Zen Yacht: la lunga rotta verso la barca sostenibile

Quante volte sentiamo declamare la svolta green di un certo cantiere che presenta la sua nuova barca a zero emissioni, che non inquina. Oppure leggiamo di barche green, sostenibili, e chi più ne ha più ne metta.

Ma poi, a guardar bene, di green e sostenibile queste barche hanno ben poco: magari solo un motore elettrico ausiliario e due batterie che permettono di uscire dal porto, o poco più, senza accendere il motore termico. Per il resto, invece, sono barche che inquinano come o più di prima.

Senza contare che la sostenibilità di una barca, così come di qualsiasi altro oggetto, è un qualcosa di molto più complesso. Parlando nello specifico di una barca, le emissioni vanno certamente considerate, ma non basta. Per valutarne la sostenibilità vanno infatti presi in considerazione anche altri fattori ugualmente importanti.

A partire dai materiali con cui è costruita, se essi siano riciclabili o meno; dell’impatto ambientale per produrli e per trasportarli fino al cantiere. Insomma, l’impatto ambientale dell’intero processo di costruzione. Esempi, questi, che fanno comprendere come “sostenibilità” sia una parola che racchiude in sé davvero tante cose. Una parola rispetto alla quale, se si vuole essere onesti fino in fondo, oggi si può solo dire soltanto che si è agli inizi di un percorso in tal senso.

E proprio un percorso in tal senso è quello che, in tutta onestà intellettuale, dichiara di aver intrapreso il cantiere spagnolo Zen Yacht con le sue barche che vogliono rappresentare un contributo sulla strada che conduce a una mobilità realmente sostenibile. Barche sulle quali si sperimenta l’unione di tecnologie energetiche pulite in continua evoluzione, materiali sostenibili ad alta resistenza e un design nautico innovativo.

Stiamo parlando, in particolare, dell’opera prima del cantiere: lo ZEN50, prima imbarcazione da diporto di serie al mondo dotata di vela alare, un catamarano full electric in fibra di carbonio dotato di un enorme tetto solare che lo rende completamente autosufficiente dal punto di vista energetico. ZEN50 sarà il primo di una serie di yacht con i quali il cantiere spagnolo intende incominciare a percorrere la lunga strada verso barche a emissioni zero e, più in generale, verso imbarcazioni a impatto zero, ovvero realmente totalmente sostenibili.

Vediamo allora come, in concreto, il team del cantiere di Barcellona sta interpretando tutto quanto detto fin qui per realizzare un catamarano – attualmente in costruzione – in cui l’efficienza, le soluzioni energetiche e propulsive sostenibili si sposano con il comfort e il design che comunque sono, e restano, caratteristiche fondamentali che si richiedono per uno yacht.

Oltre alla vela alare, come detto introdotta per la prima volta su una barca prodotta di serie, per ZEN50 è stato infatti studiato un mix di soluzioni che, in sinergia tra loro, contribuiscono a spingere la barca sulla rotta della sostenibilità. Dalla morfologia di scafo scelto – il catamarano – al suo peso contenuto, dalla propulsione full electric coadiuvata dalla vela alare alla totale autosufficienza energetica, andiamo ora a vedere quali sono le principali caratteristiche di questa barca.

Primo yacht di serie con Wingsail

Partiamo dall’elemento sicuramente più caratterizzante di ZEN50. Si tratta di una vela alare (wingsail) semirigida completamente automatizzata: la OceanWings32 che deriva da quella sviluppata per il trimarano Oracle per l’America’s Cup 2010 a Valencia, che portò alla schiacciante vittoria sul catamarano Alinghi dotato di vela convenzionale.

