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2018-12-13 02:48

Se la Nave Va a Metano

L’USO DEL GNL NEL TRASPORTO MARITTIMO

di: 
Tommaso Franci

L’uso dell'olio combustibile e del gasolio come combustibili nella navigazione è una rilevante causa di inquinamento, in particolare da ossidi di zolfo. Le convenzioni internazionali e le direttive comunitarie hanno introdotto progressive limitazioni sul tenore di zolfo nei combustibili marittimi e un’ulteriore, generale riduzione è già fissata per il 2020. Ciò dovrebbe spingere verso la sostituzione dei combustibili da petrolio con il gas naturale liquefatto, che, oltre a garantire il rispetto dei limiti sullo zolfo e ad eliminare in pratica il problema degli ossidi di azoto e delle polveri sottili, offrirebbe benefici significativi anche in termini riduzione delle emissioni di CO2.
Il Mediterraneo non è ad oggi inserito tra le zone marittime maggiormente tutelate, nonostante in esso si svolga una quota di traffici proporzionalmente assai maggiore della sua estensione, traffici poi destinati ad aumentare con il raddoppio del canale di Suez. L’Italia deve dunque farsi promotrice, verso tutti i paesi rivieraschi interessati, dell’eliminazione dello zolfo dai combustibili marittimi, già prevista dalle norme italiane di recepimento delle direttive più recenti.

La diffusione del gas naturale liquefatto (GNL) come combustibile sta diventando una delle priorità delle politiche energetiche dell’UE. La strategia energetica dell’Unione Europea prevede due iniziative che coinvolgono la filiera del GNL: la definizione entro il 2016 di una specifica strategia sul settore GNL ai fini degli obiettivi di sicurezza e diversificazione degli approvvigionamenti; la predisposizione entro il 2017 di un piano di azione per la decarbonizzazione nel settore trasporti, che includerà tra i suoi contenuti qualificanti gli usi del GNL per il trasporto marittimo e quello pesante terrestre.

Queste iniziative si inseriscono in un quadro normativo già definito, costituito dalla direttiva 2014/97/UE per le infrastrutture dei combustibili alternativi, che ha individuato lo sviluppo del GNL nei trasporti come uno dei settori strategici per il conseguimento degli obiettivi delle politiche ambientali. Il principale adempimento previsto peri paesi membri è l’adozione di un “quadro strategico nazionale” per lo sviluppo del mercato dei combustibili alternativi nel settore trasporti e la realizzazione delle relative infrastrutture. La direttiva dovrà essere recepita entro il novembre 2016.

Il Governo italiano ha avviato dal 2014, attraverso la costituzione di un Gruppo di coordinamento nazionale, la predisposizione di uno studio sugli aspetti normativi, tecnici ed economici, nonché quelli attinenti alla sicurezza e all’impatto sociale per l’utilizzo del GNL nei trasporti marittimi e terrestri, limitatamente al trasporto pesante (camion, autobus, treni), con l’obiettivo dell’adozione di un atto di indirizzo sull’utilizzo del GNL in Italia.

La prima fase di definizione dell’atto di indirizzo per il settore ha portato a fine giugno 2015 alla pubblicazione sul sito del Ministero dello Sviluppo economico del “Documento di consultazione per una Strategia Nazionale sul GNL”. La fase di consultazione pubblica si è conclusa nel mese di settembre e il Governo dovrebbe procedere all’adozione definitiva della Strategia Nazionale sul GNL entro la fine del 2015. Il documento costituirà la parte dedicata al GNL del Quadro Strategico nazionale per l’attuazione della direttiva 2014/94/UE.

Nella realtà italiana e del Mediterraneo, le politiche per lo sviluppo della filiera degli usi finali del GNL possono avere un ruolo importante per raggiungere gli obiettivi fondamentali della politica ambientale per la tutela dell’ambiente marino, della qualità dell’aria e per la riduzione delle emissioni di gas climalteranti legate al trasporto marittimo.


Politiche per la qualità dell’aria e uso del GNL nel trasporto marittimo

Nella evoluzione delle politiche di riduzione delle emissioni inquinanti in atmosfera del settore marittimo il principale riferimento è costituito dalla Convenzione internazionale MARPOL (International Convention for the Prevention of Pollution from Ships).

La Convenzione si è evoluta nel quadro delle attività svolte dall’IMO (International Maritime Organization), l’agenzia dell’ONU che in base al diritto internazionale agisce nel campo delle problematiche della sicurezza e della tutela ambientale connesse alla navigazione. Oggi la Convenzione MARPOL tramite diversi allegati copre le principali tematiche di tutela ambientale legate alla navigazione.

