Impianti e navi industriali galleggianti
In un mondo in rapida evoluzione in cui la politica e il cambiamento climatico, così come l'esaurimento delle materie prime, possono ostacolare gli investimenti in imprese fisse basate sulla terraferma, il concetto di imprese galleggianti flessibili sta diventando sempre più attraente.
Imprese galleggianti (navi officina) può essere definito come una nave su cui avviene un processo di lavorazione, in contrasto con le navi utilizzate esclusivamente per il trasporto di merci.
Una nave aziendale
Può sembrare che le basi galleggianti siano utili solo in condizioni speciali - esotiche. Questo non è vero. La superficie dell'acqua è un cantiere ideale dove qualsiasi struttura industriale può essere costruita nel giro di pochi mesi, non anni.
Fu un pioniere in una serie di grandi impianti industriali costruiti sotto forma di grandi blocchi di sintesi dell'acqua Centrale elettrica a marea di Kislogubskaya, commissionato nel 1968 (design LB Bernstein).
Quindi un blocco del peso di 5mila tonnellate è stato eretto vicino a Murmansk in una fossa speciale, quindi, completo di attrezzatura, è stato consegnato via mare al sito di installazione a 90 miglia di distanza e allagato.
Questa operazione sarebbe potuta passare inosservata se un anno prima in Francia non fosse stata messa in funzione una stazione di marea, costruita con metodi convenzionali, in una fossa separata dal mare da una potente diga. Il suo prezzo era tre volte superiore al costo di costruzione di strutture simili, il che ha immediatamente messo in discussione l'uso dell'energia delle maree.
E in Unione Sovietica, una struttura simile viene messa in funzione a un prezzo inferiore. L'esperienza costruttiva è diventata subito al centro dell'attenzione, hanno cominciato a imitarlo.
Kislogubskaja TPP
Il Giappone ha oggi la più ricca esperienza nella creazione di imprese galleggianti, le sue aziende hanno lanciato dozzine di oggetti.
Tra questi ci sono centrali elettriche galleggianti, impianti petrolchimici, raffinerie di petrolio e gasolio, impianti di desalinizzazione dell'acqua di mare, impianti di polietilene, cartiere e altri.
Tutti i tipi di attività galleggianti sono offerti da società provenienti da Svezia, Finlandia, Norvegia, Germania, Italia, Francia e Stati Uniti.
Impianto galleggiante GPL Shell Prelude
Gli ingegneri marini hanno molto da imparare dalle loro controparti terrestri. Innanzitutto la compattezza degli oggetti.
La società «Babcock Power» (Germania) già negli anni '80 del XX secolo, su una base galleggiante autosollevante delle dimensioni di 70x70 m, collocava tutte le apparecchiature della centrale con una capacità di 350 MW, blocchi residenziali e attrezzature sulla piattaforma stessa, compresi i meccanismi idraulici per sollevare quattro moli e un eliporto. La massa della struttura è di 9mila tonnellate.
La centrale elettrica galleggiante è installata nel Mare del Nord a 80 km dalla costa e utilizza gas a basso costo proveniente da un giacimento poco profondo.
A terra tali oggetti "mangiano" 10-30 ettari di terreno, cioè sembrano sparsi sulla superficie. L'acqua, d'altra parte, predetermina la struttura a più piani: magazzini - sott'acqua, sopra l'acqua - su più livelli con attrezzature, locali residenziali e industriali. Di conseguenza, l'area richiesta per la struttura si riduce di 15-40 volte.
Una fabbrica galleggiante in Giappone
Ecco alcuni esempi di fabbriche galleggianti realizzate dalla società giapponese IHI (IHI). Tutti si distinguono per un alto grado di compattezza.
La centrale termica con una potenza di 50 MW soddisfa il fabbisogno della città con una popolazione di 100mila abitanti. La modesta chiatta di 110×35 m è dotata di due generatori elettrici con una potenza massima di 34 MW, due turbine a vapore per l'azionamento dei generatori, due caldaie a vapore con una capacità di 330 tonnellate di vapore all'ora, funzionanti a combustibile liquido o gassoso, e una serie di sistemi ausiliari.
Una centrale elettrica di desalinizzazione alimentata a gas naturale è ormeggiata al largo per fornire elettricità e acqua alla città industrializzata di 100.000 persone.
Sei impianti di dissalazione con una capacità complessiva di 120mila tonnellate di acqua dolce al giorno, sei caldaie a vapore, gruppi elettrici con turbine a vapore per una potenza complessiva di 300 MW, impianti di accumulo di acqua dolce, impianti ausiliari e un blocco residenziale.
Nelle vicinanze è possibile posizionare un consumatore di elettricità: un impianto di produzione di barre d'acciaio galleggiante. Le dimensioni della sua base sono 210x60 m.
Nel lontano 1981, in Brasile, in una zona remota della costa amazzonica, una cartiera e una centrale elettrica collegata furono varate a bordo di una nave.Tutti gli elementi di questo impianto sono costruiti anche nello stabilimento IHI in Giappone. La nave è stata progettata per essere utilizzata come attrezzatura permanente, è stata collocata in un molo appositamente costruito che è stato poi prosciugato, lasciando la chiatta montata su palafitte.
Più di recente, in Costa d'Avorio è stato aperto un impianto di impiallacciatura su chiatte. Questa chiatta è stata originariamente costruita nel 1975 per operare in Camerun e da allora è stata spostata nella sua posizione attuale, a dimostrazione della flessibilità delle fabbriche galleggianti che possono essere spostate a seconda della disponibilità di materie prime e dei processi produttivi.