Sviluppata dallo Studio VPLP, uno dei maggiori interpreti del design navale moderno, soprattutto per le barche a vela da competizione oceaniche e non solo, essa rappresentò un punto di svolta nello specifico settore. Successivamente VPLP ha ulteriormente sviluppato e automatizzato il sistema fino a installarlo, nel 2019, su Energy Observer, la prima imbarcazione al mondo ad aver compiuto il giro del mondo a zero emissioni grazie a un mix di energia rinnovabile e idrogeno rinnovabile prodotto a bordo. Due anni di test operativi su Energy Observer hanno poi permesso al team di Ayro, spin-off dello studio VPLP, di mettere a punto l’algoritmo che comanda la vela alare e tutti i suoi meccanismi.

Ed oggi, assicurano a Zen Yacht, il controllo della vela alare non richiede alcuna abilità specifica, in quanto il suo funzionamento è completamente automatizzato e assolutamente sicuro. Tutto viene gestito con il semplice tocco di un dito su un touch screen e la vela si regola automaticamente posizionandosi nella modalità di funzionamento scelta. Sempre con il semplice tocco di un pulsante, la vela può essere messa in posizione di sicurezza, così come le due parti di cui è composta possono essere issate e ammainate indipendentemente.

Navigazione a zero emissioni

Come ha insegnato l’esperienza di Energy Observer, per una navigazione realmente a zero emissioni non ci si può affidare solo al solare o solo al vento, ma è necessario un mix di soluzioni alternative integrate tra loro.

Quindi, oltre la vela alare OceanWings32, su ZEN50 è previsto un tetto fotovoltaico di dimensioni davvero importanti per una potenza di picco di ben 17 kW. Considerando le 16 tonnellate di dislocamento dell’imbarcazione, parliamo di oltre 1 kW per tonnellata d’acqua spostata: un rapporto potenza solare rispetto al peso imbarcazione ben al di là di qualsiasi altro yacht di serie di queste dimensioni.

Tutta questa energia viene poi immagazzinata in un banco batterie al litio di ben 160 kWh che garantiscono una velocità massima di 10 nodi con i soli due motori elettrici da 50 kW in funzione, velocità che raggiunge i 14 kn con l’ausilio della vela alare.

Ma, soprattutto, ZEN50 può navigare ininterrottamente a velocità variabili tra 6 e 10 nodi grazie alla capacità di massimizzare la produzione di energia solare ed eolica, nonché grazie alla capacità di ridurre al minimo il consumo energetico, conseguenza della grande efficienza idrodinamica di cui parleremo tra poco.

Risultato finale: ZEN50 potrà navigare senza mai fermarsi 24 ore su 24, 7 giorni su 7 senza emissioni inquinanti. Non a caso la prima unità ZEN50 attualmente in costruzione non avrà nemmeno un gruppo elettrogeno di emergenza e, quindi, non avrà a bordo combustibili fossili.

Efficienza

La prima regola per una navigazione a zero emissioni, e più in generale per la sostenibilità ambientale, è consumare meno. Se prima non si riducono i consumi è poi inutile affannarsi a produrre energia pulita, ad esempio ricoprendo la barca di pannelli solari.

Proprio sulla base di questo semplice concetto, il team progettuale di Zen Yacht ha fatto di tutto per avere una imbarcazione il più efficiente possibile, che consumasse il meno possibile. Ecco, quindi, la scelta del catamarano, una morfologia di carena che con i suoi scafi lunghi e stretti sposta poca acqua, crea poca onda, e quindi ha una resistenza all’avanzamento molto contenuta. Una morfologia di carena idrodinamicamente molto efficiente che richiede poca energia per navigare. Non solo.

Un altro fattore fondamentale per ridurre la resistenza di una carena e renderla più efficiente è ridurne il peso, obiettivo raggiunto costruendo gli scafi in sandwich di fibra di carbonio. Il massimo per avere una elevata resistenza strutturale e un peso ridotto al minimo.

Senza, per questo, scendere a compromessi sul tema sicurezza. Ad esempio, i due scafi sono compartimentati per garantire una sufficiente galleggiabilità anche in caso di avaria o falla, mentre, per quanto riguarda la parte elettrica, è previsto un alto livello di ridondanza delle batterie: ad esempio, l’intera architettura elettrica è suddivisa in 2 in modo che se dovesse succedere qualcosa su uno scafo, l’intera imbarcazione può ancora funzionare normalmente.

