Automatizzare la decarbonizzazione marittima: celle a combustibile a idrogeno da megawatt

Scalare la Potenza dell’Idrogeno per gli Alti Mari

Per anni, le celle a combustibile a idrogeno sono state limitate ad applicazioni su piccola scala o a imbarcazioni costiere a causa delle restrizioni sulla densità di potenza. Tuttavia, il programma di sviluppo congiunto tra ABB e HDF Energy sta cambiando il racconto. Concentrandosi su installazioni su scala megawatt, la partnership sta rendendo l’idrogeno una fonte primaria di energia praticabile per enormi navi oceaniche, come feeder per container e trasportatori di idrogeno liquefatto. Non si tratta solo di un miglioramento marginale; è un cambiamento fondamentale nel modo in cui affrontiamo la propulsione in mare aperto.

La Sinergia tra Allineamento Tecnico e Commercializzazione

Basandosi su un Memorandum d’Intesa del 2020, il recente Accordo di Sviluppo Congiunto (JDA) segna il passaggio dalla ricerca teorica alla realtà commerciale. Dal punto di vista ingegneristico, questa collaborazione è vitale perché unisce l’esperienza di HDF Energy nella produzione di celle a combustibile con la maestria di ABB nei sistemi elettrici marini. L’obiettivo è chiaro: creare una soluzione standardizzata e certificabile di celle a combustibile che soddisfi i rigorosi standard di sicurezza e prestazioni del settore marittimo internazionale.

Automazione al Centro: Integrazione della Rete DC di Bordo

Come ingegneri dell’automazione, sappiamo che generare energia è solo metà della battaglia; la vera sfida risiede nella distribuzione e nel controllo. L’Onboard DC Grid™ di ABB agisce come il “sistema nervoso” della nave. Permette l’integrazione senza soluzione di continuità delle celle a combustibile con l’accumulo a batteria e altre fonti di energia. Utilizzando un’architettura basata su DC, il sistema può gestire i carichi variabili in modo più efficiente, impiegando le celle a combustibile per i carichi base a regime costante mentre le batterie gestiscono i “picchi” dinamici nella domanda di potenza.

Controllo di Precisione tramite PLC e Sistemi di Gestione dell’Energia

L’affidabilità di queste celle a combustibile ad alta potenza dipende fortemente dal livello di automazione sottostante. ABB fornisce i convertitori di potenza e i sistemi di gestione basati su PLC (Controllore Logico Programmabile) necessari per la logica a livello di sistema. Questi sistemi garantiscono che la cella a combustibile operi entro i suoi parametri termici e chimici ottimali comunicando in tempo reale con il più ampio Sistema di Controllo Distribuito (DCS) della nave. Questo livello di integrazione è ciò che assicura la conformità con le società di classificazione marittima e fornisce la ridondanza necessaria per la navigazione in mare aperto.

Un Percorso Pratico verso la Decarbonizzazione: Retrofit e Alimentazione da Terra

Uno degli aspetti più interessanti di questa tecnologia è la sua versatilità. Oltre alle nuove costruzioni, queste unità a celle a combustibile sono progettate per sostituire i tradizionali generatori ausiliari diesel (genset) sulle navi esistenti. Questo approccio “plug-and-play” al retrofit consente agli armatori di ridurre significativamente la loro impronta di carbonio senza i costi astronomici di una completa riprogettazione dello scafo. Inoltre, queste unità possono supportare l’elettrificazione del porto, fornendo energia pulita alle navi in banchina quando la rete terrestre locale è sovraccarica.

La Roadmap verso il 2030: Industrializzazione e Implementazione

Attualmente siamo nella fase critica di “validazione” di questa tecnologia. La roadmap prevede installazioni pilota intensive programmate per il 2028 e il 2029. Queste prove forniranno i dati reali necessari per perfezionare gli algoritmi di controllo e la durabilità dell’hardware. Entro il 2030, il progetto punta alla produzione in serie, segnando il momento in cui le celle a combustibile a idrogeno diventeranno una voce standard negli approvvigionamenti marittimi, pienamente supportate da un’infrastruttura globale di automazione industriale.