L'Unione Sovietica produce centrali elettriche galleggianti "Northern Lights", stazioni di pompaggio per oleodotti, officine meccaniche, depositi di petrolio, pontili di blocco con attrezzature per giacimenti di gas e petrolio.
PLES «Northern Lights-2» a Vladivostok
Sulla superficie della diga di Kakhovskoe furono costruite le torri di un'esclusiva linea di trasmissione di energia, un impianto per la lavorazione del legno sommerso in trucioli e una serie di potenti impianti di perforazione erano in funzione per lo sviluppo di giacimenti di petrolio e gas nel mare.
Supporta la linea elettrica attraverso la diga di Kakhovskoe
Le imprese galleggianti sono stabilite principalmente nei cantieri navali dove il processo tecnologico è ben consolidato. L'esperienza nella costruzione di grandi blocchi dimostra che il costo del lavoro si dimezza: le stesse forze riescono a costruire il doppio. Inoltre, il costo dell'oggetto è ridotto di 1,5 - 2 volte e il tempo di costruzione è più della metà.
Attualmente, i lavoratori dell'energia, i lavoratori del petrolio, i lavoratori del gas, i costruttori sono pronti a creare vari oggetti galleggianti.
I principali tipi di imprese galleggianti nel nostro tempo:
1. Industria petrolifera offshore è diventato uno dei principali utilizzatori di unità di trasformazione galleggianti perché potrebbe essere più efficiente localizzare la lavorazione delle materie prime alla fonte piuttosto che a terra, o perché potrebbe essere più facile ottenere un permesso per la lavorazione in mare piuttosto che a terra.
2. Produzione di energia elettrica sta diventando la principale applicazione per gli impianti galleggianti, in parte perché può essere consigliabile avere un impianto galleggiante per far fronte all'aumento della domanda di energia elettrica, ma anche perché un impianto galleggiante può essere realizzato in tempi molto più brevi.
Una centrale elettrica GNL galleggiante della Corea del Sud su una chiatta
La maggior parte di queste centrali elettriche galleggianti si basa su chiatte pontone perché sono semplici ed economiche da costruire e non devono resistere alle dure condizioni del mare aperto per funzionare.
Tuttavia, i nuovi sistemi di propulsione galleggiante sviluppati per l'uso in Indonesia si basano su una tecnologia che consente alla nave di navigare verso la sua destinazione con le proprie forze.
Il vantaggio principale di tali centrali elettriche galleggianti è che possono essere facilmente spostate in una nuova posizione, mentre la nuova posizione richiede solo un collegamento a terra e un molo.
Karadeniz Onur Sultan, una nave lunga 300 metri con una centrale elettrica, occupa l'area di tre campi da calcio
Le navi energetiche, che possono funzionare a olio combustibile e gas naturale, svolgono un ruolo unico in un paese in cui quasi 1 miliardo di persone non ha accesso all'elettricità.
Il governo indonesiano ha recentemente delineato il suo piano elettrico per il 2026.Ha affermato che tali centrali elettriche mobili dovrebbero svolgere un ruolo nella fornitura di elettricità alle aree rurali e remote del paese, dove più di 2.500 villaggi non sono ancora collegati alla rete.
Prima centrale nucleare galleggiante
La prima nave galleggiante a propulsione nucleare fu la USS MH-1A, utilizzata nella zona del Canale di Panama dal 1968 al 1975.
Utilizzando questo concetto, in Russia vengono costruite centrali nucleari galleggianti e l'energia ottenuta dai reattori nucleari viene utilizzata nella flotta rompighiaccio. Queste installazioni sulle navi possono essere utilizzate anche per fornire calore e acqua dolce.
Sala macchine centrale della centrale nucleare russa "Akademik Lomonosov"
Il punto di controllo centrale della centrale elettrica galleggiante
3. Rigassificazione del gas naturale liquefatto è un'area con notevoli potenzialità di crescita, con già decine di installazioni galleggianti. La società di consulenza energetica Douglas-Westwood stima che il settore potrebbe crescere fino a 8,5 miliardi di dollari nel prossimo futuro.
Nave turca con impianto di rigassificazione GNL
4. Dissalazione, centrali eoliche e maree offrire ulteriori indicazioni di crescita nel settore delle fabbriche galleggianti.
In Grecia, è stato sviluppato un impianto di desalinizzazione galleggiante come impianto esente da manutenzione alimentato da un generatore eolico integrato con energia solare. Questo impianto produce fino a 70 m3 di acqua dolce al giorno e si stima che il periodo di ammortamento di questo impianto possa essere di tre anni. In Svezia è stata sviluppata un'unità galleggiante in grado di generare elettricità sia da turbine eoliche che subacquee.
Un indicatore dell'uso futuro delle fabbriche galleggianti è uno studio condotto da Innovia Technology per il birrificio SAB Miller.
Di fronte all'incertezza che l'industria della birra dovrà affrontare nei prossimi anni, Innovia ha proposto un birrificio galleggiante su una nave che consentirebbe al birrificio di trasferirsi in nuove sedi man mano che i mercati si espandono o si contraggono.
Un simile birrificio galleggiante consentirebbe una rapida espansione in nuovi mercati in cui l'infrastruttura disponibile per un birrificio terrestre potrebbe non essere disponibile. Ciò accelererà ulteriormente la consegna delle materie prime in quanto possono essere trasportate via acqua. Il progetto è concepito come un impianto completamente autonomo con proprie apparecchiature di desalinizzazione ed energia.