L’allegato VI della Convenzione MARPOL è dedicato alla prevenzione dell’inquinamento atmosferico causato dalle imbarcazioni, con particolare riferimento alle emissioni di ossidi zolfo e azoto, emissioni per le quali sono individuate delle aree di controllo delle emissioni (ECA) in cui vigono limiti di emissione o contenuto di inquinanti nei combustibili più restrittivi di quelli previsti a livello globale. In particolare, per gli ossidi di zolfo (SOx) le aree di controllo delle emissioni sono denominate SECA (sulphur emission control area).

Nell’ordinamento dell’UE, i contenuti dell’Allegato VI della Convenzione MARPOL e i suoi successivi aggiornamenti sono stati recepiti con le direttive 2005/33/CE e 2012/33/UE, che nel tempo hanno modificato e integrato la direttiva 1999/32/CE. Attualmente, per quello riguarda il tenore di zolfo dei combustibili marittimi nei mari dell’UE, i limiti previsti sono del 3.5% fino al 30 giugno 2020, mentre dal primo luglio entrerà in vigore [1] un limite dello 0.5%.

Per le aree SECA, fino al 31 dicembre 2014 il limite del tenore di zolfo era dell’1%; dal 1 gennaio 2015 il limite è invece dello 0.1%. Attualmente, nel contesto europeo le aree SECA sono costituite dal Mar Baltico, dal Canale d’Inghilterra e da buona parte del Mare del Nord, che include anche parte della costa norvegese. A oggi non sono interessate da aree SECA né le coste atlantiche dell’UE, né il Mar Mediterraneo.

Oltre a quanto previsto per i combustibili marittimi a livello generale e per le aree SECA, la normativa UE prevede un limite del tenore di zolfo del 1.5% per le navi passeggeri che effettuano servizi di linea, e uno dello 0.1% per le navi all’ormeggio nei porti e nella navigazione interna.

In Italia le norme UE in materia di prevenzione dell’inquinamento atmosferico connesso alla navigazione sono state recepite nel Dlgs. n. 152/2006 e s.m.i.. Rispetto alla scadenza del 1 gennaio 2020, al comma 1 dell’articolo 295 del Dlgs. n. 152/2006 e s.m.i si prevede che dal 1° gennaio 2018 per il mare Adriatico e il mar Ionio e dal 1° gennaio 2020 per le altre zone di mare, si possa applicare un limite dello 0.1%, a condizione che gli Stati membri dell'Unione europea prospicienti le stesse zone di mare abbiano previsto l'applicazione di analoghi limiti.

In questo modo la normativa italiana prefigura la possibilità di accordi con gli Stati interessati per anticipare l’introduzione di aree SECA dal 2018 per l’Adriatico e lo Ionio; e per il resto dei mari italiani a partire dal 2020.Allo stato attuale, purtroppo, non si hanno notizie di iniziative del Governo italiano che rendano verosimile la possibilità di accordi tra l’Italia e gli altri paesi interessati per l’istituzione di aree SECA nel Mediterraneo nelle scadenze prefigurate dal comma 1 dell’articolo 295 del Dlgs. n. 152/2006 e s.m.i.

Nelle aree SECA, le principali alternative possibili all’uso del gasolio marino sono costituite dall’adozione di sistemi di abbattimento delle emissioni delle navi (scrubber) che consentono l’uso dell’olio combustibile e il rispetto dei limiti di emissione previsti dalle norme, o l’adozione del GNL come combustibile. Il differenziale di prezzo tra l’olio combustibile e il gasolio marino che rispetta la soglia dello 0,1% nel tenore di zolfo è molto significativo e ciò rende anche economicamente competitivo l’uso del GNL. Infatti l’introduzione delle aree di navigazione SECA sia nell’America del Nord sia nei mari dell’Europa settentrionale interessati, sta sostenendo in modo rilevante la diffusione di navi alimentate a GNL e della connessa filiera distributiva.

Figura 2. Italia, emissioni di inquinanti in atmosfera da navigazione 1990-2013 (kt)

Come è possibile vedere dalla Figura 2, le emissioni inquinanti provocate dai combustibili petroliferi utilizzati nella navigazione, venduti in Italia, sono significative, in particolare quelle di ossidi di zolfo. Comparando queste con le emissioni del trasporto pesante stradale risulta che rispetto alle quantità di prodotti petroliferi o alle unità di energia consumata, le emissioni inquinanti del trasporto marittimo sono mediamente tre volte maggiori nel caso degli ossidi di azoto (NOx), 10 volte nel caso del particolato (PM) e 3,000 volte nel caso degli ossidi di zolfo (SOx).

