I vantaggi dell'utilizzo di biocarburanti in motori diesel marini

I motori marini sono a carico del commercio globale, che superano l’80% dei beni mondiali per volume. Tuttavia, il settore rappresenta anche quasi il tre per cento delle emissioni globali di gas serra (GHG), insieme a volumi significativi di ossidi di zolfo, ossidi di azoto e materie prime.

Vantaggi ambientali

Riduzione delle emissioni di gas serra del ciclo di vita

I combustibili fossili, che rilasciano carbonio che è stato sequestrato per milioni di anni, i biocarburanti sono prodotti da biomassa che assorbe CO2 durante la crescita.

Riduzione Drastic negli ossidi di zolfo e nella materia di particolato

L’olio combustibile pesante convenzionale può contenere fino al 3,5 per cento di zolfo, e anche il gasolio marino a basso zolfo ha un limite massimo dello 0,1 per cento nelle aree di controllo delle emissioni (ECA). I biocarburanti, al contrario, sono praticamente senza zolfo.

Scambi di NOx e CO2

Tuttavia, il tuning del motore, il tempo di iniezione e l'uso di livelli di miscela inferiore al 20 per cento può mitigare questo effetto. Molti moderni motori marini dotati di sistemi di iniezione common-rail possono funzionare su B20 a B30 miscele senza aumento di NOx misurabile. Inoltre, alcune formulazioni HVO motore effettivamente ridurre NOx dal 5 al 10 per cento adottano le caratteristiche di riduzione dei gas

Biodegradabilità e mitigazione a spirale

In caso di fuoriuscita, il biodiesel FAME si degrada circa quattro volte più velocemente del diesel convenzionale ed è molto meno tossico per gli organismi marini. Questa proprietà è particolarmente preziosa per le navi che operano vicino a ecosistemi sensibili, come i traghetti nelle acque costiere, le flotte di pesca e le navi di ricerca marine.

Prestazioni economiche e operative

Compatibilità Drop-In e Minimal Retrofits

I filtri LAV sono una delle ragioni più convincenti per l'adozione di biocarburanti, la loro capacità di funzionare come un drop-in sostituzione nei motori diesel marini esistenti senza modifiche importanti. Sia FAME che HVO possono essere utilizzati in miscele con olio diesel marino convenzionale (M100) o MGO fino a determinati limiti. Molti produttori di motori, tra cui Wärtsilä, MAN Energy Solutions e Caterpillar, hanno rilasciato dichiarazioni che confermano la compatibilità con possibili BVONG standard

Riduzione della lubricità e del motore migliorata

I motori a basso consumo di carburante e quelli a basso consumo di energia elettrica (NREL), i componenti a basso consumo di carburante e i costi di produzione di energia elettrica (B20,5%) hanno ridotto la lubricità del diesel.

Sicurezza energetica e stabilità dei prezzi

La produzione di petrolio greggio è stata ridotta a 20 milioni di euro (in particolare, in Francia, in Francia, in Francia, in Francia, in Francia, in Francia, in Francia, in Francia, in Francia, in Francia, in Francia, in Francia, in Francia, in Francia, in Francia, in Francia, in Francia, in Francia, in Francia, in Italia, in Francia, in Francia, in Italia, in Francia, in Francia, in Italia, in Italia e in Italia.

Disponibilità di crediti di Incentivi e Compliance

I consumi di carburante (CCII) e il prossimo regolamento sul carburante (in vigore 2025) assegnano ai combustibili i risultati dell’intensità GHG. I biocarburanti che soddisfano criteri di sostenibilità rigorosi, in particolare una riduzione del 50-65 per cento delle emissioni di gasolio ben a rischio rispetto a un riferimento fossile, che prevede un basso grado di intensità di carbonio.

Studi di casi operativi

La sperimentazione biocarburante di Maersk: Nel 2021, Maersk gestiva con successo un contenitore di un misto di FAME basato sul 20 per cento e di 80 per cento MGO per oltre 12 mesi. La prova concluse che la miscela si esibiva senza problemi nei motori principali e nei motori ausiliari, senza problemi di manutenzione o di downtime relativi al combustibile.

