Топливная эволюция в морской индустрии: планы и возможности

Яхты и окружающая среда
Следующая статья

Дайджест новостей 20-26 сентября

Предыдущая статья

Bering 145. Сила эксплорера, красота суперяхты

Еще не так давно, на рубеже веков, вопрос, на каком топливе строить яхту, не поднимался, но теперь, когда судоходство находится на грани перехода на альтернативные виды горючего, об этом стоит серьезно задуматься.

Крупные верфи, вынужденные строить суперяхты для требовательных заказчиков, можно сравнить с родильными домами, где появляются на свет и внедряются новаторские инженерные решения и прогрессивные технологии. Заслуги задействованных в яхтенной индустрии изобретательных умов сложно переоценить, однако нужно признать, что очень многое приходит на яхты из «большого» флота: коммерческого, военного, экспедиционного и рабочего. Создавать суперяхты без оглядки на мировой опыт судостроения невозможно хотя бы потому, что на нем основаны правила регистров, и объемы финансирования инженерных изысканий многократно превышают возможности заказчиков-одиночек, пусть даже архисостоятельных. Поэтому сегодня человеку, стоящему перед выбором, какое топливо предпочесть для будущей лодки, разумно посмотреть, что происходит в мировом коммерческом флоте: понять тенденции, оценить риски и принять оптимальное решение, — чтобы спущенная через несколько лет яхта не оказалась морально устаревшей.

С 1950-х годов, когда флот перешел с угля на мазут, топливная картина в судоходстве почти не менялась. Да и зачем, если самое низкокачественное тяжелое топливо с нефтеперерабатывающих заводов никому, кроме кораблей, не нужно, а потому дешево. Объемы его производства достаточные, каналы поставки хорошо развиты, и если бы не пресловутое глобальное потепление и конечность запасов нефти, то проблемы бы не возникло. Но она есть, и мир вплотную приблизился к черте, которую судоходство должно пересечь на новом топливе.

Цели ясны, пути — неведомы

Сегодня судовладельцы озабочены тем, как привести свой флот в соответствие с принятой стратегией IMO по снижению выбросов парниковых газов. За точку отсчета взят 2008 год, а за финал — 2100 год, когда судоходство должно стать полностью безуглеродным. Назначены и промежуточные цели: к 2030 году интенсивность выбросов (метрика, которая исчисляется в граммах углекислого газа на тонну груза, перемещенного на одну милю) должна снизиться на 40% по сравнению с 2008 годом, а к 2050 году необходимо уменьшить ее на 70%. Как этого добиться, пока не понимает никто.

«Достижима ли абсолютная декарбонизация судоходства, еще неясно, однако это не означает, что к ней не нужно стремиться, — говорит Эрик Нихус, директор по развитию DNV GL. — Очевидно, что за один присест сделать это невозможно, поэтому не стоит надеяться на появление чудесной черной коробки, которая разом решит все проблемы. Вместо этого нужно принимать посильные меры и ставить промежуточные цели. IMO плотно занимается этим, и в ближайшие годы должен начать работу International Maritime Research and Development Board (IMRB) — международный совет, который будет курировать исследования в области поиска перспективного судового топлива и разрабатывать технологии более эффективного использования энергии. Параллельно разработают интегральные углеродные коэффициенты для оценки экологичности топлива, которые будут учитывать не только выбросы в судоходстве, но и негативные последствия для природы при производстве горючего. Кроме того, будет создан индекс EEDI (Energy Efficiency Design Index), чтобы можно было объективно оценивать экологичность судов».

Хотя пандемия замедлила работу комиссий IMO, они делают все возможное, чтобы не допустить отсрочки принятия связанных с парниковыми газами законов и правил. В ЕС рассматривают введение морского налога на углекислый газ и прорабатывают единый европейский закон о климате, призванный сделать к 2050 году экономику и жизнь общества нейтральной по отношению к климату. При этом депутаты Европарламента критикуют IMO за низкий темп работы, намекая, что если та не поспевает, то ЕС готов взять на себя инициативу по вопросам «озеленения» судоходства.