Negli ultimi anni le emissioni di sostanze inquinanti causate dalla navigazione hanno avuto una riduzione che ha sostanzialmente seguito la riduzione dei consumi (-32% dal 2008). Solo il livello di quelle di SOx si è ridotto in modo leggermente maggiore (-46% rispetto al 2008), come effetto dei nuovi limiti al tenore di zolfo nei combustibili marittimi venduti; ma tale livello in termini assoluti resta molto significativo. La soluzione più efficace per la loro sostanziale eliminazione nel caso degli SOx, o significativa riduzione negli altri casi, è certamente costituita dall’adozione del GNL, rispetto alle soluzioni alternative costituite dall’uso del gasolio marino o dei sistemi di abbattimento delle emissioni delle navi come gli scrubber.


Emissioni di gas serra nel trasporto marittimo e uso del GNL come combustibile

L’uso del GNL come combustibile offre dei benefici significativi anche in termini riduzione delle emissioni di CO2 proveniente dalla combustione rispetto a quelle che si producono utilizzando i prodotti petroliferi come l’olio combustibile o il gasolio.

Nella Figura 3 si vedono i fattori di emissione di CO2 connessi alla combustione dell’olio combustibile, del gasolio, del gas naturale, espressi in termini di tonnellate di CO2 emesse per TJ di contenuto energetico dei diversi combustibili considerati.

Rispetto all’olio combustibile, le emissioni di CO2 del gas naturale a parità di contenuto energetico utilizzato sono inferiori quasi del 30%, mentre nel caso del gasolio quasi del 26%. Nella prospettiva della riduzione delle emissioni di gas climalteranti è necessario però tenere conto anche delle emissioni dirette di gas naturale costituite dalle perdite connesse alla filiera logistico distributiva del GNL.

Infatti anche il metano è un gas climalterante e i suoi effetti, a parità di massa rilasciata in atmosfera, vengono considerati 21 volte quelli di della CO2. Per l’emissione di un grammo di metano in atmosfera si parla di 21 g di emissioni CO2 equivalente.

Nel caso dell’utilizzo del GNL come combustibile, ai fini di una valutazione dei benefici in termini di riduzione delle emissioni climalteranti, è quindi necessario valutare anche gli effetti legati alle perdite di metano e ai consumi energetici nella filiera distributiva, nella prospettiva di ciclo di vita dall’estrazione del gas naturale fino alla fornitura per i vari usi finali.

Figura 3. Fattori di emissione (tCO2/TJ)

Il settore del trasporto marittimo, attualmente non è compreso tra i settori coinvolti dagli impegni previsti in attuazione del Protocollo di Kyoto[1] e non sembra che diverrà oggetto dei nuovi accordi che dovrebbero maturare a Parigi in occasione della prossima COP 21, ma è oggetto di iniziative specifiche nell’ambito delle politiche UE di riduzione delle emissioni climalteranti.

In questo ambito l’IMO ha adottato misure tecniche e operative, in particolare l'indice di efficienza energetica in materia di progettazione (EEDI) per le nuove navi e il piano di gestione per l'efficienza energetica delle navi (SEEMP), che permetteranno di aumentare l’efficienza energetica e limitare le emissioni di gas a effetto serra delle nuove imbarcazioni.

L’UE, considerando queste misure insufficienti, ha adottato il regolamento 2015/757[2] che introduce un sistema per il monitoraggio, la comunicazione e la verifica delle emissioni di anidride carbonica generate dal trasporto marittimo. L’obiettivo di questa iniziativa è quello di creare una conoscenza, oggi carente, circa le emissioni di CO2 legate alla navigazione, in modo da costruire delle basi solide su cui impostare future misure di intervento anche in questo settore, in linea con gli obiettivi generali di riduzione delle emissioni climalteranti già fissati dalla UE.

In Italia le emissioni di CO2 legate ai consumi di combustibile nel trasporto marittimo sono mediamente attorno ai 10 milioni di tonnellate, circa il 10% delle emissioni climalteranti del settore trasporti. Nel 2012 circa tre quarti delle emissioni di CO2 nel trasporto marittimo sono imputabili al consumo di olio combustibile e un quarto a quello di gasolio.

Emissioni dirette di metano nella filiera degli usi finali del GNL

Come detto, è necessario considerare la tematica delle emissioni dirette dovute alle perdite di metano in atmosfera nella filiera distributiva del GNL, in un una prospettiva di ciclo di vita dall’estrazione del gas naturale fino alla fornitura per i vari usi finali. Dai risultati degli studi più rilevanti si possono trarre indicazioni significative.

Uno studio[3] condotto di recente dallo ICCT (The International Council on Clean Transportation) ha analizzato l’impatto in termini di emissioni climalteranti connesse al ciclo di vita dall’estrazione alla fornitura alla nave, nell’uso del GNL come combustibile marittimo. Lo studio esamina otto diversi percorsi possibili della filiera distributiva del GNL, a seconda che si basi sull’uso della produzione interna di gas liquefatto o sull’uso del GNL disponibile presso i terminali di importazione, oltre che sulle diverse modalità di distribuzione.

