo tra le navi alimentate a e-fuel e quelle convenzionali a combustibili fossili potrebbe ridursi entro il 2050, se i costi di produzione degli e-fuel diminuiscono, mentre il costo dei combustibili fossili aumenta insieme ai costi del carbonio.
Nel complesso, i risultati suggeriscono che l’e-metanolo, l’e-diesel e l’e-etano, in tandem con la loro variante di biocarburante, oltre all’ammoniaca verde rinnovabile, sono i carburanti alternativi associati a un TCO aggiuntivo inferiore per sostenere la transizione verso il trasporto marittimo a zero emissioni di carbonio. Tuttavia, per garantirne l’adozione, potrebbero essere necessarie misure basate sul mercato globale per colmare il divario di prezzo tra gli e-fuel e i carburanti convenzionali.
Con lo sviluppo della diffusione degli e-fuel, l’infrastruttura di accompagnamento (come il bunkeraggio) e la disponibilità aumenteranno, il che dovrebbe far scendere i prezzi degli e-fuel. Pertanto, è importante continuare a incentivare l’adozione di e-fuel in quanto potrebbe supportare la riduzione dei valori TCO, ha affermato l’EMSA, osservando che la concorrenza per l’uso della stessa elettricità rinnovabile in altri settori potrebbe avere un effetto opposto sul costo, con la portata che rimane di dimensioni sconosciute.
Regolamento
Lo studio ha rilevato che molte delle attuali normative sui combustibili fossili possono essere applicate direttamente o indirettamente agli e-fuel, ma necessitano di ulteriori sviluppi per favorire l’adozione di combustibili sintetici.
L’ulteriore sviluppo delle linee guida e delle norme dell’IMO in materia di LCA a sostegno di una valutazione completa dell’impatto dei combustibili alternativi sui gas a effetto serra, compresi gli e-fuel, consentirebbe un confronto equo delle impronte di carbonio dei diversi percorsi di produzione.
Parallelamente, lo sviluppo delle “Linee guida provvisorie per la sicurezza delle navi che utilizzano combustibili petroliferi a basso punto di infiammabilità” per fornire uno standard internazionale per le navi che utilizzano combustibili fossili a base di petrolio, combustibili sintetici, biocarburanti e qualsiasi loro miscela con un punto di infiammabilità compreso tra 52°C e 60°C è un passo nella giusta direzione per l’adozione diffusa di materiali sintetici, afferma il rapporto.
Allo stesso tempo, a livello regionale, la Commissione europea ha introdotto un paniere di misure “nell’ambito dell’iniziativa ‘Fit for 55’”, fissando, tra l’altro, obiettivi specifici per i combustibili rinnovabili di origine non biologica (Renewable Fuels of Non-Biological Origin, RFNBO).
L’Organizzazione Marittima Internazionale (IMO) ha inoltre fissato nuovi livelli di ambizione basati sulle emissioni Well-to-Wake. “Well-to-Wake” si riferisce all’intero processo, dalla produzione del carburante alla consegna, fino all’utilizzo a bordo delle navi e a tutte le emissioni ivi prodotte. Questo processo è composto da due parti: Well-to-tank e Tank-to Wake.
Tra le altre cose, l’IMO ha l’ambizione di aumentare l’adozione di tecnologie, carburanti e/o fonti energetiche a zero o quasi zero emissioni di gas serra, fino a quando non rappresenteranno almeno il 5% (con l’obiettivo del 10%) dell’energia utilizzata dal trasporto marittimo internazionale nel 2030.
Tutti questi sviluppi dovrebbero sostenere l’adozione dei carburanti sintetici, conclude l’EMSA.