Spazio e comfort

Come detto, ZEN50 è prima di tutto uno yacht e, come tale, deve essere spazioso, confortevole e, perché no, bello. Indipendentemente dalle soluzioni energetiche e propulsive sostenibili adottate a bordo.

Anzi, proprio la motorizzazione elettrica offre grandi opportunità per migliorare il prodotto, a partire dall’abbattimento quasi totale della rumorosità e delle vibrazioni, fattore che migliora sensibilmente il comfort di bordo.

Senza contare la semplicità di gestione di uno yacht elettrico, con la manutenzione quasi azzerata, senza problemi di filtri intasati e serbatoi sporchi tipici di quando si ha a che fare con un normale motore termico. E poi, niente più pieno di gasolio da fare e tante centinaia di euro risparmiate.

Inoltre, le dimensioni molto più compatte dei motori consentono di aumentare lo spazio disponibile a bordo. Così nei due scafi, tra i vari layout disponibili, si possono avere ben 4 cabine doppie con bagno privato (versione charter), mentre in coperta troviamo, all’interno, una zona pranzo per oltre 10 persone trasformabile in ulteriore zona notte, 1 cucina professionale, la postazione di guida, un salotto. Gli spazi poi si raddoppiano nel pozzetto di poppa, sempre in coperta, e sul fly bridge dove si trovano altre due cucine esterne e altre due zone pranzo. Davvero tanto spazio per un catamarano di “soli” 50 piedi.

“CON LE NUVOLE È ADDIRITTURA MEGLIO”

Per avere più informazioni su una barca così innovativa, abbiamo rivolto qualche domanda a Julien Mélot, ingegnere elettromeccanico e architetto navale con il pallino di mettere insieme tecnologie per le energie rinnovabili e design marino. Negli ultimi 10 anni, Julien ha progettato e costruito barche elettriche, solari e a idrogeno, sia da diporto sia da lavoro, mezzi come rimorchiatori, traghetti e barche da pesca, progetti che gli hanno valso numerosi riconoscimenti internazionali.

Proprio questa lunga esperienza nel settore della mobilità marina sostenibile ha permesso a Julien di progettare da zero ZEN50 con il supporto del prestigioso studio VPLP per ottimizzare le forme dello scafo, simulare molteplici scenari di navigazione e convalidare scelte tecniche e orientamenti progettuali.

La bontà del progetto e credibilità dello stesso Julien hanno poi recentemente consentito a Zen Yachts di ricevere un finanziamento di 5,5 milioni di euro da Ocean Zero LLC, un fondo statunitense che investe in aziende innovative in grado di fare la differenza nella decarbonizzazione dei trasporti marittimi. In particolare, il fondo ha investito in sette start up tra cui Zen Yacht riguardo alla quale Stephen Petranek, socio operativo del fondo, ha dichiarato: “la decarbonizzazione del trasporto marittimo e della nautica da diporto non ha bisogno di aspettare ulteriori sviluppi tecnologici e scientifici. È possibile farlo adesso. E il tempo sta per scadere.

Le imbarcazioni producono ogni anno più CO2 nell’atmosfera di tutte le compagnie aeree del mondo. Si tratta di un problema enorme che ha soluzioni che possono essere adottate immediatamente. Abbiamo bisogno di aziende innovative come Zen Yachts che ci guidino nel nuovo mondo dell’elettrificazione delle imbarcazioni”.

