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Le diverse esigenze delle navi hanno bisogno di tecnologie di azionamento dei bunker

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Dalle navi bunker alimentate a batteria alle gru di bordo per i serbatoi di gas, non manca l'ingegnosità delle tecnologie utilizzate per fornire carburante GNL alle navi

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"L'infrastruttura di bunkeraggio si sta espandendo, incoraggiando gli operatori ad adottare il GNL", afferma Peter Keller, presidente di SEA/LNG, che riassume un periodo di rapida crescita per il gas combustibile nel 2018. "Da una disponibilità limitata in alcuni porti selezionati, il bunkeraggio del GNL è cresciuto fino a comprendere 24 dei 25 porti principali al mondo e tutti i 10 porti bunker, tranne uno dei primi 10 a livello globale

Questa tendenza è stata confermata dalle navi bunker LNG (LBV), che hanno ampliato la gamma e la flessibilità delle opzioni di rifornimento. Alla nave bunker in servizio all'inizio del 2017 se ne sono aggiunti altri otto entro la fine del 2018. Si tratta di un fenomeno destinato a continuare, con SEA/LNG che prevede la consegna di circa 30 navi di questo tipo nei prossimi cinque anni. Secondo la piattaforma Alternative Fuel Insight di DNV GL, oggi sono in funzione 13 navi bunker, altre 17 decise (comprese quelle già ordinate presso i cantieri navali o noleggiate) e altre sei in discussione.

Mentre alcuni di questi progetti entrano nella fase di costruzione, i gruppi di cantieri navali rivali di Singapore Keppel Offshore & Marine e Sembcorp Marine stanno emergendo come due dei grandi beneficiari.

Nel cantiere Keppel Singmarine di Nantong, Keppel sta già costruendo il primo LBV destinato a servire Singapore - una nave di 7.500 m3 per la joint venture FueLNG (tra Keppel e Shell) che si è aggiudicata una concessione nel più grande porto bunker del mondo. La nave sarà completata nel terzo trimestre del 2020. Più recentemente, nel mese di dicembre, la compagnia petrolifera russa Shturman Koshelev ha commissionato a Keppel la costruzione di una LBV con notazione di classe 4 di ghiaccio e una capacità di carico di 5.800 m3, la cui consegna è prevista per il quarto trimestre del 2020. Sarà noleggiato a Gazprom Neft per il funzionamento nel Mar Baltico.

Forte della sua prima esperienza con le navi da bunkeraggio, Keppel sta ora cercando di rafforzare le proprie competenze collaborando nella progettazione e nella ricerca con DNV GL. Un accordo quadro tra la società di classe e Keppel Marine and Deepwater Technology copre potenziali progetti di nuove costruzioni, tra cui LBV, piccole navi metaniere e unità di rigassificazione di stoccaggio galleggianti (FSRU), nonché beni connessi al GNL che utilizzano tecnologie ibride e a batteria.

"Abbiamo una solida esperienza nella fornitura di soluzioni LNG che include la prima conversione FLNG e le navi alimentate a GNL", afferma Keppel, amministratore delegato per il gas e le navi specializzate Abu Bakar Mohd Nor. Egli spiega che l'accordo consentirà a Keppel di sviluppare una serie di navi legate al GNL per soddisfare le esigenze del mercato con l'adozione del GNL con l'aumento del carburante per uso marittimo.

Come prima consegna prevista dal contratto, DNV GL rilascerà le approvazioni di principio per due progetti LBV di KMDTech. Entrambi sono progettati per trasportare fino a 7.500 m3 di GNL in serbatoi di tipo C, di cui uno a propulsione ibrida con batterie. Una disposizione ottimizzata del ponte per i sistemi modulari di approvvigionamento, riempimento e sicurezza del GNL aumenta la capacità di carico e l'efficienza delle navi. Le navi avranno una notazione di classe per il bunkeraggio che consente, se necessario, di fornire servizi di bunkeraggio del GNL. Sono dotati di motori che possono funzionare sia a gasolio che a GNL.

Mentre Keppel si prende l'onore di costruire la prima LBV per Singapore, Sembcorp Marine ne costruirà un'altra per servire il porto che diventerà la più grande nave asiatica. La controllata di Mitsui OSK Lines Indah Singa Maritime ha incaricato Sembcorp Marine di costruire la nave di 12.000 m3 a febbraio. Una volta completata all'inizio del 2021, l'imbarcazione sarà noleggiata a lungo termine a Singapore e sarà destinata al Pavilion Gas di proprietà dello Stato di Singapore.

