La startup di New Orleans cerca di sviluppare Swappable

Jun 04, 2023

Pubblicato il 14 marzo 2022 23:49 da Harry Valentine

Una coppia di laureati della US Merchant Marine Academy ha avviato una società chiamata Fleetzero, che prevede di costruire navi elettriche a batteria che navigano tra i principali porti vicini. I piani prevedono lo scarico dei container di merci e delle batterie quasi esaurite, per poi imbarcare contenitori sostitutivi di merci e batterie appena ricaricate. Con questo metodo, le navi potrebbero trasportare un banco di batterie relativamente piccolo.

introduzione

I governi di tutto il mondo hanno esercitato pressioni sul settore marittimo commerciale affinché riduca le emissioni di carbonio. Lo sviluppo di tecnologie di batterie su scala di rete che possono essere ospitate all’interno di container di dimensioni standard ha offerto l’opportunità di adattare tali tecnologie di batterie per la propulsione navale.

Mentre le batterie basate su container non sono adatte alla propulsione di veicoli stradali e hanno un’applicazione limitata nella propulsione ferroviaria, la scala della tecnologia marittima è compatibile con lo stoccaggio di energia elettrica basato su container. Le navi marittime commerciali su larga scala offrono sia lo spazio volumetrico per trasportare una serie di batterie per container sia la capacità di sostenere il peso di tali batterie. Diverse aziende concorrenti offrono batterie su scala di rete e sistemi di stoccaggio dell’energia elettrica progettati per essere alloggiati all’interno di container di spedizione standard.

Contenitore batteria proprietario

Fleetzero sta sviluppando la propria batteria unica con capacità di 2 MWh, alloggiata in un container a bassa altezza di 20 piedi per 5 piedi con un peso di otto tonnellate. La loro batteria utilizza una chimica migliorata del litio-ferro-fosfato (LFP), che è meno suscettibile all’accumulo di calore. La batteria è progettata per essere robusta e resistere agli abusi. Fleetzero prevede di produrre la batteria LFP migliorata a livello nazionale negli Stati Uniti in uno stabilimento situato a Birmingham, in Alabama, con l’applicazione iniziale sulle navi americane.

I piani operativi prevedono la sostituzione dei contenitori di batterie scariche nei vari porti di scalo, con contenitori di batterie ricaricate. Fleetzero informa che il loro sistema di batterie per container ha ricevuto l'approvazione per la propulsione navale dall'American Bureau of Shipping (ABS).

I progressi nelle batterie al litio ferro-fosfato includono un rischio ridotto di accumulo di calore insieme a una maggiore aspettativa di vita con profondità di scarica del 50% e dell’80%. Alcune versioni più recenti delle batterie possono raggiungere da 3.500 a 5.000 cicli con una profondità di scarica dell'80%. Le batterie verrebbero probabilmente sottoposte a 350 ricariche a ciclo profondo all’anno nelle applicazioni propulsive marittime, il che si tradurrebbe in almeno 10 anni di servizio in caso di compensazione per la graduale riduzione della capacità di stoccaggio nel tempo. In tale operazione, le navi sostituirebbero le batterie ogni 12 ore con una ricarica che richiederebbe fino a 10 ore.

Potenza, velocità e distanza

Una nave progettata per trasportare 1.500 TEU potrebbe richiedere 25.000 kW di potenza del motore per spingere la nave ad una velocità di 25 nodi. Rallentare la nave alla metà di quella velocità ridurrebbe il fabbisogno energetico di un fattore otto. La compensazione della ridotta efficienza propulsiva dell’elica potrebbe tradursi in 5.000 kW a una velocità di navigazione di 12,5 nodi. Se la nave dovesse navigare per 30 ore a 12,5 nodi, avrebbe bisogno di una capacità di accumulo di energia di 150.000 kWh. Una serie di 100 contenitori di batterie al litio ferro-fosfato da 200,00 0 kWh potrebbero intraprendere il viaggio con le batterie funzionanti fino all'80% di profondità di scarica.

I contenitori di batterie ricaricate sarebbero pronti in porto all'arrivo di una nave. Può o meno scambiare contenitori di entrate prima di salpare verso un altro porto.

Invece di trasportare contenitori di batterie a bordo della nave, la nave potrebbe trainare una piccola chiatta carica di contenitori di batterie, consentendo lo scambio di una chiatta carica di contenitori di batterie ricaricate in vari porti di scalo. Tale operazione potrebbe potenzialmente essere fattibile lungo rotte marittime ad alta densità dove più navi si fermerebbero brevemente per scambiare contenitori di batterie.