Idrogeno al centro della rivoluzione sostenibile del trasporto marittimo

Il settore del trasporto marittimo di passeggeri è essenziale per lo sviluppo di un sistema di trasporto europeo competitivo, sostenibile e ottimizzato nell'uso delle risorse.

In linea con gli obiettivi globali di sostenibilità, l’Organizzazione Marittima Internazionale (IMO) ha adottato una strategia per ridurre del 50% le emissioni di gas serra del trasporto marittimo internazionale entro il 2050, prendendo come riferimento i livelli del 2008. Questo rappresenta una svolta cruciale per l’intero settore, spingendo verso l’adozione di carburanti alternativi e tecnologie innovative.
Tra le opzioni emergenti, l’idrogeno rappresenta una delle soluzioni più promettenti per un futuro a zero emissioni.

Tuttavia, per raggiungere gli obiettivi di decarbonizzazione, è necessario sviluppare tecnologie avanzate che garantiscano un’elevata efficienza energetica. I combustibili tradizionali, infatti, possono offrire solo soluzioni parziali e non sono sufficienti per rispondere alla crescente domanda del trasporto marittimo globale, prevista in aumento fino al 2050.

Nonostante le prospettive promettenti dell’idrogeno, la sua applicazione nel settore marittimo presenta ancora numerosi ostacoli. Attualmente, mancano standard internazionali chiari per certificare sia la sicurezza delle operazioni a bordo delle navi alimentate a idrogeno, sia la conformità agli standard ambientali. Questo gap normativo rappresenta una sfida significativa per la diffusione su larga scala di questa tecnologia, soprattutto nel segmento del trasporto passeggeri, dove i requisiti di sicurezza sono particolarmente stringenti.

Il progetto e-SHyIPS, iniziato nel 2021 e finanziato dal programma HORIZON 2020 definisce nuove linee guida per l'integrazione efficace dell'idrogeno nel settore del trasporto marittimo di passeggeri e ne promuove l'adozione nell'ambito delle strategie globali e dell'UE per un ambiente pulito e sostenibile, contribuendo al raggiungimento di uno scenario di navigazione a zero emissioni.

e-SHyIPS si avvale di un’ampia rete di collaborazioni internazionali e interdisciplinari che include università, centri di ricerca, industrie del settore marittimo e dell’idrogeno, oltre a enti di classificazione standardizzazione. Il progetto riunisce un consorzio di 14 organizzazioni da 7 Paesi europei (Italia, Germania, Finlandia, Grecia, Cipro, Spagna, Paesi Bassi) con competenze complementari che spaziano in termini di conoscenze di base, competenze tecniche, capacità di generare nuove conoscenze, esperienza aziendale e di mercato, oltre a una comprovata expertise nei settori di utilizzo finale dove i risultati del progetto possono essere immediatamente applicati.

Il team del Dipartimento di Ingegneria Gestionale è guidato dalla professoressa Monica Rossi e dal  professor Brendan P. Sullivan, ed è composto dalla professoressa Arianna Bionda e dalla ricercatrice Laura Pirrone; nell’ambito del progetto si è occupato di coordinare il progetto e gestire le attività del consorzio, nonché di contribuire allo sviluppo di alcune delle attività e dei risultati chiave del progetto.

Tra gli esiti dell’attività sperimentale, la redazione di un CWA, ovvero CEN Workshop Agreement, un documento di riferimento pubblicato dal Comitato Europeo di Standardizzazione (CEN/CENELEC) che ha l’obiettivo di soddisfare un'esigenza di standardizzazione immediata del mercato, quando non si è ancora raggiunto un livello di maturità sufficientemente elevato per essere parte di uno standard EN.

Adottando un approccio ecosistemico, il progetto e-SHyIPS ha integrato attività di ricerca teorica pre-normativa sugli standard con simulazioni ed esperimenti di laboratorio, con l’obiettivo di trasformare l’idea in applicazione concreta. Questo approccio mira a colmare le lacune esistenti nelle conoscenze normative e tecniche relative a tutti gli aspetti dell’idrogeno nel settore del trasporto marittimo.

Il progetto si è basato su un programma strutturato su 5 linee di ricerca e attività correlate: stato dell'arte e studi teorici, esperimenti sul design dell’imbarcazione, esperimenti sui sistemi di sicurezza, esperimenti su materiali e componenti ed esperimenti sull'interfaccia porto-bunkeraggio-nave.

Applicando una metodologia di Learning Ecosystem sviluppata per la generazione e la gestione delle conoscenze all’interno del consorzio, oltre all’attività sperimentale con simulazioni e test di laboratorio, sono stati revisionati più di 150 documenti, analizzati altri 33 progetti europei simili e sono stati coinvolti 23 esperti dell'industria dell'idrogeno e marittima.

Formalizzando i risultati dell’attività sperimentale del progetto, il CWA di e-SHyIPS fornisce raccomandazioni per l’utilizzo sicuro ed efficiente dell’idrogeno come combustibile nel trasporto marittimo, con un focus su aspetti chiave quali la progettazione delle navi, i sistemi di stoccaggio dell’idrogeno, la gestione dei rischi e la conformità ai codici internazionali di sicurezza, tra cui l’IGF Code.

Il CWA di e-SHyIPS intitolato “Pre-normative plan for H2 applications to passenger ships - Recommendations for H2 passenger ships from the early stage of design” è stato pubblicato sul sito del CEN/CENELEC, con l’obbiettivo di facilitare la traduzione dei risultati della ricerca in benefici tangibili per la società e l'economia.

Oltre al CWA, il progetto ha sviluppato una roadmap per l’introduzione dei carburanti a idrogeno nel settore marittimo passeggeri in Europa. La roadmap costituisce una tabella di marcia dettagliata che descrive le strategie necessarie per l’adozione dell’idrogeno su piccola scala, entro il 2035, e su larga scala, entro il 2050. Queste strategie sono definite attraverso obiettivi che includono l’innovazione tecnologica, l’allineamento con le politiche e i piani strategici europei, il coinvolgimento degli stakeholder e i vantaggi per i beneficiari delle iniziative previste.

La roadmap è stata sviluppata integrando le conoscenze derivanti dallo stato dell’arte in materia di standardizzazione e linee guida nei settori marittimo e dell’idrogeno con l’expertise maturata dal consorzio attraverso le attività del progetto. La sua creazione è stata facilitata da un workshop co-partecipativo dedicato, che ha coinvolto i membri del consorzio, consentendo di valorizzare le loro competenze collettive e di definire una strategia completa e ben articolata.