Partiamo dall’elemento che più caratterizza ZEN50: la vela alare. Perché?
Implementare uno yacht solare-elettrico con una vela alare rappresenta la migliore modalità per integrare l’utilizzo di energia rinnovabile nella propulsione dello yacht. Spesso, infatti, quando non c’è il sole, c’è il vento, o ci sono entrambi. È vero che l’aggiunta di una vela alare riduce leggermente l’energia raccolta a causa dell’ombra della vela – di un fattore stimato del 20{2e3577d2bd6aebaa150c85c33fcd353783f1aa6c690283591e00ef60b3336fc8} quando la vela viene sollevata – ma offre una notevole spinta non appena la velocità del vento raggiunge i 6 nodi e oltre. Ciò consente allo ZEN50 di navigare costantemente ad alte velocità, riducendo al contempo il consumo di energia per la propulsione. Il tutto senza richiedere specifiche competenze di navigazione, senza la necessità di essere dei velisti. Infatti, la vela alare è completamente automatizzata e non ci sono cime e scotte da manovrare. In conclusione, con o senza vela alare, la conduzione del ZEN50 è del tutto simile alla conduzione di una barca a motore. Inoltre, la vela alare aumenta il comfort di bordo perché, quando è in uso, riduce il movimento di rollio.

Lo ZEN50 può essere considerato uno yacht solare, anche se dotato di vela alare?

Una vera barca solare è una barca alimentata solo dal sole, che non ha bisogno né della ricarica a terra né dell’utilizzo di un gruppo elettrogeno di bordo – tranne che per situazioni di emergenza, ovviamente – per navigare indefinitamente a velocità ragionevoli. L’energia solare prodotta a bordo tra l’alba e il tramonto dovrebbe, infatti, essere sufficiente per la propulsione e tutti i carichi dell’hotel. In altre parole, una vera barca solare è energeticamente autonoma e non nasconde un potente gruppo elettrogeno e un grande serbatoio diesel. Attualmente, le barche dotate di pannelli solari e grandi gruppi elettrogeni sono di fatto imbarcazioni ibride diesel-solari-elettriche, una categoria diversa non così ecologica. ZEN50, invece, è una vera barca solare e la presenza della vela alare non rende questo fatto meno vero. Il rapporto tra energia solare prodotta e dislocamento dell’imbarcazione è di gran lunga il più alto disponibile sul mercato e permette a ZEN50 di navigare ininterrottamente, giorno e notte, a zero emissioni.

Quindi, a bordo è presente un gruppo elettrogeno, anche se solo per emergenza?
ZEN50 è stato progettato per navigare in piena sicurezza con autonomia infinita senza necessità di soste per fare rifornimento. Pertanto, sulla barca non è previsto un gruppo elettrogeno, a meno che non sia espressamente richiesto dal cliente. In tal caso suggeriamo di installare un gruppo portatile alimentato a gas. Ovviamente, possiamo anche installare un gruppo elettrogeno diesel DC a velocità variabile adeguato, ma è contro la nostra filosofia. In ogni caso, faccio notare che, grazie all’elevata efficienza idrodinamica, è sufficiente un gruppo elettrogeno da 20 kW per una navigazione sicura alla velocità di crociera di 5-6 nodi.

Lei parla di autonomia infinita. Ma, in concreto, che cosa significa? Di quali velocità parliamo?
Con la sola energia solare, con cielo sereno o leggermente coperto, mare calmo e normali carichi hotel, lo ZEN50 può navigare a 5 nodi, giorno e notte senza soste. Con la vela alare in funzione, nelle stesse condizioni, questa velocità di autonomia infinita può salire fino a 9 nodi con venti leggeri e medi, e arrivare a 12 nodi con venti più forti, diciamo forza 6. Queste caratteristiche consentono, ad esempio, di compiere una traversata atlantica a zero emissioni in un tempo stimato di 15-20 giorni. Ovviamente, è anche possibile navigare a velocità più elevate ma, in questo caso, il consumo di energia diventa maggiore della capacità di produzione e stoccaggio a bordo, con il risultato che l’autonomia non è più infinita.

E quando il cielo è nuvoloso, com’è possibile l’autonomia infinita senza sole?
Prima di tutto sfatiamo il mito del “no sun”. A meno che non accada un evento apocalittico, come una gigantesca eruzione vulcanica o qualcosa di paragonabile, l’unica cosa certa di domani è che il sole sorgerà. Certo, con una barca solare dovrò pianificare con attenzione la mia crociera e le zone in cui andrò a navigare.