La nave, che sarà costruita nel cantiere Sembcorp Marine Tuas Boulevard Yard, sarà lunga 112 m e larga 22 m con due serbatoi a membrana GTT Mark III Flex. La nave, che avrà motori bicombustibile a GNL o gasolio marino, sarà gestita da Sinanju Tankers, un'importante società di bunker barge.

"I serbatoi a membrana Mark III Flex pesano meno e occupano meno spazio sulla nave, permettendo alla nave di trasportare più carico e consumare meno carburante durante il trasporto"

Si tratta del primo LBV costruito da Sembcorp Marine, che realizzerà anche i serbatoi a membrana della nave sulla base di un accordo di licenza con lo specialista del contenimento del GTT. I serbatoi a membrana Mark III Flex hanno una pressione interna, una temperatura e una velocità di ebollizione inferiori rispetto ai serbatoi IMO Type-C. Questo si traduce in una maggiore durata del serbatoio, in operazioni di trasferimento del carburante più sicure e in una riduzione delle perdite di carico per evaporazione. I serbatoi a membrana Mark III Flex pesano di meno e occupano meno spazio sulla nave, consentendo alla nave di trasportare più carico e consumare meno carburante durante il trasporto.

I 112 m, 12.000 m3 di capacità LBV per MOL e Pavilion Gas saranno i più grandi in Asia

"Questo progetto sposa l'esperienza di Sembcorp Marine nella progettazione e costruzione navale con il sistema di serbatoi a membrana leader del settore di GTT", afferma il presidente e amministratore delegato di Sembcorp Marine Wong Weng Sun. "Siamo fiduciosi che il risultato sarà una nuova costruzione sofisticata che non solo fornisce prestazioni tecniche ottimali, ma aiuta anche MOL e Pavilion Energy a contribuire al previsto standard delle operazioni di bunkeraggio del GNL a Singapore"

Bunkeraggio costiero

La crescente domanda di rifornimento di GNL in Corea del Sud ha portato il paese ad avviare un progetto di sviluppo di navi costiere con sistemi di rifornimento personalizzati. Il progetto mira a sviluppare e convalidare gli impianti di bunkeraggio lungo la costa.

La società sudcoreana di ingegneria, approvvigionamento e costruzione di GNL Trans Gas Solution ha ricevuto l'approvazione di principio dal registro coreano per una chiatta da 500 m3 che farà parte del nuovo sistema di bunkeraggio costiero. Il concetto di chiatta per il rifornimento di GNL, Kolt-05B, è una nave di 48,5 metri con un serbatoio pressurizzato IMO di tipo C con una capacità di stoccaggio di 500 m3, compreso un sistema di alimentazione di gas combustibile GNL a bassa pressione CryoPac-L. La chiatta sarà dotata di un braccio di bunkeraggio per aiutare a rifornire le navi con una portata di 200 m3/h e la capacità di gestire i gas di ritorno durante le operazioni di bunkeraggio.

Il finanziamento per il concetto di chiatta per il trasporto di GNL è il risultato di un progetto sostenuto dal Ministero degli Affari Marittimi e della Pesca della Corea del Sud e organizzato dal Korea Research Institute of Ships & Ocean Engineering (KRISO). Dopo la costruzione, il collaudo e la messa in servizio nella prima metà del 2021, si prevede che il sistema di chiatta per il rifornimento di GNL entri in funzione a partire dal 2022.

Il più ampio progetto costiero riunisce il governo e l'industria della Corea del Sud. KRISO è affiancata nel progetto dal produttore di acciaio POSCO, costruttore navale, impresa di costruzioni industriali e offshore EK Heavy Industries, costruttore di recipienti a pressione Mytec e sviluppatore di stazioni di rifornimento di GNL Valmax. Trans Gas Solution supervisionerà lo sviluppo del sistema di controllo della nave, compreso il sistema di movimentazione del carico, che comprende la progettazione di base e di dettaglio della nave.

Il progetto costiero può fornire l'impulso per lo spiegamento di navi bunker in Corea del Sud, ma altri progetti mirano a sviluppare alcune delle tecnologie necessarie sia per il mercato delle navi bunker del paese nascente che per la sua consolidata attività di trasporto del gas. Il costruttore navale Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering ha stretto una partnership con la Inha University per aprire un nuovo istituto di ricerca marino e offshore. Qui, Daewoo mira a studiare sistemi di isolamento e sistemi di trattamento per carichi criogenici applicati alle navi metaniere. La collaborazione con l'università dovrebbe continuare fino al 2023.

