Bunker Fuels oggi e domani

Benvenuto nel Blog dedicato ai carburanti navali, anche chiamati Bunker Fuels,
una famiglia di prodotti che in Italia vende 3,4 milioni di tonn/anno corrispondenti al 5% del consumo totale di prodotti petroliferi del Paese (dati 2009). Poca cosa in rapporto al turnover delle navi nei porti nazionali, pochissima se confrontata con gli erogati marina di altri Paesi UE (Rotterdam 13,4mln di tonn, Gibilterra 4,5 Pireo 3,2 ecc). Segno di scarsa efficienza/ competitività del sistema di rifornimento italiano. Trascurato dalle Oil-Companies che non hanno investito in questo business, svalorizzato da Clienti Navali attenti solo al prezzo più basso.

Ma questo Blog è sopratutto rivolto al futuro, ormai vicino. Già impegnato a usare fuels a basso zolfo in porto e nelle acque costiere il trasporto navale avrà un obbligo di decarbonizzazione anche globale, purtroppo con costi crescenti. L'offerta di carburanti alternativi a basso impatto (NLG, Biorinnovabili, ecc) e di Scrubbers (dispositivi di lavaggio dei gas di scarico) sono le due sole direttrici tecnologicamente mature oggi percorribili.

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sabato 18 dicembre 2010

Gas Naturale (LNG-CNG) e Scrubbers nello Shipping Eco-Friendly. Parte2

Si è già accennato al rischio di reperibilità e al maggior costo dei bunker eco-friendly che la traiettoria IMO di riduzione dei GHG imporrà nelle ECA dal 2015, e dal 2020 globalmente. Visto che il rincaro del bunker sarà nell’ordine del 60% (+300$/Tonn, di tanto salirebbe il costo del refueling) bisogna anche mettere in conto che quote di trasporto marittimo in area ECA (Baltico, Mare del Nord, Manica) di fronte a tariffe RoRo rincarate possano tornare su strada o ferrovia già fra tre anni, con ricadute negative sullo short-sea-shipping nordeuropeo.
Stretti tra caro-carburante e concorrenza terrestre gli armatori dovranno valutare per tempo se adeguarsi alla svolta IMO assumendoil rischio disponibilità e prezzo(caso “do-nothing”) oppure mettere mano a contromisure che evitino lo “squeeze”. Due le strade per uscire dalla tenaglia: il re-powering della nave a gas naturale compresso o liquefatto (CNG o LNG) oppure il lavaggio dei gas di scarico da IFO-380(EGCS o “Scrubber”). Senza dimenticare che l’armatore-emettitore virtuoso riceverà crediti di CO2 vendibili nel mercato degli ETS quando anche lo shipping entrerà a farne parte.
 Vediamo adesso LNG e Scrubbers più da vicino e poi come le due soluzioni si confrontano nelle ECA, economicamente.

Scrubbers: Il lavaggio dei fumi è una pratica di vecchia data e di grande diffusione negli impianti industriali terrestri ad alto tasso di emissione come le centrali termoelettriche, i termovalorizzatori, le acciaierie, i cementifici,ecc. Il fumo (o gas) di scarico attraverso filtraggio, separazione elettrosta tica, riduzione chimica e rimozione catalitica viene privato progressivamente delle sostanze vietate al camino prima di essere immesso in atmosfera. 
Portato a bordo-nave, l’impianto di depurazione (EGCS-Exhaust Gas Cleaning System) si è dovuto compattare per poter essere “retrofitted” ma sopratutto è dovuto diventare capace di lunga autonomia di esercizio senza interventi esterni e senza perdita di funzionalità.  La “navalizzazione” del EGCS ha però anche implicato un vantaggio non da poco: disponibilità illimitata di acqua di mare, per sua natura alcalina e perciò dotata di capacità riducente delle sostanze indesiderate da rimuovere , di natura acida.
Le tecnologie attualmente montate su unità navali sono lo Spry Scrubbing con o senza iniezione di carbonato di calcio(Es:Hamworthy-Kristallon),a ciclo aperto con acqua di mare o chiuso con acqua doce, il Dry Scrubbing ad assorbimento chimico su granuli di idrossido di calcio(chemisorbtion Du-Pont) ed infine l’innovativo sistema ad acqua energizzata (CSNOx) che ne aumenta l’alcalinità con il sistema “proprietary” ULFES (Ultra-Low Frequency Electrolysis System) così che sia possible ridurre in un colpo solo Sox, NOx e anche la CO2. 
Il flow-scheme del gas di scarico è simile in tutti i casi “non-dry”: acqua di mare nebulizzata (eventualmente alcalinizzata) cattura in controcorrente il particolato e converte gli SOx in solfati i quali essendo solubili si trasferiscono dal gas alle goccioline d’acqua.Questa viene recuperata privata del sedimento solido (stoccato a bordo) e restituita al mare. Tranne che nel caso CSNOx il gas “lavato” è poi inviato alla riduzione catalitica selettiva SCR per la rimozione degli NOx a mezzo reagente (ammoniaca o meglio urea) e infine rilasciato al fumaiolo ormai a norma ECA/2015 IMO/Marpol(VI) avendo perso 80-95% degli SOx, NOx e PM.
Nel grafico il payback dell’investimento in uno Scrubber da 3Mln$ in cinque scenari di mercato (delta MGO vs IFO-380 3.5%, oggi 250$/t  (fonte Hamworthy).




