Il trasporto marittimo rappresenta un pilastro fondamentale del commercio globale e, allo stesso tempo, una fonte non trascurabile di emissioni. Le stime indicano che le navi sono responsabili di circa il 2% delle emissioni globali di CO₂ legate all’energia: un contributo solo apparentemente modesto che – secondo le previsioni – potrebbe aumentare del 50% entro il 2050 a causa della crescita dei traffici. Ciò rende necessario decarbonizzare un settore d’importanza cruciale, avviando una transizione verso soluzioni più sostenibili. Il percorso e le sfide – ambientali e non solo – che pone di fronte non sono certo semplici, ma attraverso l’elettrificazione, abilitata dalla trasformazione digitale, sarà possibile supportare una vera e propria rivoluzione sostenibile per il comparto.

La bussola normativa

Per affrontare questa sfida, sono state introdotte importanti normative internazionali e locali che tracciano la rotta verso la decarbonizzazione dei mari. A livello globale, l’Organizzazione Marittima Internazionale (IMO) ha recentemente aggiornato la propria strategia sulle emissioni GHG: l’ambizione, nello specifico, è quella di arrivare a emissioni nette zero entro il 2050, con traguardi intermedi del -20% (puntando al -30%) entro il 2030 e del -70% (puntando al -80%) entro il 2040.

Nell’Unione Europea, invece, è con il pacchetto Fit for 55 che sono state definite importanti misure per il trasporto marittimo sostenibile. Tra queste FuelEU Maritime, il regolamento che impone una graduale riduzione dell’intensità di gas serra dei carburanti navali: -2% dal 2025, -6% dal 2030, fino ad arrivare al -80% nel 2050. Più nel dettaglio, gli obiettivi riguardano non solo le emissioni di CO₂ ma anche quelle di metano e protossido di azoto, per l’intero ciclo di vita dei carburanti utilizzati a bordo (well-to-wake).

Queste misure creano un quadro normativo in grado di incentivare fortemente la transizione sostenibile del settore marittimo e, di conseguenza, l’innovazione che – come sta già dimostrando – può rappresentare un enorme acceleratore in questo percorso.

La trasformazione è già iniziata

L’elettrificazione del naviglio marittimo, infatti, già da qualche anno, sta passando da una fase sperimentale a una concreta realtà, grazie a una serie di progetti innovativi in tutto il mondo. Particolarmente pionieristico, in questo senso, è il settore dei traghetti: dieci anni fa, nel 2015, il traghetto norvegese MF Ampere ha inaugurato l’era dei traghetti full-electric, dimostrando la fattibilità del trasporto passeggeri a batteria su rotte brevi. Da quel momento, la Norvegia ha assistito a una “rivoluzione elettrica”: oggi sono oltre 100 i traghetti elettrici che operano su 67 rotte nazionali, tagliando migliaia di tonnellate di CO₂ all’anno. Tra gli altri importanti progetti in corso, negli Stati Uniti, anche lo stato di Washington ha pianificato la conversione ibrida/elettrica della propria flotta entro il 2040.

Ma non solo, anche nel comparto cargo si stanno compiendo passi importanti. Un esempio è la nave portacontainer Yara Birkeland in Norvegia – completamente elettrica – che, dal 2021, ha già completato con successo oltre 250 viaggi, trasportando oltre 35.000 container ed evitando poco meno di 40.000 viaggi di camion diesel. Con un sistema di batteria da 6,8 MWh, questa portacontainer è in grado di eliminare circa 1000 tonnellate di CO₂ l’anno, rappresentando un efficace dimostratore della logistica marittima a zero emissioni.

Tecnologie chiave per questa elettrificazione in corso sono le batterie agli ioni di litio, che offrono alta efficienza energetica e zero emissioni locali, pur presentando sfide in termini di peso, autonomia e sicurezza. Ma per navi di stazza medio-grande, soprattutto su rotte più lunghe, l’idrogeno sta emergendo come un promettente vettore energetico, utilizzato in celle a combustibile (fuel cell) per generare elettricità a bordo.

Un altro importante tassello in questo percorso è rappresentato dal cold ironing (o shore power), ossia l’alimentazione elettrica delle navi da terra durante la fase di ormeggio in porto. Pur non riguardando la navigazione in senso stretto, questa tecnologia ha un enorme impatto sulle emissioni complessive del settore. Normalmente, infatti, anche in porto le navi tengono accesi i generatori ausiliari per alimentare i carichi di bordo, producendo emissioni a ridosso dei centri abitati: collegando la nave alla rete elettrica terrestre i generatori possono essere spenti, azzerando le emissioni locali durante la sosta. Dagli Stati Uniti all’Europa, sono già molte le grandi città portuali che hanno implementato con successo il cold ironing: solo in Europa, nel 2024 circa il 35% dei principali porti TEN-T disponeva già di banchine con allaccio elettrico, per un totale di oltre 400 ormeggi attrezzati.