L'esempio della Stena Line:[ L'operatore svedese ha utilizzato HVO in diverse navi ro‐pax dal 2019. L'interruttore ha ridotto le emissioni di CO2 annuali di circa 10.000 tonnellate per nave. Stena Line ha riferito che il consumo di carburante è rimasto praticamente invariato, e che HVO non ha richiesto modifiche ai motori ausiliari a quattro tempi del traghetto.

Ocean Infinity’s robotic boat: L’azienda di indagine offshore Ocean Infinity gestisce una flotta di navi autonome e equipaggiate, tra cui il 78-metro “Normand Frontier”, che corre su B100 da olio di cottura usato. La nave ha effettuato più di 15.000 ore di motore su B100 dal 2020, senza guasti di sistema di carburante.

Tipi di biocarburanti per motori marini

FAME (Estere di metile acido feto)

Il biodiesel FAME è prodotto attraverso la transesterificazione, la reazione di oli vegetali o grassi animali con metanolo. Ha un elevato numero di cetane (50–65), la lubricità eccellente e la bassa tossicità. Tuttavia, il suo alto contenuto di ossigeno e la tendenza ad ossidare nel tempo impongono restrizioni alla vita di stoccaggio (di solito 6–12 mesi).

HVO (olio vegetale idrotrattato)

HVO è prodotto da idrotrattamento di grassi animali o vegetali con idrogeno, producendo un idrocarburi paraffinici che è chimicamente identico a gasolio altamente raffinato. A differenza di FAME, HVO è un puro idrocarburi, quindi non ha contenuto di ossigeno e non attrae acqua o sostenere la crescita microbica. Ha un numero di cetane estremamente elevato (70-85), molto basso zolfo e aromatici, e la stabilità di stoccaggio illimitata.

Biocarburanti avanzati di Algae, Biomassa Lignocellulosica e Rifiuti

I biocarburanti di seconda generazione derivati da alimenti non alimentari stanno attirando l’attenzione sull’uso marino. I combustibili a base di alghe possono ottenere rese di olio estremamente elevate per ettaro e possono essere coltivati su terreni non infiammabili.

Certificazione di sostenibilità e preoccupazioni per l'utilizzo del territorio

I sistemi di protezione dell’ambiente dovrebbero essere utilizzati in modo da garantire che i sistemi di protezione dell’ambiente siano in grado di garantire la sicurezza e la sicurezza dei prodotti.

Sfide e considerazioni tecniche

Stabilità e conservazione dell'ossidazione

Il biodiesel FAME si ossida nel tempo, formando acidi e depositi polimerizzati che possono intasare filtri, aumentare i depositi di iniettore e degradare la qualità del combustibile. Lo stoccaggio in un ambiente marino - con temperature ambientali calde, umidità e serbatoi d'acciaio - accelera questo processo. Gli operatori hanno diverse misure di mitigazione: l'uso di antiossidanti (come BHT), la miscelazione con stabilizzatori, il rifornimento di gas di ninnaggio (nitroge) AS67

Crescita microbica e contaminazione dell'acqua

Il biodiesel è più igroscopico del diesel convenzionale e assorbe l’acqua dall’atmosfera o dalla condensazione. Gli acidi grassi e l’acqua libera forniscono un terreno di allevamento per microrganismi, batteri e funghi, che producono fango e corrosione. La filtrazione, la separazione dell’acqua e l’uso di biocidi (come l’accumulo di isothiazolinone) sono pratica standard.

Compatibilità dei materiali

I primi studi di transizione hanno rivelato che il biodiesel degrada alcuni vecchi elastomeri: gomma naturale, Buna‐N, diesel e neoprene. I tubi di carburante, i guarnizioni e le guarnizioni possono gonfiarsi, ammorbidire o rompere quando sono esposti ad alte concentrazioni di FAME. I produttori ora forniscono sistemi di combustibile con FKM (Viton®) o componenti PTFE-lined che sono resistenti al biodiesel.