Ad esempio, non programmo una navigazione in regioni polari durante l’inverno. È come andare in crociera su una barca a vela in una zona in cui sai in anticipo che non ci sarà vento. Detto questo, chiariamo anche che durante il giorno non c’è mai “nessuna produzione di energia” da un tetto solare, anche quando è nuvoloso. Piuttosto si ha una produzione ridotta. Questo perché non è la luce solare diretta a produrre energia elettrica ma sono i fotoni (luce) dei raggi ultravioletti che generano una corrente elettrica quando colpiscono le cellule di silicio dei pannelli che, non a caso, si chiamano fotovoltaici. Ne consegue quindi che, anche con cieli nuvolosi, c’è una produzione di energia residua la cui entità dipende dallo spessore – opacità – della copertura nuvolosa.

Tra l’altro è interessante sapere che con una sottile copertura nuvolosa un tetto solare può produrre dal 10 al 15{2e3577d2bd6aebaa150c85c33fcd353783f1aa6c690283591e00ef60b3336fc8} in più di energia rispetto alla condizione di cielo sereno perché le nuvole filtrano e rendono più omogenei i raggi ultravioletti. Per quanto riguarda la notte, infine, il banco batterie di ben 160 kWh consente di immagazzinare energia sufficiente per navigare continuativamente alle velocità di crociera definite nel manuale utente, compreso l’uso di tutte le apparecchiature di navigazione necessarie e dei normali carichi dell’hotel (frigoriferi, congelatori, aria condizionata, ecc.).

Veniamo ora alle barche attualmente in costruzione. Tempi e costi?
Attualmente abbiamo 4 ZEN50 in costruzione, già venduti, che saranno consegnati a partire dall’inizio del prossimo anno. In linea generale, dall’ordine alla consegna della barca ci vogliono circa 14 mesi. Per quanto riguarda i costi di ZEN50, le varie versioni con propulsione esclusivamente solare partono da 1.700.000 USD della versione base fino ai 2.100.000 USD della versione full optional. Per la versione con vela alare sarà necessario aggiungere circa 500.000 USD.

In futuro la gamma ZEN YACHT sarà ampliata con altre imbarcazioni con le stesse caratteristiche di ZEN50?
Certamente. Saranno sempre catamarani ad alta efficienza e a zero emissioni, ovvero senza motori termici di alcun tipo a bordo, quindi senza nemmeno gruppi elettrogeni. E la wingsail sarà un’opzione disponibile su tutti i modelli.

Chi è l’armatore di ZEN50? Velista o motorista?
ZEN50 si rivolge a entrambi. In particolare, alle persone esperte di tecnologia che già hanno veicoli elettrici. Quindi persone sensibili ai problemi ambientali che comprendono la differenza tra ZEN50 e gli altri yacht solari presenti sul mercato. Di solito queste persone si rivolgono a noi perché la nostra offerta è l’unica che ha un senso in termini di energia solare rispetto al dislocamento, costruzione leggera interamente in carbonio eccetera.

Attualmente, l’ecologia è roba per ricchi. I mezzi di trasporto a basso impatto ambientale sono quelli che costano di più, in mare come sulla terraferma. Basti pensare alla Tesla oppure ai costi dello stesso ZEN50. È una situazione destinata a restare tale?
È normale che le persone più benestanti, più ricche, siano quelle che maggiormente contribuiscono a sviluppare nuove tecnologie e le usino per prime. Poi, però, le cose cambiano rapidamente. Nella mia attività professionale mi sono sempre adoperato affinché le comunità meno ricche potessero beneficiare delle nuove tecnologie. Ad esempio, gli studi e le sperimentazioni che hanno portato allo sviluppo del progetto di ZEN50 hanno consentito, parallelamente, di sviluppare la propulsione elettrica per le piccole barche dei pescatori di alcune comunità indonesiane.