The Potential of Shore Power to Mitigate Air Pollution in Seaports: A Case Study of the Port of Bremerhaven Based on Vessel OPS Capability
Questo studio dimostra che l'implementazione dell'alimentazione elettrica da terra (OPS) presso il Porto di Bremerhaven potrebbe ridurre drasticamente i costi operativi ed esterni e abbattere significativamente le emissioni di inquinamento atmosferico, sebbene il suo successo dipenda dai prezzi dell'elettricità, dalla compatibilità delle navi e dagli investimenti nelle infrastrutture.
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Quando una nave massiccia è attraccata in un molo, non riposa semplicemente; vibra con il lavoro costante e rumoroso di mantenere accese le luci, far funzionare la refrigerazione e garantire il comfort dell'equipaggio. Per decenni, il modo standard per alimentare questi sistemi è stato quello di tenere accesi i motori diesel della nave, bruciando carburante proprio accanto alla città. Questa pratica, nota come "hotelling", pompa un flusso costante di fumo e vapori nell'aria circostante il porto, contribuendo ai problemi di salute locali e al cambiamento climatico. La soluzione proposta da ingegneri e ambientalisti è sorprendentemente semplice: collegare la nave alla terraferma. Collegandosi alla rete elettrica sulla costa, un'imbarcazione può spegnere i propri motori sporchi e attingere elettricità pulita. Questa tecnologia, chiamata alimentazione da terra (onshore power supply), esiste e funziona, ma la sua adozione è stata lenta, intrappolata tra l'alto costo di costruzione dei collegamenti e l'incertezza se sia davvero più economica o più pulita rispetto al consumo di carburante.
Ricercatori dell'Institute for Maritime Economics and Logistics e della Heriot-Watt University hanno deciso di superare questa incertezza esaminando un porto reale e operativo: Bremerhaven, in Germania. Invece di tirare a indovinare sulle possibilità future, hanno esaminato i movimenti effettivi di migliaia di navi che hanno visitato il porto nel 2024. Si sono concentrati su tre tipi specifici di imbarcazioni che dominano il porto: le navi portacontainer, squadrate e cariche di merci globali, le enormi navi da crociera che portano turisti e le navi cariche di auto che trasportano automobili. Il team ha raccolto registri dettagliati di ogni volta che queste navi sono arrivate e partite, calcolando esattamente quanto tempo sono rimaste al molo e quanta energia avrebbero avuto bisogno per mantenere attivi i loro sistemi. Hanno poi costruito un modello informatico per simulare tre diversi futuri per il porto. Nel primo scenario, hanno osservato la realtà di oggi, in cui nessuna nave utilizza l'energia da terra. Nel secondo, hanno immaginato una via di mezzo in cui solo le navi già equipaggiate per collegarsi lo farebbero. Nel terzo, hanno immaginato una trasformazione completa in cui ogni singola nave idonea si collegherebbe per l'intera durata della sua sosta.
I risultati di questa simulazione rivelano un netto contrasto tra la situazione attuale e ciò che è possibile. Nello scenario di base, dove le navi continuano a bruciare carburante, il porto registra un conto enorme per i danni causati alla salute umana e al clima. I ricercatori hanno calcolato che l'inquinamento atmosferico e i gas serra rilasciati da queste navi costano alla società quasi 97 milioni di euro l'anno in danni sanitari ed effetti climatici, una cifra che è in realtà superiore al costo del carburante stesso. Questo costo nascosto rappresenta il prezzo delle malattie respiratorie e del degrado ambientale che la comunità portuale paga senza vederlo in una fattura del carburante. Tuttavia, quando i ricercatori hanno spostato il modello allo scenario in cui solo le navi attualmente capaci di utilizzare l'energia da terra lo facevano effettivamente, il quadro è cambiato drasticamente. Anche questo passaggio parziale, che coinvolge solo una frazione della flotta totale, ha ridotto i costi esterni totali di quasi un quarto, risparmiando oltre 22 milioni di euro all'anno. I miglioramenti più significativi sono arrivati dalle navi portacontainer, semplicemente perché ce ne sono molte, ma la riduzione degli inquinanti nocivi come gli ossidi di azoto e il particolato è stata avvertita in tutti i tipi di imbarcazioni.
Il risultato più sorprendente è emerso quando il team ha modellato un futuro in cui ogni nave in grado di usare l'energia da terra lo faceva effettivamente. In questo scenario di adozione completa, i costi operativi per il porto e le compagnie di navigazione sono scesi dell'80 percento. La ragione di questo risparmio drammatico risiede nel prezzo dell'energia. In Germania, il governo offre un'aliquota fiscale speciale sull'elettricità utilizzata per questo scopo specifico, rendendola significativamente più economica del combustibile marino. In queste condizioni, il costo di gestione delle navi con l'elettricità è molto più basso del costo di bruciare diesel. Inoltre, i benefici ambientali sono stati quasi totali, con i costi esterni che sono scesi di oltre il 97 percento. L'aria intorno al porto diventerebbe quasi interamente priva dei fumi che attualmente derivano dai fumaioli delle navi. I ricercatori hanno osservato che l'unico uso rimanente del carburante sarebbe per i brevi momenti in cui una nave si collega o si scollega dal cavo, o per visite molto brevi in cui collegarsi non è praticabile.
Eppure, lo studio offre anche un monito severo: la tecnologia da sola non è una bacchetta magica. I ricercatori hanno sottolineato che la pulizia dell'energia da terra dipende interamente da come viene generata tale elettricità. Se la rete elettrica brucia ancora carbone o gas per soddisfare la nuova domanda, l'inquinamento si sposta semplicemente dal camino della nave al camino della centrale elettrica, e i benefici climatici si riducono. Inoltre, lo studio ha evidenziato una crescente complicazione con il gas naturale liquefatto, o LNG, un combustibile a cui molte nuove navi stanno passando. Sebbene l'LNG sia più pulito del diesel, le navi che lo utilizzano spesso devono ancora bruciare il gas in eccesso mentre sono ormeggiate, e molti di questi vascelli non sono ancora progettati per utilizzare il sistema di alimentazione da terra. Ciò crea un disallineamento in cui le navi più recenti e "più pulite" potrebbero non essere in grado di utilizzare la soluzione più pulita disponibile. I ricercatori hanno inoltre notato che il successo finanziario di questo piano dipende fortemente dagli attuali sgravi fiscali sull'elettricità; senza di essi, il vantaggio di costo scomparirebbe e la transizione si arresterebbe.
In definitiva, lo studio conclude che l'alimentazione da terra è uno strumento potente, ma richiede uno sforzo coordinato per funzionare. Non basta che un porto costruisca i cavi; le navi devono essere dotate di attrezzature per accettarli, e l'elettricità deve provenire da una rete pulita. I dati di Bremerhaven mostrano che il potenziale per risparmiare denaro e migliorare la salute pubblica è enorme, ma è condizionato. La transizione richiede che porti, compagnie di navigazione e governi lavorino insieme per garantire che l'elettricità sia accessibile, che l'infrastruttura sia pronta e che le navi siano compatibili. Per il Porto di Bremerhaven, e potenzialmente per i porti di tutto il mondo, la strada da seguire è chiara: collegate le navi, ma solo se il resto del sistema è pronto a sostenere il cambiamento. La tecnologia c'è, il caso economico è solido sotto le giuste regole e il ritorno ambientale è immediato, ma richiede un approccio olistico che vada oltre il semplice installare una presa.
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