Prestazioni per il freddo

Il biodiesel FAME ha in genere un punto di versamento più alto e un punto di nube rispetto al diesel convenzionale. Il FAME puro (B100) può gelare a circa 0°C (32°F), rendendolo inutilizzabile nei climi freddi senza riscaldamento. L'inverno – arrotolato con diesel, usando depressivi a punto di versamento, o selezionando i mangimi con una saturazione inferiore (ad esempio, camelina vs. palma) – può abbassare il punto di filtrazione del freddo-PPPVVVVVFVFVFVF)

Catena di alimentazione e infrastrutture di bloccaggio

Mentre il rifornimento di biocarburanti è cresciuto rapidamente – Rotterdam ora fornisce oltre 500.000 tonnellate all’anno di combustibili bio-marine miscelati – la disponibilità rimane limitata al di fuori dei principali hub. Porti come Singapore, Fujairah e Houston non hanno strutture dedicate di stoccaggio e miscelazione di biocarburanti. Le proprietà fisiche di FAME (alta densità, igroscopicità) significano che non può essere co-colmata con olio combustibile pesante; serbatoi e linee di rifornimento di trasporto di carburante specifiche sono richiesti

Paesaggio regolamentare

Strategia iniziale GHG di IMO e misure intermedie

La strategia iniziale dell’IMO (2018) mira a ridurre le emissioni di gasolio GHG da trasporto di almeno il 50 per cento entro il 2050, rispetto al 2008. Nel luglio 2023, l’IMO ha adottato una strategia riveduta che mira a ridurre le emissioni di gas GHG di net-zero “chiusura al 2050”, con i punti di controllo indicativi della riduzione del 20-30 per cento entro il 2030 e il 60-80 per cento entro il 2040.

EU FuelEU Maritime e l'ETS

L'UE ha un obiettivo di riduzione del 20% dell'intensità del GHG in diminuzione dell'energia utilizzata per le navi che chiamano i porti dell'UE, a partire da una riduzione del 2 per cento nel 2025 e che si sta diffondendo all'80% entro il 2050.

California e altri programmi regionali

Negli Stati Uniti, il California Air Resources Board (CARB) regola i vasi oceano-going entro 24 miglia nautiche della costa. CARB Ocean-Going Vessel Fuel Rule richiede l'uso di combustibili distillati (0,1% zolfo) ma non limita in modo obbligatorio l'intensità del carbonio. Tuttavia, il Low Carbon Fuel Standard (LCFS) fornisce crediti per i fornitori di combustibili marittimi a basso tenore di carbonio Columbia, compresi i biocarburanti nazionali.

Prospettive e raccomandazioni future

Costi di produzione e riduzione

La produzione globale di HVO dovrebbe raddoppiare da 9 milioni di tonnellate nel 2023 a oltre 18 milioni di tonnellate entro il 2028, guidata da nuovi impianti negli Stati Uniti, in Europa e nel Sud-Est asiatico. La produzione di FAME è più matura ma sempre più orientata verso gli approvvigionamenti di rifiuti.

Raccomandazioni tecniche per gli operatori

  • Iniziare con miscele basse:[ B10 a B20 per FAME; qualsiasi rapporto di miscela per HVO. Monitorare i filtri di carburante da vicino durante le prime 500 ore di funzionamento.
  • Condurre un controllo di compatibilità dei materiali:[ Ispezionare tutti i tubi del carburante, guarnizioni e rivestimenti del serbatoio; aggiornare a Viton o PTFE dove necessario.
  • Implementa test di qualità del combustibile rigoroso:[ Per FAME, prova per numero di acido, viscosità, contenuto di acqua e contenuto di estere ogni bunkering.Per HVO, assicurarsi che il carburante soddisfi EN 15940 (standard diesel paraffinico).
  • Aggiungi le procedure di stoccaggio e di gestione:[[] Tenere i serbatoi del carburante il più possibile pieni per ridurre al minimo la condensa.
  • Partner con fornitori sostenibili certificati:[]] Acquistare solo biocarburanti con certificazione ISCC o RSB per garantire la conformità normativa ed evitare reclami di greenwashing.
  • Explore Charterer richiesta:[] I maggiori spedizionieri—Amazon, IKEA, Unilever— stanno impegnando a zero-carbon shipping.

Conclusioni

I biocarburanti non sono un proiettile d’argento, l’aumento dei costi e i limiti della catena di approvvigionamento restano barriere significative. Tuttavia, sono le più mature, gestibili in modo operativo, e immediatamente disponibili opzioni a basso tenore di carbonio per la maggior parte dei 60.000 navi commerciali al mondo alimentate da motori diesel.

[[FLT:]]] [[FLT:]]]] ]] Guida biofuel CIMAC | Guida biofuel ] Certificazione ISCC]]]