Riassunto:
L'alleanza tecnologica marittima "Optimal Transit", formata congiuntamente dalla società di ingegneria offshore InMar Technologies e dallo sviluppatore di sistemi energetici OptiFuel Systems, ha recentemente annunciato una piattaforma concettuale di infrastrutture offshore su larga scala denominata "Blue Economy VITAL 100 MW Kraaken".
Il piano integra apparecchiature per la produzione di energia offshore, impianti di desalinizzazione e data center di intelligenza artificiale in una nave con capacità di navigazione autonoma. Afferma di non richiedere risorse terrestri, di non fare affidamento su reti elettriche terrestri e di non richiedere il consumo di combustibili fossili tradizionali nelle operazioni di routine.
Secondo le specifiche pubblicate dal progetto, la nave multiuso è progettata per avere una capacità totale di generazione di energia di 100 megawatt. Nella configurazione "VITAL", la potenza dell'intera nave sarà dispiegata in modo completo: 40 MW di potenza saranno trasmessi continuamente alla terra attraverso cavi ombelicali sottomarini, sufficienti a soddisfare il fabbisogno energetico 24 ore su 24 di circa 32.000 famiglie; il sistema di acqua dolce della nave può utilizzare la tecnologia flash a vuoto per produrre 30 milioni di litri (circa 7,9 milioni di galloni) di acqua dolce al giorno, che possono fornire acqua quotidiana a circa 150.000 persone; la restante capacità di 60 MW viene utilizzata specificamente per supportare il cluster di calcolo AI ad alta densità della nave. Questa soluzione è un aggiornamento ed evoluzione del data center galleggiante offshore lanciato dal team di progetto nel luglio di quest'anno (originariamente previsto per avere più versioni da 10 a 100 MW). Pur mantenendo il sistema di alimentazione originale, la progettazione dello scafo e dell'ormeggio, parte della potenza di calcolo sarà trasferita al supporto dei servizi pubblici per le aree residenziali costiere o le aree disastrate.
La potenza principale di Kraken si basa sul suo motore brevettato "Digital Ocean Temperature Difference" (DOT), che rappresenta un notevole miglioramento rispetto alla tradizionale tecnologia Ocean Temperature Difference Energy Conversion (OTEC). I sistemi OTEC convenzionali vaporizzano fluidi di lavoro a basso punto di ebollizione (come l’ammoniaca) attraverso l’acqua di mare calda superficiale tropicale per azionare turbine per generare elettricità, quindi utilizzare acqua fredda estratta dalle profondità marine per condensare i fluidi di lavoro per formare un ciclo. Ciò che è diverso dal passato è che Kraken collega il calore di scarto (circa 45 gradi Celsius) generato dai server raffreddati a liquido sulla nave al sistema di circolazione per riscaldare e pressurizzare il gas di ammoniaca prima di entrare nella turbina; quindi, l'acqua di mare profondo a partire da 5 gradi Celsius recupera il gas di scarico nel condensatore. Basandosi sul recupero del calore di scarto del server, sul ciclo Rankine multistadio e sulla tecnologia di recupero dell'entalpia, gli sviluppatori affermano che il sistema può ridurre le dimensioni della turbina di circa il 70%, e anche le dimensioni della tubazione dell'acqua fredda e il carico della pompa dell'acqua fredda possono essere ridotti del 70%, riducendo così significativamente la soglia fisica per l'estrazione dell'acqua fredda nei tradizionali progetti di generazione di energia con differenza di temperatura dell'oceano. Allo stesso tempo, questo ciclo termico è abbinato alla tecnologia flash a vuoto a bassa pressione per utilizzare fluidi caldi e freddi per ottenere in modo collaborativo la desalinizzazione e l'autocondensazione dell'acqua di mare, formando un circuito chiuso a tre di "produzione di energia-calcolo-energia-produzione di acqua".