"Con l'aumento della domanda di energia rispettosa dell'ambiente, aumenta anche la necessità di sviluppare tecnologie criogeniche", afferma Lee Seong-keun, direttore di Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering di Daewoo.

Il GNL come combustibile potrebbe decollare sulla costa coreana, ma la Manica dovrà aspettare un po' di più per la sua prima nave a gas. La nave ropax Honfleur di Brittany Ferries da 42.400 gt. doveva essere consegnata in giugno dal costruttore navale tedesco Flensburger Schiffbau-Gesellschaft (FSG). Ora arriverà più avanti nel corso dell'anno - i dettagli più precisi devono ancora essere decisi - dopo che il cantiere è stato colpito da sanzioni finanziarie a seguito di un ritardo nella consegna anticipata.

Un'insolita configurazione del serbatoio a gru sul ropax Honfleur di Brittany Ferries

Almeno l'infrastruttura di bunkeraggio della compagnia sarà pronta. Senza un bunkeraggio permanente lungo la trafficata rotta Ouistreham-Portsmouth, Brittany Ferries ha optato per un programma di rifornimento basato su camion a Ouistreham che utilizza una combinazione innovativa di veicoli a bordo e gru. Gli autocarri con cisterne ISO saranno condotti direttamente sulla nave di 187,4 m, con i serbatoi sollevati in posizione in telai accanto ad un serbatoio di stoccaggio fisso con una capacità massima di 350 m3 nella parte posteriore della sovrastruttura. Una volta vuoti, i contenitori cisterna saranno scaricati durante la prossima chiamata a Ouistreham e sostituiti da unità riempite.

Honfleur fornirà capacità per 1.680 passeggeri e fino a 550 auto e 64 rimorchi - o un carico utile di 130 rimorchi. Oltre ad essere la prima nave a rifornirsi di gru a bordo, sarà la prima nave Brittany Ferries a propulsione diesel-elettrica. Quattro motori Wärtsilä a doppio carburante con una potenza totale di 29.700 kW azioneranno generatori elettrici e motori di propulsione per due eliche a passo fisso con timone a flap. La capacità di manovra viene potenziata con due propulsori da 2.000 kW a prua e uno a poppa.

"Honfleur stabilirà un nuovo standard per i traghetti che operano sulla Manica", afferma Christophe Mathieu, CEO di Brittany Ferries. "E' importante investire in nuove tecnologie e nuove imbarcazioni che rispettino l'ambiente in cui operiamo"

Sempre più navi e tecnologie nuove - e più infrastrutture di bunkeraggio dedicate - sono sulla strada per le rotte a lungo raggio di Brittany Ferries. A partire dal 2021 e aggiungendo una nave all'anno fino al 2023, la società noleggerà tre delle nuove costruzioni E-Flexer costruite per Stena RoRo presso il cantiere AVIC Weihai in Cina, di cui almeno due saranno alimentate a GNL.

Come osserva il sig. Mathieu, le carte dimostrano l'impegno della società nei confronti del GNL come carburante, nonché la sua fiducia nell'aumento del traffico sulle rotte del Regno Unito se e quando il paese lascia l'Unione europea. Le tre navi da 42.200 tsl saranno tra le più grandi della flotta di Brittany Ferries. Ognuno di essi avrà una lunghezza di 215 m, con 3.000 metri di corsia per i veicoli merci e una capacità di circa 1.000 passeggeri in 340 cabine.

L'impresa ha già firmato un accordo di bunkeraggio per una delle navi; l'impresa energetica spagnola Repsol fornirà a Salamanca la fornitura a lungo termine di GNL e di infrastrutture a terra, la cui entrata in servizio è prevista per il 2022. Repsol installerà un sistema fisso di stoccaggio e fornitura di GNL sulla banchina in uno dei due porti spagnoli di Brittany Ferries, Santander o Bilbao. Repsol fornirà poi il combustibile per i bunker di GNL durante le visite regolari della nave sulle rotte che collegano Portsmouth e la Spagna settentrionale. La decisione finale sull'ubicazione del terminal sarà presa nel corso dell'anno.

"Con l'aumento della domanda di energia rispettosa dell'ambiente, aumenta anche la necessità di sviluppare una tecnologia criogenica"

L'accordo per la costruzione di Honfleur è stato il primo progetto ad essere finanziato nell'ambito del programma di garanzia di trasporto marittimo verde di 750 milioni di euro (853 milioni di dollari) attuato nel 2016 dalla Banca europea per gli investimenti, l'istituto di prestito dell'UE, come mezzo per promuovere investimenti a basse emissioni di carbonio. Elementi innovativi del design e dell'ingegneria Honfleur hanno anche ricevuto un sostegno finanziario pubblico attraverso il programma Investissements d'Avenir (Investimenti per il futuro), supervisionato dall'Agenzia francese per l'ambiente e la gestione dell'energia (ADEME).

