In una frizzante mattina di questo autunno, un peschereccio commerciale di 46 piedi navigherà nelle fredde acque di Sitka, in Alaska, e spegnerà il motore diesel. In quel momento di quasi silenzio, un motore elettrico prenderà vita. Questo momento segnerà un cambiamento epocale per il settore della pesca commerciale su piccole imbarcazioni di Sitka: una transizione verso una pesca commerciale ad alta efficienza energetica, alimentata da sistemi di propulsione a basse e zero emissioni.
La modellazione e l’analisi dei ricercatori nel settore dei trasporti NREL hanno dimostrato che un piccolo peschereccio commerciale denominato I Gotta potrebbe essere dotato di un sistema ibrido batteria-diesel. La barca passerà alla storia come una delle prime navi da pesca a basse emissioni mai impiegate in Alaska. Foto di Eric Jordan tramite NREL.
La barca in questione, un piccolo troller commerciale per salmoni chiamato I Gotta, passerà alla storia come una delle prime navi da pesca a basse emissioni mai impiegate in Alaska. Utilizzando un esclusivo sistema ibrido parallelo batteria-diesel, la barca può viaggiare a tutta velocità utilizzando il suo motore diesel, quindi passare a un motore elettrico a batteria durante la pesca. In questo modo il capitano di I Gotta, Eric Jordan, potrà ridurre dell’80% il consumo di carburante della barca.
L’ibridazione della nave ha richiesto un villaggio e diversi anni di collaborazione. Il progetto è iniziato quando l’Alaska Longline Fishermen’s Association (ALFA) con sede a Sitka ha chiesto il sostegno dell’Energy Transitions Initiative Partnership Project (ETIPP) del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) per valutare le opzioni di ibridazione dei pescherecci. L’ETIPP ha abbinato l’associazione ai ricercatori sui veicoli commerciali del National Renewable Energy Laboratory (NREL) e dei Sandia National Laboratories. E l’adeguamento di I Gotta è stato finanziato con il sostegno delle sovvenzioni di AgWest Farm Credit e Acme Seafoods.
Ma la partnership ha obiettivi ben più grandi dell’ibridazione di un singolo peschereccio: ALFA mira a ispirare gli sforzi di decarbonizzazione dell’intera flotta, e oltre.
Fare progressi verso operazioni a basse emissioni
Il passaggio alla pesca a basse emissioni è iniziato lentamente, ma non per mancanza di interesse, ha affermato Linda Behnken, direttore esecutivo di ALFA.
“Tendiamo ad essere leader nel clima e nello spazio ambientale quassù”, ha affermato Benkhen, che guida la cooperativa ALFA con sede a Sitka di oltre 160 pescatori commerciali su piccole imbarcazioni, ciascuno impegnato a sostenere la pesca del salmone per le generazioni future. “I nostri pescatori sono davvero ansiosi di ridurre le emissioni di gas serra e i costi del carburante”.
Linda Behnken, con una giacca da pesca blu, sorride alla telecamera. Dietro di lei c’è un cantiere navale colorato.
Linda Behnken è il direttore esecutivo dell’Alaska Longline Fishermen’s Association (ALFA). Foto di Bethany Goodrich
Ma, ha detto Behnken, i piccoli pescatori non possono rischiare di essere i primi ad adottare una nuova tecnologia se questa potrebbe mettere a repentaglio la loro stagione di pesca, anche quando gli elevati costi del carburante assorbono fino al 30% delle loro entrate.
Per eliminare parte del rischio dall’equazione, Behnken ha fatto domanda per aderire all’ETIPP, una rete di organizzazioni regionali e laboratori nazionali del DOE che aiuta le comunità remote e insulari a spostare i loro sistemi energetici verso opzioni rinnovabili.
In genere, l’ETIPP sostiene le comunità terrestri. “Ma ho pensato: ‘Bene, siamo una comunità di pescherecci’. Vediamo se ci sosterranno nel promuovere l’efficienza energetica nella nostra flotta”, ha detto Behnken.
ALFA è stata accettata nel programma nel 2021 e l’ETIPP ha abbinato la cooperativa di pesca ai ricercatori nel settore dei trasporti NREL specializzati nell’assistenza tecnica per la decarbonizzazione dei veicoli commerciali.
Si sono posti una domanda: quali tecnologie aiuterebbero un piccolo peschereccio a ridurre la dipendenza dal carburante senza sacrificare la velocità o l’autonomia?
Utilizzando anni di dati operativi provenienti dalla flotta ALFA, il gruppo di ricerca NREL ha considerato potenziali soluzioni.