Tecnologie a bordo

Il “cervello” di questa transizione verso un trasporto marittimo elettrificato e sostenibile è però digitale, con già molte applicazioni di tecnologie avanzate nell’ottimizzazione di diversi aspetti dei viaggi su nave.

Il Digital Twin, per esempio, è già uno strumento cardine in questo settore. Il suo funzionamento – quello di replicare virtualmente un asset fisico, consentendo di simulare il comportamento del sistema in varie condizioni – nel trasporto marittimo si traduce in modelli digitali di navi e rotte marittime, che possono essere sfruttati per testare e ottimizzare soluzioni senza rischi per l’asset reale. Il Porto di Rotterdam, ad esempio, usa una piattaforma di digital twin per simulare le rotte ottimali delle navi, combinando dati meteorologici, correnti marine e traffico in tempo reale: ciò consente di scegliere i percorsi che evitano il maltempo, minimizzando ritardi e consumi. Una capacità predittiva, questa, che è vitale per le navi elettriche, dove una gestione accurata dell’energia della batteria è essenziale.

Strettamente connesso ai gemelli digitali c’è l’uso di Intelligenza artificiale e Machine Learning per l’ottimizzazione operativa, con algoritmi avanzati di AI che, addestrati su grandi quantità di dati di navigazione – storici e in tempo reale – consentono di individuare schemi ottimali di condotta delle navi. Inoltre, il Machine Learning è utilizzato per la gestione intelligente dell’energia di bordo: su navi con sistemi ibridi, ad esempio, gli algoritmi predittivi possono decidere quando è meglio utilizzare la batteria e quando il generatore per massimizzare l’efficienza.

Ad abilitare tutto ciò c’è l’Internet of Things (IoT) e la sensoristica distribuita. Se equipaggiati, migliaia di sensori sono in grado di monitorare parametri come il consumo istantaneo di energia, lo stato di carica delle batterie, prestazioni dei motori elettrici, oltre ai dati ambientali esterni.

Una mole di dati che viene poi trasmessa in rete creando consapevolezza, in tempo reale, sullo stato della nave. Questo fa dell’IoT una sorta di “sistema nervoso digitale” della nave smart: alimenta sia i digital twin che gli algoritmi di AI, e rende possibili operazioni guidate dai dati in grado di massimizzare efficienza e affidabilità.

Un’altra tecnologia, nata in tutt’altro ambito, ma che trova applicazione in questo comparto è la blockchain, utilizzata soprattutto per garantire tracciabilità e trasparenza nella catena di fornitura dei nuovi carburanti e nell’uso dell’energia. Grazie al suo registro distribuito e immutabile, la blockchain può infatti certificare in modo affidabile l’origine e la quantità di energia/carburante utilizzati: un meccanismo in grado di generare fiducia tra le parti, e capace di supportare tanto i fini commerciali che quelli normativi.

Un nuovo ecosistema digitale e sostenibile

Non sarà un percorso semplice: la decarbonizzazione del trasporto marittimo non può infatti prescindere da un adeguato sviluppo delle infrastrutture portuali, con i porti del futuro che dovranno evolvere in porti “smart”, fungendo da hub energetici oltre che logistici, per supportare la ricarica delle navi elettriche, il rifornimento di combustibili alternativi e la gestione ottimizzata dei flussi energetici.

E anche le navi stesse dovranno aggiornarsi per dotarsi di quegli strumenti digitali in grado di rendere tutto questo cambiamento realmente sostenibile.

Ciò significa che la transizione energetica del settore richiederà anche nuovi modelli di business e soluzioni di finanziamento. L’elettrificazione e la decarbonizzazione comportano ingenti investimenti per adeguarsi agli obiettivi stabiliti, stimati in circa 1-1,5 trilioni di dollari entro il 2050 a livello globale. È quindi essenziale mobilitare capitali sia pubblici che privati – qui le collaborazioni pubblico-private si pongono in prima linea – e sviluppare meccanismi di mercato che rendano questo cambiamento epocale sostenibile anche a livello economico.

Insomma, quello che dovrà nascere per la transizione energetica marittima è un nuovo ecosistema in cui porti intelligenti, reti elettriche e investitori collaborano strettamente. Sarà un processo sfidante, in cui serviranno standardizzazione tecnologica, formazione di personale specializzato, rapidi adeguamenti normativi e importanti capitali. Ma i progressi già compiuti dipingono un quadro promettente, e la rotta sembra tracciata: elettrificazione e digitalizzazione, supportate da politiche ambiziose e innovazione nei modelli economici, potranno condurre il trasporto marittimo verso il proprio obiettivo di emissioni zero, generando benefici per l’ambiente, le persone e l’economia del mondo.