Applicazione di combustibili alternativi per la decarbonizzazione del trasporto marittimo nelle aree portuali

Abstract

Questa tesi analizza l’applicazione di combustibili alternativi come strategia chiave per la decarbonizzazione del trasporto marittimo nelle aree portuali liguri di Savona, Vado Ligure, Genova e La Spezia. Partendo dall’elaborazione di dati reali di traffico AIS, lo studio simula le emissioni di navi da crociera e portacontainer nelle fasi di manovra e stazionamento. Il lavoro mette a confronto il combustibile convenzionale (MDO) con diverse opzioni a basso impatto: ammoniaca, LNG e HVO, valutandone le varianti "grey" e "green". L’analisi, condotta integrando gli approcci Tank-to-Wake e Well-to-Wake, evidenzia come non esista un’unica soluzione ottimale, ma un panorama di benefici differenziati. Sotto il profilo delle emissioni allo scarico, l’ammoniaca permette l’annullamento delle emissioni di carbonio, mentre il LNG si conferma la tecnologia più matura per l’abbattimento drastico degli inquinanti locali, quali ossidi di azoto, ossidi di zolfo e particolato, garantendo il rispetto dei limiti normativi più stringenti. L'HVO si distingue per le ottime prestazioni ambientali unite alla facilità di adozione sui sistemi propulsivi esistenti. L'estensione dello studio all'intero ciclo di vita del combustibile sottolinea il ruolo determinante delle fonti rinnovabili. Emerge chiaramente che, mentre i combustibili di origine fossile risultano penalizzanti a livello globale, le varianti prodotte da fonti rinnovabili consentono una riduzione netta dell'impronta carbonica, nonostante richiedano filiere produttive energeticamente più dispendiose. In conclusione, la ricerca suggerisce che una decarbonizzazione efficace richieda un mix di soluzioni che includa biocarburanti, vettori sintetici a zero emissioni e il potenziamento delle infrastrutture di terra per l'azzeramento dell'impatto durante le soste in porto.

This thesis analyzes the application of alternative fuels as a key strategy for the decarbonization of maritime transport within the Ligurian port areas of Savona, Vado Ligure, Genoa, and La Spezia. Based on the processing of real-world AIS traffic data, the study simulates emissions from cruise ships and container ships during their maneuvering and hotelling phases. The research compares conventional fuel (MDO) with several low-impact options: ammonia, LNG, and HVO, evaluating both "grey" and "green" variants. The analysis, conducted by integrating Tank-to-Wake and Well-to-Wake approaches, highlights that there is no single optimal solution, but rather a landscape of diversified benefits. Regarding tailpipe emissions, ammonia enables the elimination of carbon emissions, while LNG proves to be the most mature technology for the drastic reduction of local pollutants, such as nitrogen oxides (NO_X), sulfur oxides (SO_X), and particulate matter, ensuring compliance with the most stringent regulatory limits. HVO stands out for its excellent environmental performance combined with ease of adoption in existing propulsion systems. Expanding the study to the entire fuel life cycle underscores the decisive role of renewable sources. It clearly emerges that while fossil-based fuels are penalizing on a global scale, variants produced from renewable sources allow for a net reduction in the carbon footprint, despite requiring more energy-intensive production chains. In conclusion, the research suggests that effective decarbonization requires a mix of solutions, including biofuels, zero-emission synthetic carriers, and the enhancement of onshore power supply infrastructures to eliminate environmental impact during port stays.