Il cold ironing a Livorno: una storia e un futuro di innovazione : un focus sulla fornitura di energia

The cold ironing technology represents nowadays a viable alternative to provide electricity to ships at dockside. Allowing fossil-fueled on-board generators to be turned off, it tackles the huge pollution problem of port cities. However, since the first implemented cases, critical issues of various kinds have emerged slowing down its deployment. Today, especially within the prospected increase of maritime traffic, the most pressing concern deals with the supply of the electricity. Both in terms of upstream infrastructure and emissions, it is crucial to ensure that the energy demand associated with the service is sustainable. Thus, the research focuses on studying the impact on the electrical grid resulting from the energy demand related to passenger ships presence in the port of Leghorn. Especially, the thesis investigates synergies arising from the integration of a storage and photovoltaic plant dedicated to the cold ironing service into the wider system. The analysis consists of a first section of detailed definition of the demand, conducted to deeply understand its critical consequences on the grid and the potential improvements specifically related to the resulted profiles. Follows an investigation over the effects of the introduction of the storage and PV system. The full analysis was carried out using Matlab software. Finally, for the different options investigated, the quality of the results was verified also in terms of local emission savings. The results of this research offer hints for further and more deep simulations on the specific context of the port of Leghorn, bringing as main value-added to the consulted works, a detailed knowledge of the demand profiles, in addition to indications about the directions of investigation to be pursued.

La tecnologia del cold ironing rappresenta oggigiorno una valida alternativa alla fornitura di energia elettrica alle navi in sosta in banchina. Permettendo di spengere i generatori di bordo alimentati a combustibile fossile, risolve l’enorme problema di inquinamento associato, riscontrato nelle città portuali. Tuttavia, fin dai primi casi realizzati, sono state evidenziate criticità di varia natura, ostacoli alla sua massima diffusione. Oggi, soprattutto in prospettiva di un aumento dei traffici marittimi nel prossimo futuro, la questione più urgente rimasta aperta riguarda l’approvvigionamento dell’elettricità che si intende fornire in banchina. Sia in termini di infrastruttura a monte, che in di emissioni, è necessario accertarsi che la richiesta di energia legata al servizio sia sostenibile. La ricerca si concentra dunque sullo studio dell’impatto sulla rete elettrica derivante dalla domanda di energia associata al traffico passeggeri nel porto di Livorno. In particolare la tesi indaga le sinergie derivanti dall’integrazione nel sistema di un accumulo e di un impianto fotovoltaico dedicati al servizio del cold ironing. L’analisi è costituita di una prima parte di puntuale definizione della domanda, condotta per comprenderne in maniera approfondita aspetti critici per la rete e potenzialità di miglioramento specificamente legate ai profili osservati, seguita poi da indagini circa i benefici dell’introduzione dei componenti menzionati. Il tutto è stato svolto attraverso l’utilizzo del software Matlab. Successivamente, per le diverse opzioni indagate, si è verificata la bontà dei risultati anche in termini di risparmio di emissioni locali. I risultati di questa ricerca offrono spunti di partenza per ulteriori e più approfondite simulazioni sul contesto specifico del porto di Livorno, apportando, quale principale valore aggiunto ai lavori consultati, la dettagliata conoscenza dei profili della domanda e indicazioni circa le direzioni di indagine da perseguire.