Смена видов топлива в судоходстве

Позиция чиновников понятна, но что думает по этому поводу индустрия? Подробный ответ на этот вопрос дает исследование о перспективах и сложностях декарбонизации судоходства, которое провела компания Shell при поддержке Deloitte. В нем опросили более 80 директоров и топ-менеджеров крупных компаний из разных частей света. Результаты говорят о том, что многие заняли выжидательную позицию, аргументируя ее тем, что технологии еще разрабатываются, инфраструктура не готова, а высокая конкуренция заставляет бизнес оптимизировать расходы. Один из опрошенных назвал ситуацию тупиковой, но в целом у респондентов позитивные настроения, и большинство их них считают, что поставленные IMO цели достижимы, а декарбонизация входит в тройку самых важных задач индустрии на ближайшие десятилетия.

Под давлением новых ограничительных законов игроки рынка начинают формировать коалиции и союзы, инвестировать в пилотные проекты и искать пути снижения объема вредных выбросов, поскольку уверены, что выработать новую парадигму и выйти из тупика можно лишь общими усилиями.

Камо грядеши?

«Мы умеем строить космические корабли, которые летают на Луну и возвращаются, но не можем сделать „зеленые“ суда? — возмутился один из участников исследования Shell. — Неправда, мы можем!»

В этих словах большая доля правды, но, учитывая многообразие возможных решений, существует риск погрязнуть в обсуждениях и спохватиться лишь тогда, когда будут упущены все сроки.

Итак, какими путями идти к частичной и полной декарбонизации судоходства? Во-первых, на объем выбросов напрямую влияет расход топлива, поэтому необходимо всеми способами: гидродинамическими, механическими, логистическими — добиваться его снижения. Здесь все более или менее понятно: на строящихся и на существующих судах можно оптимизировать обводы корпуса, подбирать наилучшие пропульсивные системы, минимизировать обрастание, использовать воздушную смазку, ограничивать скорость движения, искать более выгодные маршруты с учетом погоды, утилизировать тепловую энергию двигателей и т.  д. Судовладельцы, принявшие это на вооружение, уже снизили выбросы своего флота на треть по сравнению с 2008 годом, однако перешагнуть порог 40% можно, только перейдя на другое топливо. Сегодня этот шаг даст дополнительные 20−25%, а в перспективе поможет полностью избавиться от выбросов парниковых газов.

Возможности для снижения объема выбросов парниковых газов

Ежегодно судоходство потребляет 3,3 ПВт·ч энергии. Для сравнения, этого достаточно, чтобы поддерживать привычную жизнь в Нью-Йорке на протяжении 60 лет. Поэтому первый вопрос, на который предстоит ответить сообща, звучит так: какое альтернативное топливо может дать мировому флоту 12 ЭДж в год? А времени на размышления крайне мало, ведь для судостроения 2030 год — это уже завтра, а 2050 год находится на расстоянии всего одной «корабельной жизни».

Прежде чем перейти к разбору альтернатив тяжелому дизельному топливу, нужно сказать несколько слов об электричестве и атомной энергии. 85% выбросов парниковых газов приходится на дальние морские плавания, где электрические суда не рассматриваются, поскольку никакие батареи и «зеленые» генераторы пока не способны обеспечить требуемую автономность. Вместе с тем электрификация малых судов возможна и нужна, но их удел — в основном прибрежное плавание. Что касается атомоходов, то это единственное из готовых решений, которое можно быстро воплотить в жизнь, но общество совершенно не готово принять сопутствующие ему риски, хотя существует мнение, будто отрицательные стороны атомной энергетики окажутся вторичными по сравнению с последствиями ускорившегося глобального потепления.

Сжиженный природный газ (LNG) и сжиженный нефтяной газ (LPG)

На сегодня сжиженный природный газ является единственной реальной альтернативой мазуту, так как производится в достаточном количестве. Строить суда под LNG дороже, но зато сам газ существенно дешевле, и цена на него падает, поэтому начальные инвестиции сравнительно быстро окупаются. В продуктах сгорания LNG нет опасных соединений серы (SOx), на 85% меньше оксидов азота (NOx) и на четверть меньше углерода, поэтому у него есть все шансы стать переходным горючим — своего рода мостом между мазутом и топливом будущего, которое еще предстоит разработать.

