Analisi del recupero energetico dalla rigassificazione del GNL nella propulsione marina

L’Organizzazione marittima internazionale (IMO) ha recentemente introdotto un quadro legislativo aggiornato per ridurre al minimo le emissioni di gas a effetto serra (GHG) del settore navale. In risposta alle nuove normative, il gas naturale costituisce una valida alternativa agli attuali combustibili (HFO,MDO) grazie alle basse emissioni e al prezzo competitivo. Oltre ai trasportatori di GNL, l’utilizzo di gas naturale come carburante per la propulsione ha iniziato a diffondersi anche su altri segmenti della flotta navale come traghetti, navi portacontainer, navi cargo, favorito dallo sviluppo di nuovi sistemi di propulsione a doppia alimentazione in grado di bruciare sia Diesel che GNL. Il gas a bordo della nave viene stoccato allo stato liquido in serbatoi criogenici appositamente progettati. Il tradizionale sistema di approvvigionamento del carburante utilizza l’acqua di mare per vaporizzare il GNL prima dell’iniezione nel motore. Il contenuto energetico legato al passaggio liquido-gas (circa 900kJ/kg) viene dissipato durante il tradizionale processo di rigassificazione. In un’ottica di efficientamento energetico, il recupero criogenico dal GNL sta suscitando un notevole interesse, in quanto costituisce una fonte energetica fredda di elevata qualità. Nel seguente lavoro il tradizionale processo di rigassificazione del GNL, normalmente utilizzato per fornire il combustibile al motore della nave, è stato rivisitato per la produzione di energia. Si sono analizzate le prestazioni di diverse architetture di ciclo per il recupero energetico dalla rigassificazione del GNL su un sistema di propulsione marino. Si è partiti dallo scegliere un motore alimentato a gas naturale e un serbatoio di stoccaggio che costituiscono le condizioni al contorno del sistema. Successivamente sono state realizzate diverse configurazioni impiantistiche da implementare sulla linea di alimentazione del combustibile per lo sfruttamento dell'energia fredda per la produzione di potenza. Sono state proposte cinque architetture diverse che comprendono: diretta espansione, diretta espansione a più stadi con interriscaldamento, ciclo ORC, ciclo ORC accoppiato alla diretta espansione, ciclo ORC accoppiato alla diretta espansione a più stadi. Le diverse configurazioni sono state confrontate in termini di potenza erogata, dimensione dei componenti e pressioni massime ottenute