Considerando i tre casi analizzati dallo studio, basati sull’uso del GNL disponibile presso i terminali di importazione, riferibili anche alla realtà italiana, risulta un beneficio netto di riduzione delle emissioni climalteranti compreso tra il 13 e il 18% rispetto a quello medio del 28% calcolato tenendo conto dei fattori di emissione connessi alla sola combustione dei motori delle navi alimentate a GNL. I risultati sono basati sulle attuali modalità di gestione rilevate nella filiera di distribuzione del GNL come combustibile marittimo.

Lo studio valuta che con l’uso delle migliori tecnologie disponibili e con l’adozione di modalità di gestione della filiera distributiva considerate come “best practices”, per i casi contemplati, il beneficio netto in termini di riduzione di gas climalteranti sia invece compreso tra il 25 e il 27%.É quindi necessario l’utilizzo delle migliori tecnologie e pratiche disponibili nella gestione delle filiera distributiva del GNL, per massimizzare i benefici in termini di riduzione delle emissioni climalteranti.

Il ruolo dell’Italia per un Mediterraneo verde e la COP 21 di Parigi

A livello mondiale cresce l’opinione che il combustibile marittimo del futuro sarà il metano liquido, sia per motivi ambientali, sia di prezzo, anche se ancora sconta la mancanza di infrastrutture di rifornimento presso i porti, ma sono numerose le iniziative in atto anche in Italia.

Rispetto ai sistemi retrofit come gli scrubber e al gasolio 0,1, l’alternativa GNL, oltre a eliminare l’SOx, riduce di almeno il 15% le emissioni di CO2 e praticamente azzera anche NOx e polveri sottili. Soprattutto annulla il rischio degli sversamenti di petrolio e suoi derivati. Riducendo le vibrazioni, l’uso del metano liquido rende più confortevoli i viaggi e riduce significativamente i fermi per manutenzione dei navigli.

Nel Mediterraneo l’inquinamento atmosferico è già stimato maggiore rispetto a quello terrestre e i venti e le brezze lo ribaltano sulla terraferma. Il raddoppio del canale di Suez potrà aumentare significativamente il traffico marittimo nel Mediterraneo, che costituisce già oggi il 17% di quello mondiale in un mare che è solo il 3% delle acque totali.

Gli scrubber sono considerati una soluzione temporanea perché il loro costo aggiuntivo equivale ai maggiori costi motoristici e di serbatoi criogenici (in via di riduzione per le economie di scala della loro diffusione), mentre il prezzo dei derivati petroliferi è previsto in aumento, stabile quello del gas.

Il dibattito mondiale in tema di inquinamento marittimo e le discussioni in ambito IMO prevedono un inasprimento ulteriore dei limiti di inquinamento marittimo estendendo globalmente quanto ora si applica solo alle aree di interesse economico esclusivo. Questa decisione aumenterà in maniera definitiva la competitività del metano liquido rispetto ai combustibili ad alto tenore di zolfo ancora permessi in alto mare.

La Cina ha di recente annunciato di voler adottare di propria iniziativa il limite dello 0,1% di zolfo per tutte le proprie acque interne e costiere ed ha scelto la conversione a GNL del bunkering. La Carnival, principale società crocieristica mondiale, ha ordinato nove navi di ultima generazione a dual fuel per la propria controllata Costa crociere da utilizzare nel Mediterraneo, Mari del Nord Europa, Caraibi e coste USA.

E’ necessario rilanciare la proposta di anticipare nel Mediterraneo l’eliminazione dello zolfo dai combustibili marittimi dando attuazione a quanto previsto dalle norme italiane di recepimento della Direttiva 2012/33/UE coinvolgendo gli altri paesi rivieraschi interessati.

L’Italia dovrebbe presentare tempestivamente una richiesta all’IMO per l’adozione da parte di tutti i Paesi del Mediterraneo dell’anticipo al 2020 del tenore di zolfo 0,1%. Il COP21 di Parigi è vicino ma facciamo ancora in tempo a portare anche questa come iniziativa italiana nella trattativa: togliere lo zolfo trascina la riduzione anche della CO2.




[1]Decisione assunta in modo unilaterale rispetto alla scadenza di applicazione della soglia dello 0.5% a livello globale ancora in corso di definizione in sede IMO nel processo di attuazione della ConvenzioneMarpol.

[2] KYOTO PROTOCOL TO THE UNITED NATIONS FRAMEWORK CONVENTION ON CLIMATE CHANGE,1998.

[3] REGOLAMENTO (UE) 2015/757 DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO del 29 aprile 2015 concernente il monitoraggio, la comunicazione e la verifica delle emissioni di anidride carbonica generate dal trasporto marittimo e che modifica la direttiva 2009/16/CE.

[4]Assessment of the fuel cycle impact of liquefied natural gas as used in international shipping”, ICCT – maggio 2013.