“Abbiamo esaminato la possibilità di far funzionare la barca con carburanti di prossima generazione come l’idrogeno, e abbiamo anche considerato scenari completamente elettrici a batteria e l’infrastruttura di ricarica che sarebbe necessaria per questo”, ha affermato Michael Lammert di NREL, un ricercatore sull’elettrificazione dei veicoli commerciali e responsabile del progetto investigatore principale. “Una volta esaminati i dati, costruiti i modelli ed eseguito l’analisi, è diventato chiaro che un modello ibrido plug-in era la strada giusta per questa barca.”
Insieme, i ricercatori NREL e i partner del progetto ALFA hanno selezionato il sistema di propulsione ibrido Transfluid che consentirà a I Gotta di passare da un motore diesel per le massime velocità a un motore elettrico a batteria per navigare attraverso i punti di pesca preferiti. L’elettricità per far funzionare la barca proverrà dalle dighe idroelettriche di Sitka, il che significa che proverrà da fonti rinnovabili al 100% e quindi ridurrà significativamente le emissioni di gas serra della barca. Inoltre, il sistema ibrido di I Gotta sarà “intelligente” – ovvero in grado di ottimizzare l’uso sia del motore che del motore – e la barca sarà dotata di data logger per misurare l’effettiva efficienza del carburante raggiunta.
Ciascuno di questi investimenti aiuterà i pescatori di ALFA a tracciare un percorso verso operazioni a basse emissioni.
Operazioni a basse e zero emissioni si diffonderanno in tutta l’Alaska
Entro la fine dell’anno, ALFA stipulerà un contratto con i costruttori di barche locali per l’aggiornamento di I Gotta con il suo sistema ibrido. Ma il lavoro non si fermerà qui. Il rinnovo dei finanziamenti da parte dell’Ufficio per l’efficienza energetica e le energie rinnovabili del DOE consentirà ad ALFA di iniziare a testare non uno ma tre nuovi sistemi di propulsione che considerano diversi modi di viaggiare dei pescherecci.
Il primo, un sistema ibrido in serie, consentirà ai pescherecci la flessibilità di percorrere distanze brevi o lunghe riducendo al minimo l’uso di carburante diesel. Il sistema di serie utilizza un motore elettrico per alimentare l’elica a tutte le velocità della barca e una batteria per alimentare il motore, consentendo alle barche di percorrere i tipici percorsi da 10 a 20 miglia con l’energia elettrica della batteria. Queste batterie possono essere caricate in un molo utilizzando le dighe idroelettriche rinnovabili al 100% di Sitka. Nel raro caso in cui i capitani debbano percorrere centinaia di miglia per un viaggio prolungato, possono ricaricare le batterie della barca con un generatore diesel di bordo.
ALFA testerà anche un sistema completamente elettrico a batteria per navi di maricoltura, che coltivano pesci, molluschi e piante acquatiche. Queste navi rimangono entro 10 miglia dalla costa e seguono orari di transito regolari, rendendole candidate alla completa elettrificazione. Ancora più importante, trasformando queste navi in operazioni a emissioni zero, ALFA eliminerà il rischio di fuoriuscite di carburante vicino alla costa o vicino a specie acquatiche vulnerabili.
Infine, ALFA valuterà un ulteriore sistema ibrido parallelo, come quello scelto per I Gotta, per dimostrarne l’efficacia in diverse condizioni operative.
Ancora più importante, i costruttori di barche locali gestiranno le installazioni per ciascuna nave, aiutando gli abitanti di Sitkan a imparare come installare e manutenere sistemi a basse e zero emissioni. ALFA sta pianificando significative opportunità di sensibilizzazione, formazione e istruzione per familiarizzare la comunità di Sitka con opportunità di coinvolgimento nell’iniziativa e per rendere la flotta peschereccia consapevole del progetto.
Tutto questo fa parte della visione di Behnken: sviluppare competenze locali nei sistemi di propulsione a basse emissioni, ridurre i rischi delle tecnologie emergenti e rimuovere gli ostacoli alla profonda decarbonizzazione dello spazio marino.
“Tutti coloro che pescano qui hanno profondamente a cuore l’oceano e la loro eredità per la prossima generazione di pescatori e per le persone che vivono in queste comunità costiere”, ha detto Behnken. “Questo non è solo un modo per guadagnarsi da vivere: è uno stile di vita. E questo è un modo per onorare il nostro profondo impegno nei confronti dell’oceano e migliorare in ciò che facciamo”.
La comunità di Sitka, ha detto Behnken, è il luogo giusto per iniziare questo lavoro. Ma prevede anche che il lavoro si estenda all’intera comunità marittima.
“Il nostro obiettivo è ispirare la decarbonizzazione in più flotte”, ha affermato. “Speriamo di dare l’esempio percorrendo il cammino e mostrando come si può fare. Stiamo costruendo capacità locali qui a Sitka sapendo che le lezioni che impariamo qui possono essere applicate altrove. E speriamo davvero che lo facciano”.
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Di Anna Squires, NREL.
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