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Archivio digitale delle tesi discusse presso l'Università di Pisa

Tesi etd-01132023-220751


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
BOLLENTINI, FILIPPO
URN
etd-01132023-220751
Titolo
Analisi di fattibilità dell'utilizzo di combustibili sintetici nella nautica di lusso
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'ENERGIA, DEI SISTEMI, DEL TERRITORIO E DELLE COSTRUZIONI
Corso di studi
INGEGNERIA ENERGETICA
Relatori
relatore Prof. Ferrari, Lorenzo
relatore Ing. Pasini, Gianluca
relatore Ing. Tocchi, Federico
Parole chiave
  • nautica
  • e-fuel
  • decarbonizzazione
  • yacht
  • batterie
  • cella a combustibile
  • nautical science
  • decarbonization
  • batteries
  • fuel cell
Data inizio appello
09/02/2023
Consultabilità
Non consultabile
Data di rilascio
09/02/2093
Riassunto
Ad oggi il settore navale viene alimentato quasi esclusivamente da combustibili fossili, nell'ottica della decarbonizzazione per raggiungere gli obiettivi climatici viene rivolto molto interesse ai vettori energetici sintetici, prodotti con elettricità a basse emissioni. Questa tesi, svolta in collaborazione con la Sanlorenzo Spa, un importante produttore di yacht di lusso, valuta la fattibilità dell'utilizzo degli e-fuel nell'ambito nautico. Nella parte iniziale vengono analizzate le filiere di produzione dal punto di vista energetico. In seguito vengono fatte delle simulazioni in ambiente Matlab su varie configurazioni, comprendenti fuel cell e motori a combustione interna, analizzando la propulsione e la produzione di elettricità a bordo, utilizzando come vettori energetici il metanolo, l'idrogeno e il diesel sintetico. Viene eseguita la taratura di un sistema di controllo per la fuel cell. I risultati ottenuti permettono di comparare i costi, gli ingombri, i consumi, oltre a sottolineare possibili vantaggi e svantaggi delle singole soluzioni. Viene fatta una stima delle emissioni ipotizzando diversi valori della carbon intensity del mix elettrico utilizzato per la sintesi dei vettori, prendendo l'attuale dato italiano come riferimento. Si può concludere sottolineando il costo maggiore delle fuel cell rispetto ai motori, le quali non portano a riduzioni rilevanti dei consumi. I serbatoi di idrogeno sono molto ingombranti, mentre il metanolo si trova a metà strada.

Nowadays, the naval sector is powered almost exclusively by fossil fuels, with a view to decarbonisation to achieve climate objectives, much interest is directed to synthetic energy vectors, produced with low-emission electricity. This thesis, carried out in collaboration with Sanlorenzo Spa, an important manufacturer of luxury yachts, evaluates the feasibility of using e-fuels in the nautical sector. In the initial part, the production chains are analyzed from an energy point of view. Simulations are then made in Matlab environment on various configurations, including fuel cells and internal combustion engines, analyzing propulsion and on board electricity production, using methanol, hydrogen and synthetic diesel as energy vectors. Tuning of a fuel cell control system is performed. The results obtained make it possible to compare costs, dimensions and consumptions, as well as underlining the possible advantages and disadvantages of the individual solutions. An estimate of the emissions is made assuming different values ​​of the carbon intensity of the electricity mix used for the synthesis of the vectors, taking the current Italian figure as a reference. We can conclude by underlining the higher cost of fuel cells compared to engines, which do not lead to significant reductions in consumption. Hydrogen tanks are very bulky, while methanol is halfway there.
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