Низкоуглеродная технология переходного периода

Водотопливная эмульсия может стать временной альтернативой при переходе морского судоходства на безуглеродные технологии. Использование такого топлива позволит изменить класс углеродной эффективности судна (Carbon Intensity Indicator, CII) и тем самым отсрочить срок проведения его модернизации.

Международные инициативы, направленные на сокращение выбросов в атмосферу оксида углерода и других вредных веществ с судов, активизировали поиск чистых источников энергии. В качестве альтернативного топлива рассматриваются: сжиженный природный газ (СПГ), сжиженный углеводородный газ (СУГ), метанол, биотопливо и водород.

Полностью отказаться от углеродного топлива в судоходстве на данном этапе невозможно — в мире нет готовых и доступных технологий, которые обеспечат углеродную нейтральность судна при сохранении его полноценной эксплуатации. Поэтому нет и однозначного ответа, какое строить судно. В связи с этим судовладельцы все чаще делают ставку на СПГ-топливо: оно доступно, отвечает возрастающим экологическим требованиям Международной морской организации (IMO) и рассматривается как переходное к безуглеродным технологиям.

Очередные серьезные изменения экологических нормативов ожидаются через год. Они будут распространены на весь эксплуатируемый за пределами национальных вод гражданский флот.

С 2023 года вводится рейтинг углеродной эффективности морского судна, эксплуатирующегося за пределами национальных вод. Суда получат рейтинги A, B, C, D или E. При получении низких рейтингов придется разработать и выполнить план корректирующих действий по улучшению углеродной интенсивности. Начиная с 2023 года, суда должны будут ежегодно уменьшать свою углеродную интенсивность, т.  е. объем выбросов парниковых газов в атмосферу на единицу транспортной работы, в соответствии с установленными понижающими значениями.

Судовладельцы в преддверии этих изменений ищут решения, которые позволят продолжить эксплуатировать судно, соблюдая правила IMO. Пока выбор невелик. Это может быть дорогостоящий капитальный ремонт на верфи для установки системы СПГ, что займет около года и на несколько лет продлит сроки эксплуатации судна. Или же осуществить минимальные вложения и продолжить работать по-прежнему, пока это допускается правилами IMO, а потом вывести судно из эксплуатации.

Впрочем, есть и нетривиальный, но достаточно эффективный вариант с точки зрения затрат и соответствия возрастающим требованиям IMO — использование в качестве судового топлива водотопливной эмульсии. То, что такой вид топлива перспективен в текущих условиях, подтверждается исследованиями. В частности, отчетом «Разработка и испытания водотопливной эмульсии в качестве топлива для судовых двигателей для снижения выбросов NOx и твердых частиц», подготовленным Danisco и MAN Diesel & Turbo при частичном финансировании со стороны Датского экологического агентства по охране окружающей среды (EPA). Отчет сделан в рамках партнерства между EPA и Датской ассоциацией судовладельцев.

В исследовании представлен анализ расхода топлива SFOC (Specific Fuel Oil Consumption) в г/кВт*ч, в зависимости от содержания воды в водотопливной эмульсии при различных нагрузках двигателя, в сравнении со стандартным топливом LFO (рис. 1). Эти данные свидетельствуют, что при аналогичных параметрах нагрузки удельный расход водотопливной эмульсии (г/кВт*ч) выше, чем исходного топлива, не более чем на 2%. При этом появляется возможность повысить класс углеродной эффективности CII судна (табл. 1).

Также в отчете представлены данные, подтверждающие снижение количества оксидов азота (NOx) в выхлопных газах двигателя, выбросов CO, твердых частиц и дыма FSN при использовании водотопливной эмульсии.

Сама технологии не нова и известна с 1960‑х годов. Однако в судоходство она внедряется в основном зарубежными компаниями, такими как Exomission Umwelttechnik GmbH, Aquametro Oil & Marine GmbH, Alternative Environmental Technologies, Energy Ecology Economy, Pentol GmbH, Diamond S Shipping, Kawasaki Heavy Industries Ltd, Quadrise и др.

В России известна лишь одна компания, которая занимается разработкой и внедрением технологии водотопливной эмульсии для судов, — это «НП «Технологии прогресса». По информации технического директора сколковского предприятия Дениса Милованова, компания более трех лет потратила на подготовку технологии для промышленного использования. «Осталось решить вопросы по адаптации установок непосредственно на судне и интеграции систем автоматизации установки и управления ДВС судна, — рассказал он. — При ее использовании процесс бункеровки не изменится, поскольку эмульсия изготавливается непосредственно на судне».

Впрочем, пока технология, набирающая популярность в мире, спросом у российских судоходных компаний не пользуется. Как пояснил Денис Милованов, у рынка судового топлива есть свои ограничения в виде стандартов, правил, что затрудняет выход на него новой технологии. «Проводить испытания для каждого двигателя MAN Diesel & Turbo и Wärtsilä, получать соответствующее разрешение затратно как по времени, так и по финансам, — сказал Денис Милованов. — Мы понимаем, что производители судовых двигателей защищают свои финансовые интересы, при этом их интересы, запросы владельцев верфей часто не совпадают с задачами судовладельцев. Между тем, по мнению наших специалистов: использование технологии LIQ-F-OIL® позволит снизить выбросы вредных веществ и, таким образом, продлить срок эксплуатации данных двигателей на рынке без больших капитальных затрат на модернизацию».

Сергей Веселков, председатель совета директоров,

«Топливный Альянс», SK

Денис Милованов, технический директор,

«Научное предприятие «Технологии прогресса», SK