In termini di ingegneria dello scafo, Kraken utilizza un progetto SWATH (Small Waterplane Area Catamaran), lungo circa 91 metri (300 piedi) e con un dislocamento di circa 50.000 tonnellate lunghe. Posizionando la struttura principale di galleggiamento nella zona delle acque profonde dove le onde ondeggiano meno, lo scafo raggiunge una stabilità estremamente elevata per le operazioni offshore. L'hardware del data center integrato adotta un design modulare di raffreddamento a liquido, che facilita lo smontaggio e l'aggiornamento tempestivi in base all'iterazione dell'hardware informatico. Quando dispiegata vicino alla costa, la nave è collegata alla rete di condotte terrestri tramite un sistema ombelicale a sgancio rapido; se minacciata da un uragano o da una tempesta estrema, la nave può staccarsi dall'ormeggio nel giro di poche ore, dirigersi verso una zona di mare sicura a una velocità massima di quasi 16 nodi, per poi tornare al sito per il ripristino dopo la tempesta. Questa elevata mobilità gli consente non solo di servire isole remote o aree industriali costiere, ma anche di fungere da ancora di salvezza in caso di disastri naturali. Il team del progetto prevede addirittura di assemblare 5 navi di questo tipo entro 3 chilometri quadrati di area marina per creare un “parco energetico sovrano offshore” con una produzione totale di 200 megawatt di elettricità, 151 milioni di litri di acqua dolce e 300 megawatt di potenza di calcolo.
Le stime dei costi mostrano che il costo totale della costruzione di una nave VITAL completa da 100 MW è stimato a 587 milioni di dollari. Il partecipante al progetto ha sottolineato che se una centrale elettrica da 40 megawatt, un impianto di desalinizzazione dell’acqua di mare da 30 milioni di litri al giorno e una sala computer per data center AI da 60 megawatt della stessa grandezza fossero costruiti a terra, l’investimento totale sarebbe compreso tra 750 milioni di dollari e 1,33 miliardi di dollari; la soluzione integrata offshore può far risparmiare dal 22% al 56% circa dei fondi di costruzione e comprimere il periodo di consegna da 6 a 10 anni per le infrastrutture terrestri a circa 3 anni.
Nonostante l'idea promettente, il progetto deve affrontare un attento esame pratico quando si tratta di costruzione. Innanzitutto, il progetto è ancora nelle fasi di progettazione dello schema e di verifica del gemello digitale. Il finanziamento di serie A viene utilizzato solo per completare i disegni tecnici conformi alle specifiche della società di classificazione. Il programma di costruzione navale dipende dal finanziamento di serie B previsto nel 2027. In mare non esiste un'entità già pronta. In secondo luogo, una produzione netta di 100 MW rappresenta un volume ingegneristico senza precedenti per l’energia termoelettrica oceanica. L’efficienza teorica dell’OTEC tradizionale è solitamente inferiore al 4% e l’elaborazione di centinaia di megawatt di potenza richiede solitamente il pompaggio di decine di miliardi di litri di acqua di mare al giorno e la sospensione di un enorme tubo di acqua fredda che si estende per migliaia di metri sott’acqua e ha diversi metri di diametro. Sebbene il sistema DOT affermi di essere in grado di ridurre il diametro del tubo, non sono ancora stati rilasciati dati dettagliati sulla connessione fisica e sulla resistenza alla fatica delle condotte di presa dell'acqua di acque profonde durante la fuga di emergenza e il ripristino della nave. Inoltre, 40 MW di alimentazione esterna e 60 MW di carico di calcolo hanno occupato completamente la capacità teorica installata, e il bilancio energetico preciso del proprio consumo energetico, come le pompe per vuoto per acqua dolce e il pompaggio di acqua di mare fredda, deve ancora essere verificato pubblicamente; L’affermazione che la nave possa operare in aree marine prive di significative differenze di temperatura verticale, come l’Artico, è anche in contrasto con i requisiti geografici della termodinamica tradizionale per le differenze di temperatura oceanica, e ci sono dettagli teorici che non sono stati completamente chiariti. L'industria ritiene che tutti gli aspetti della tecnologia integrata da Kraken abbiano basi fisiche mature, ma se tali strutture termiche e informatiche ad alta densità possano essere integrate con successo in un unico scafo motorizzato entro il budget deve ancora essere verificato mediante successivi test effettivi.
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