E veniamo al gas naturale, che se compresso viene chiamato CNG, se anche raffreddato fino a -160°C perché passi allo stato liquido si chiama LNG. E’ in questa condizione che viene trasportato via mare vista l’enorme contrazione di volume che si realizza con la liquefazione(600>1). Oltre che nel riscaldamento e per la cottura dei cibi è il carburante di gran lunga più usato nella generazione elettrica nazionale con il 51% (2009). In autotrazione l’uso del metano è invece ridotto a poche applicazioni dual-fuel (benzina-metano) o al trasporto pubblico urbano di qualche municipalizzata, causa l’assenza di una rete di distributori stradali degna di questo nome. Serbatoi ed erogatori sono infatti molto costosi così come la distribuzione in autocisterna o per ferrovia, vista la pressione di esercizio del prodotto (220 bar)e questo –assieme al maggior costo dell’auto a metano-- ne ha impedito la diffusione. Se però il prezzo industriale del metano continuerà ad allontanarsi (diminuendo) da quello del petrolio (che aumenta) allora anche in autotrazione il gas naturale potrà trovare motivo di sviluppo.Il trasporto per mare ripone grandi speranze nel CNG/LNG , che è visto come il “bunker del futuro”. Si tratta infatti di un carburante a basso impatto ambientale, con NOx allo scarico ridotto del 85-90% rispetto all’IFO-380, SOx e PM praticamente assenti e riduzione del 20-25% anche della CO2. Il metano può inoltre contare su una ampia gamma di motori alternativi e a turbina “marinizzabili” più che consolidata. Non è invece facile la doppia alimentazione gas/IFO se il motore è un diesel, per un problema di diversa fasatura, e nemmeno l’installazione del NLG in retrofit. Infine il prezzo: la quotazione internazionale del gas è destinata a ridursi in conseguenza della tecnologia che oggi consente di estrarlo da giacimenti non-convenzionali fino ad ora intoccati. Lo “shale-gas” da scisti, di cui esistono grandi giacimenti, entra in mercato mentre le riserve di petrolio iniziano a declinare. Già oggi il metano costa la metà del petrolio a parità di energia contenuta, e la forbice tende ad allargarsi.
Tutto questo farebbe pronosticare un futuro navale “a gas” se non fosse per l’assenza di una logistica di rifornimento globale nei porti e se fosse agevole la conversione a gas di navi esistenti. Sono invece poche nel mondo le stazioni di bunkeraggio attrezzate a fornire gas e limitate a Norvegia (5), Finlandia (1) e USA (2) cosicchè le 25-30 unità navali gas-powered in circolazione devono rifornirsi ancora da autocisterne in banchina in attesa che siano allestite le prime stazioni di bunkeraggio oceanico, a Goteborg e a Singapore, fra tre anni. Nel mentre si fa esperienza di propulsione a gas e si mettono a punto gli standard operativi di gestione, sicurezza e rifornimento con l’aiuto di motoristi (Wartsila, RR, MAN, Mitsubishi), armatori(RoRo Scandinavi), Cantieri navali (Hunday, Samsung) ed Enti di Classificazione (DNV,BV).In quanto alla convenienza economica, il gas consentirebbe un risparmio del 45% rispetto al MGO e del 22% rispetto all’IFO+Scrubbing su un arco di 20 anni,o del 38% e 15% rispettivamente in un periodo di 10 anni, con breakeven del gas a 700$/tonn.

DNV Baltic Report, 2010


Vedremo presto se il LNG prenderà il largo come carburante ecofriendly oppure se resterà confinato alle sole nuove costruzioni e allo short-sea-shipping in aree ECA. Qui da noi potrà avere senso economico sui mezzi che si muovono di norma in acque portuali (rimorchiatori, mezzi antincendio) e forse anche sul traghettamento in acque territoriali, sempre che sia consentito il rifornimento in banchina. Così come nell’autotrasporto anche in marina il nodo di fondo è infrastrutturale del tipo “Chicken&Egg” : non si fanno le stazioni di rifornimento perché non c’è domanda; manca domanda perché non esistono le infrastrutture per soddisfarla. Un cerchio che si spezzerà a terra e in mare quando il differenziale di prezzo olio/gas avrà toccato il punto di rottura. 
Stiamo andando in quella direzione.




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