Si è svolta oggi, presso il cantiere di Castellammare di Stabia, l’impostazione di ZEUS – Zero Emission Ultimate Ship, un’unità navale sperimentale alimentata tramite fuel cell per la navigazione in mare e prima nel suo genere al mondo. Il completamento dei lavori è previsto per il 2021.
La ricerca alla base di essa riguarda il miglioramento della sostenibilità ambientale di navi cruise, mega-yacht, traghetti, ferry e navi da ricerca oceanografica, attraverso la riduzione delle emissioni di gas effetto serra nonché gli ossidi di azoto (NOx), ossidi di zolfo (SOx) e particolato.
Con una lunghezza di circa 25 metri e una stazza di circa 170 tonnellate, ZEUS sarà infatti un laboratorio galleggiante finalizzato ad acquisire informazioni sul comportamento nell’ambiente reale delle fuel cell, dispositivo elettrochimico che permette di ottenere energia elettrica direttamente dall’idrogeno senza processo di combustione termica.
ZEUS sarà dotata di un apparato ibrido (2 diesel generatori e 2 motori elettrici) da utilizzare come sistema di propulsione convenzionale. A questo si aggiungono un impianto di fuel cell di 130 kW, alimentato da circa 50 kg di idrogeno contenuti in 8 bombole a idruri metallici, secondo tecnologie già in uso sui sommergibili, e un sistema di batterie, che insieme consentiranno un’autonomia di circa 8 ore di navigazione a zero emissioni ad una velocità di circa 7,5 nodi.
L’architettura del quadro di propulsione permetterà di alimentare i motori in quattro diversi modi:
- Zero Noise, in cui si utilizzano esclusivamente batterie al litio capaci di garantire un’autonomia di 4 ore di navigazione alla velocità di 4 nodi;
- Zero Emission, in cui l’energia elettrica viene fornita dalle fuel cell;
- Navigazione su diesel generatore con batterie in ricarica;
- Navigazione su diesel generatore per i trasferimenti, con una autonomia di 60 ore a 9 nodi.
Il secondo obiettivo della ricerca è sviluppare un nuovo modello di generazione energetica elettrica e termica a bordo delle navi da crociera. Tale risultato consentirà di aumentare il livello di comfort dei passeggeri, riducendo la rumorosità e le vibrazioni prodotte dai sistemi generativi; di aumentare il rendimento di conversione energetica, mediante l’adozione di sistemi generativi privi di parti meccaniche in movimento; di aumentare la sicurezza della nave, incrementando la ridondanza dei sistemi oggi in uso; di ridurre la taglia dei gruppi diesel generatori imbarcati.
Verranno inoltre testate soluzioni d’impiego di nuovi materiali green di allestimento, fra i quali nuovi rivestimenti, pannelli fotovoltaici per il mantenimento della carica delle batterie e lampade oled a basso consumo.
L’iniziativa vede la partecipazione di molteplici realtà del Gruppo, tra cui gli stabilimenti di Castellammare di Stabia e di Palermo, Fincantieri SI, Seastema, Cetena e Isotta Fraschini Motori, a dimostrazione della capacità di Fincantieri di integrare il contributo dei suoi centri di competenza interni e del sistema ricerca nazionale nella realizzazione di un prototipo dalle caratteristiche estremamente innovative.
Hanno contribuito al progetto, in qualità di consulenti, il CNR, le università di Genova, Palermo e Napoli, l’Ente Nazionale di Ricerca e promozione per la standardizzazione e il RINA. L’unità sarà realizzata nell’ambito del progetto “Tecnologie a basso impatto ambientale” (TECBIA) e co-finanziata dal Ministero dello Sviluppo Economico all’interno del Programma Operativo Nazionale.
Fincantieri: dry dock works start for experimental vessel ZEUS, the vessel will be equipped with a 130 kW fuel cell system for a zero emission navigation – Trieste, September 23, 2020. The keel-laying ceremony of ZEUS – Zero Emission Ultimate Ship, an experimental fuel cell-powered marine vessel, was held today at Fincantieri shipyard in Castellammare di Stabia. The vessel, first of its kind in the world, is to be delivered in 2021.
ZEUS is the result of research activity aimed at improving the level of environmental sustainability of cruise ships, mega-yachts, ferries and oceanographic research vessels, by reducing greenhouse gas emissions, nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (Sox) and particulate.
Measuring about 25 meters in length and weighing around 170 tons, ZEUS will serve as a floating laboratory to investigate fuel cell behavior in natural settings. Fuel cells are electrochemical devices that convert the chemical energy of hydrogen directly into electricity with no thermal combustion.
ZEUS will be fitted with a hybrid engine (2 diesel generators and 2 electric motors), which will be used as conventional propulsion system. Moreover, it will be equipped with a 130 kW fuel cell system powered by about 50 kg of hydrogen contained in 8 metal hydride cylinders, using technologies already applied on board submarines, and a battery system which can guarantee a zero-emission navigation range of 8 hours at a speed of approximately 7.5 knots.
The propulsion system is designed to power the engines in four different ways:
- Zero Noise, using only lithium batteries, guaranteeing navigation range of 4 hours at a speed of 4 knots;
- Zero Emission, with electric power supplied by the fuel cells;
- Navigation using diesel generator while batteries are being recharged;
- Navigation using diesel generator for transfers and a navigation range of 60 hours at 9 knots.
- The second research goal is to develop a new way of generating electricity and heat on board cruise ships. This will result in: greater passenger comfort, by reducing noise and vibrations from the power generating systems; increased energy conversion output by adopting power generating systems with no moving mechanical parts; higher ship safety by increasing the redundancy of existing systems; and smaller onboard diesel generating sets.
Research activities also include testing new ways of using innovative green outfitting, such as new covering materials and photovoltaic panels to keep batteries and low Watt OLED light bulbs charged.
Several Group shipyards and subsidiaries are involved in the project: Castellammare di Stabia and Palermo shipyards, Fincantieri SI, Seastema, Cetena and Isotta Fraschini Motori. Thus, Fincantieri once again confirms its ability to combine contributions from its in-house centers of excellence with those from the national research system, conceiving a prototype with extremely innovative features.
CNR (National Research Council of Italy), the universities of Genoa, Palermo, and Naples, the ENR (National Institution of Italy for Standardization Research and Promotion) and RINA acted as project’s consultants. The vessel will be built as part of the project entitled “Low Environmental Impact Technologies” (TECBIA),co-funded by the Ministry for Economic Development as part of the National Operational Plan.