Ma il finanziamento pubblico non sempre garantisce il successo di un progetto. L'armatore svedese Stena Line non farà progressi con il suo primo adeguamento a doppio carburante, nonostante abbia ricevuto finanziamenti dal governo tedesco.

Il progetto di conversione del traghetto ropax da 38.000 gt Mecklenburg-Vorpommern per il GNL ha ricevuto in marzo una sovvenzione dal Ministero tedesco dei trasporti e delle infrastrutture digitali. Ma Stena Line ha deciso di non andare avanti, citando discussioni su "bilancio, sfide tecniche e rischi operativi e finanziari".

Il direttore commerciale di Stena Line Germany Ron Gerlach spiega che l'azienda "non escludeva assolutamente il gas come carburante alternativo per le nostre navi". Come già menzionato in precedenza, la società ha ordinato al cantiere Avic International in Cina la serie di navi ropax della serie E-Flexer che saranno pronte per il GNL, mentre la nave definitiva dovrebbe operare a gas dalla sua consegna nel 2021.

"Rimarremo aperti per quanto riguarda le tecnologie a portata di mano per consentirci la massima flessibilità nella nostra rete di rotte europee", afferma Gerlach. "Continueremo inoltre a concentrare i nostri sforzi su altri progetti, come l'espansione del nostro progetto sulle batterie a Stena Jutlandica per ampliare le nostre soluzioni di alimentazione onshore per includere altri dei nostri porti"

A 22 anni, il Mecklenburg-Vorpommern sarebbe stata una delle navi più vecchie ad essere attrezzata per il GNL. L'età di una nave può influire sulla fattibilità di una conversione, limitando i tempi di ritorno dell'investimento e a causa dei vincoli della tecnologia dei motori installati.

Stena Line ha familiarità con gli impegnativi retrofit, avendo convertito quattro motori a quattro tempi Wärtsilä per il metanolo a bordo dell'allora 14enne nave da crociera Stena Germanica a partire dal 2015.

Porti ambiziosi

Mentre Brittany Ferries apporta le sue infrastrutture dedicate, in altre località europee sono gli ambiziosi porti che guidano la disponibilità di gas combustibile. Un esempio è l'impresa di servizi pubblici estone Eesti Gaas, che ha commissionato la prima di una serie di navi bunker a corto raggio per servire il Mar Baltico intorno a Tallinn, a cominciare dall'operatore regionale di traghetti Tallink.

"Eesti Gaas e il nostro cliente di lancio, l'operatore di traghetti Tallink, diventeranno le compagnie con la maggiore competenza in materia di GNL in questa regione", afferma Kalev Reiljan, membro del consiglio di amministrazione di Eesti Gaas. "Eesti Gaas ha effettuato oltre 1.500 rifornimenti di rifornimenti da autocarro a nave di Megastar di Tallink con alimentazione a GNL e ora ci stiamo muovendo verso soluzioni offshore più mobili"

Damen Yichang Cantiere navale ha tagliato l'acciaio sulla nave nel mese di marzo. La nave della capacità di 6.000 m³ e le sue future navi gemelle intendono accelerare l'adozione del GNL nel Mar Baltico nord-orientale fornendo per la prima volta un servizio di bunkeraggio da nave a nave in quella parte della regione.

Le LGC 6000 LNG sono progettate per soddisfare la certificazione di classe 1A, che consente loro di operare tutto l'anno nel Golfo di Finlandia e nel Baltico settentrionale. Un sistema di propulsione a doppio combustibile sarà utilizzato per la gestione del gas di ebollizione in combinazione con un bruciatore a gas. La nave ospiterà due serbatoi di tipo C di 3.000 m3 ciascuno, con il fornitore cinese Gloryholder Liquefied Gas Machinery che fornirà il sistema di movimentazione del carico e di fornitura di gas combustibile.

I due serbatoi di GNL di tipo C saranno parzialmente aperti, garantendo un buon accesso e opzioni di facile aggiornamento man mano che il mercato di consumo di GNL si sviluppa, ha detto Eesti Gaas. Dopo le prove in mare, la nave arriverà in Estonia a metà del 2020 e inizierà a servire i clienti LNG nel terzo trimestre. Eesti Gaas gestirà la nave con un contratto di noleggio a lungo termine della società madre Infortar.