Международные инициативы в сторону снижения углекислого газа (CO2) и других вредных выбросов с судов являются драйверами поиска альтернативных источников энергии.
В частности, в отчете классификационного общества DNV GL рассматривается использование топливных элементов, газовой и паровой турбин вместе с электроприводными системами, что может быть эффективным только в сочетании с более экологичным видом топлива.
Использование топливных элементов на судах в настоящий момент находится в разработке, однако пройдет немало времени до тех пор, пока они смогут заменить основные двигатели. Концепты в данном направлении существуют уже сейчас, например, паром от VINCI Energies. Такое судно имеет длину 35 м. Оно будет способно держать заряд энергии, полученной от возобновляемых источников, в течение 4-х часов. На сайте компании сказано, что такое судно будет эксплуатироваться между французским островом Уэссан и континентом, начиная с 2020 года.
Также в качестве инновационных технологий рассматривается использование аккумуляторов и энергии ветра.
Судно, использующее энергию ветра, The Vindskip
Системы аккумуляторных батарей уже применяются в судоходстве, однако использование технологии для морских судов ограничено в связи с низкой эффективностью.
Наконец, использование энергии ветра, хотя и не является новинкой, должно еще доказать свою экономическую привлекательность в современном судостроении.
Напоминаем, что с 1-го января 2020 года содержание серы (SOx) в топливе не должно содержать более 0,5%, а выбросы парниковых газов должны быть сокращены на 50% к 2050 году, согласно последнему решению Международной морской организации (ИМО).
Альтернативные виды топлива
Среди альтернативных видов топлива в настоящее время рассматриваются: сжиженный природный газ (СПГ), сжиженный углеводородный газ (СУГ), метанол, биотопливо и водород.
ИМО в настоящий момент разрабатывает кодекс безопасности (IGF Code) для судов, использующих газ или другие экологичные виды топлива. Продолжается работа в области использования метанола и топлив с низкой температурой воспламенения.
Для других видов топлива IGF Code пока не разрабатывается, что судовладельцам необходимо принять во внимание.
Воздействие на окружающую среду
По данным DNV GL, при использовании СПГ выделяется меньше всего парниковых газов (основными парниковыми газами являются водяной пар, углекислый газ, метан и озон). Однако несгоревший метан, являющийся основной составляющей СПГ, создает выбросы с 20 раз более мощным парниковым эффектом, чем углекислый газ (CO2 - двуокись углерода).
Тем не менее, по заверениям производителей двухтопливных двигателей, объем несгоревшего метана в современном оборудовании не столь велик, и использование их дает снижение парниковых газов в судоходстве на 10-20%.
Углеродный след (количество парниковых газов, причиной которых стали деятельность организаций, действия по транспортировке грузов) от использования метанола или водорода значительно больше, чем при использовании тяжелого топлива (HFO) и морского газойля (MGO).
При использовании возобновляемых источников энергии и биотоплива, углеродный след меньше.
Самым экологичным видом топлива является водород, производимый из возобновляемой энергии. Жидкий водород может быть использован будущем. Однако у него достаточно низкий показатель объемной энергетической плотности, что приводит к необходимости создания больших мест хранения.
Что касается выбросов азота, для соответствия стандарту Tier III двигатели внутреннего сгорания с циклом Отто, работающие на СПГ или водороде, не нуждаются в оборудовании для очистки выхлопных газов. В большинстве случаев для удовлетворения стандарту не подходят двухтопливные двигатели, работающие по дизельному циклу.
Уровень выбросов азота при использовании разных видов топлива. Источник: DNV GL
Цены на топливо
Цена внедрения не является главным критерием при выборе той или иной технологии, а вот цена на топливо, как раз, является. Она зависит от нескольких факторов, включая тяжело предсказуемые.
По данным источников, самая низкая цена в период с 2005 по 2015/2016 годы наблюдается на HFO. С ней может конкурировать лишь СПГ и СУГ. Цена на метанол, производимый из натурального газавыше, чем на СПГ. Биотопливо производится из биомассы и традиционно дороже нефти марки Brent. Эти виды топлива в будущем, скорее всего, смогут конкурировать с MGO.
Водород здесь не рассматривается, поскольку он намного дороже остальных видов топлива. Он совершенно не конкурентоспособен на рынке по цене. Шанс у него появится только при значительных субсидиях или высоких налогах на обычное топливо.
Производство топлива
Говоря о производстве топлива, стоит отметить, что для всех видов топлива, кроме СПГ, потребуются значительные инвестиции в случае принятия решения о массовом использовании того или иного вида. Производство СПГ гораздо выше потребности мирового флота в топливе, поэтому переход на него возможен уже сегодня.
Выводы
Экологические проблемы и растущие цены на топливо ведут к необходимости поиска новых решений для судоходства. Альтернатив не так много. При этом законодательство уже определилось с условиями использования СПГ, за ним следуют метанол и биотопливо.
По мнению экспертов, немного времени займет разработка IGF Code для СНГ и водорода.
Для того, чтобы соответствовать требованиям ИМО к 2050 году, необходимо будет не только перевести флот на иной, более экологичный вид топлива, но и разработать новые технологии для снижения выбросов парниковых газов в атмосферу с судов.
Одной из наиболее перспективных технологий является использование топливных элементов, но пока она находится лишь на стадии зарождения.
Текст: Анна Красавцева, на основе отчета классификационного общества DNV GL
