La transizione del settore dei trasporti marittimi verso l’energia atomica e consegne più rapide

Il trasporto di merci con navi mercantili e soprattutto con navi portacontainer è la spina dorsale delle economie odierne, con circa il 90% delle merci non sfuse trasportate con esse. A ciò si aggiunge il gran numero di petroliere e navi metaniere. Purtroppo, a causa dell'utilizzo di motori diesel, sono anche responsabili di circa il 3,5% delle emissioni mondiali di CO2, oltre al 18 – 30% degli ossidi di azoto e al 9% degli ossidi di zolfo.

Sebbene il passaggio al diesel a basso contenuto di zolfo (ULSD) e l’uso dei limiti di velocità abbiano ridotto alcuni di questi inquinanti, il settore marittimo si trova di fronte alla necessità di decarbonizzarsi per soddisfare gli obblighi dell’Accordo di Parigi. Ciò significa essenzialmente trovare un modo per passare dai motori diesel a un’alternativa che abbia costi di carburante comparabili o migliori, non produca sostanze inquinanti o quasi e non incida negativamente sulla logistica.

Trattandosi di un settore altamente competitivo e spietato, ciò sembra mettere le compagnie di navigazione con le spalle al muro. Eppure, sembra che esista già una tecnologia esistente e comprovata che può essere adattata alle navi mercantili esistenti.

Poiché la maggior parte delle merci non è deperibile, il principale fattore motivante dietro gli investimenti del settore marittimo è stato quello di trasportare più merci con una singola nave. Durante gli ultimi decenni di navigazione delle navi da carico (navi a vela con scafo in ferro) che durarono fino all'inizio del XX secolo, riuscirono a competere con le navi a vapore dell'epoca soprattutto perché erano più economiche da gestire. Il più grande cosiddetto windjammer sopravvissuto fino ad oggi (Moshulu) fu costruito nel 1903 in Scozia.

Con i motori a vapore che perdettero rapidamente terreno negli anni '60 rispetto ai motori diesel, sia nel settore marittimo che ferroviario, i motori diesel divennero i cavalli di battaglia del mondo moderno, alimentando qualsiasi cosa, dai camion ai treni fino alle più grandi navi portacontainer. Più o meno nello stesso periodo, i grandi passi avanti nella nostra comprensione del mondo atomico portarono a una serie di esperimenti sull’uso di un reattore a fissione nucleare in sostituzione diretta delle caldaie a vapore del passato.

Una delle prime navi mercantili a propulsione nucleare più famose fu la NS Savannah, varata nel 1959. Essendo una nave dimostrativa con uso misto passeggeri/merci, non era tuttavia destinata a essere redditizia. Con le normative molto meno complicate relative ai motori diesel e i bassi prezzi del carburante diesel che hanno la precedenza su altre considerazioni, l’industria navale opterebbe collettivamente per questo metodo di propulsione.

A questo punto, la nave portacontainer russa Sevmorput (varata nel 1986) è l’unica nave mercantile a propulsione nucleare attiva al mondo. Attualmente è utilizzato per i rifornimenti alle stazioni di ricerca antartiche russe, insieme alla flotta russa di rompighiaccio a propulsione nucleare.

I nuovi rompighiaccio Project 22220 sono dotati di un RITM-200 SMR (piccolo reattore modulare) con un ciclo di rifornimento di 7 anni, simile al ciclo di carburante pluriennale del Sevmorput. L’eliminazione delle considerazioni relative al rifornimento di carburante è utile in questo ambiente, consentendo una maggiore capacità di carico e una logistica semplificata.

Come accennato in precedenza, le compagnie di navigazione non sono interessate ai rischi quando possono evitarli. Con la scadenza di metà secolo per raggiungere emissioni vicine allo zero incombenti, c’è la volontà di investire nel cambiamento, ma solo fino a un certo punto. È qui che le proposte radicali – come in questo articolo IEEE Spectrum del 2018 sul passaggio all’idrogeno e alle celle a combustibile – devono affrontare una vendita molto difficile.

In questo articolo si sottolinea che una nave mercantile convertita, piena di celle a combustibile, batterie e serbatoi di stoccaggio dell’idrogeno, potrebbe teoricamente avere abbastanza energia elettrica per durare un viaggio fino al porto successivo. Ciò evidenzia una serie di aspetti negativi, con la possibilità che una perdita di idrogeno porti ad una nave mercantile incagliata, la necessità di rifornire di idrogeno altamente compresso in ogni porto e una grande quantità di spazio occupato dall’idrogeno compresso (a pareti spesse) carri armati. Inoltre, non è un sistema compatibile con le trasmissioni turboelettriche e richiederebbe un ampio ammodernamento nelle navi mercantili esistenti.