Есть у LNG и проблемы: поскольку он состоит преимущественно из метана, чей парниковый эффект в 84 раза выше, чем у углекислого газа (20-летний коэффициент), его утечки из хранилищ и проскальзывание через двигатели могут приводить к худшим последствиям для климата. По прогнозам DNV GL, с 2018 по 2022 год потребление LNG в качестве корабельного топлива вырастет в пять раз. Сейчас его в основном используют на небольших пассажирских паромах и офшорных обслуживающих судах, тогда как среди заложенных судов на LNG доминируют контейнеровозы и крупные круизные лайнеры.

«Производители судовых двигателей стараются максимально использовать технические наработки по дизелям, чтобы адаптировать их под сжиженный природный газ, — говорит Всеволод Гаврилов, директор „Volvo Penta Россия“. — Много чего уже сделано, но пока все сводится к тому, что наиболее эффективный вариант в отношении расхода топлива и мощности — форсунки с многоступенчатым впрыском под высоким давлением для впрыска LNG и примерно 10% дизельного топлива».

Параллельно с технологиями развивается инфраструктура и растет количество плавучих бункеровщиков, однако критики говорят, что за счет перехода на LNG достичь промежуточной цели 2050 года не получится, и газификация лишь отвлечет индустрию от инвестиций в топливо с нулевым углеродным коэффициентом.

Что касается сжиженного нефтяного газа, то индустрия ждет ввода в эксплуатацию первых судов, которые появятся к концу этого года. У LPG нет проблем с проскальзыванием в двигателях: он гораздо проще в обращении и доступен по всему миру, поэтому наладить бункеровку сравнительно легко. Как и LNG, он требует в 2−3 раза больше места на борту для обеспечения той же автономности по сравнению с мазутом, а его преимущество по углеродным выбросам в среднем составляет 17%.

Водород

Отношение к этому весьма непростому топливу в коммерческом судоходстве, в отличие от яхтенной индустрии, достаточно сдержанное, и вот почему. Во-первых, водород подразумевает высокие капитальные затраты при строительстве и эксплуатации судна (нужны морозильные установки для хранения газа при -273 °С) и сам по себе является дорогим топливом. Во-вторых, он требует в 5−10 раз больше места на борту по сравнению с тяжелым топливом, так как плотность энергии у него заметно ниже. Наконец, главное: если водород производится из природного газа, то интегрального сокращения вредных выбросов нет. Сейчас в Европе заказаны и проектируются два пассажирских парома на водороде, и Евросоюз упирает на его стратегическое значение, понимая при этом, что разговоры на эту тему можно вести только в контексте полностью «зеленой» инфраструктуры и электроэнергии (возможно, с атомных станций) для выработки «зеленого» водорода. Если не произойдет прорыва в технологиях топливных ячеек, то водород, равно как аккумуляторные батареи, еще надолго останется уделом малых судов.

Аммиак

Об этом альтернативном топливе много говорят в первую очередь потому, что его можно использовать в двигателях внутреннего сгорания (необходим запальный газ). Кроме того, у аммиака много сходств с LPG в плане материалов и общей архитектуры топливной системы, его легко хранить (хотя нужно в 4 раза больше места, чем для дизеля) и перевозить морем. Но есть у него и серьезные недостатки: это крайне токсичное и коррозионное топливо. Производить его, как и водород, без ущерба для окружающей среды достаточно дорого, и если индустрия вдруг решит сделать ставку на аммиак, то ей придется в одиночку развивать инфраструктуру, ибо для автопрома и авиации он совершенно не интересен, а значит, никаких глобальных инвестиций ждать не приходится. Учитывая, что у некоторых портов ушло десять лет на то, чтобы получить согласование на бункеровку LNG, с аммиаком все будет гораздо сложнее. Тем не менее под него продолжают разрабатывать специальные двигатели и топливные ячейки, хотя вряд ли мы увидим до 2030 года что-то масштабное, помимо пилотных проектов.

Метанол и синтетическое топливо

На метиловом спирте сегодня ходят десять судов, в том числе одно пассажирское, и еще 15 заказано. Если производить метанол из биомассы, можно на 80% сократить выбросы парниковых газов, однако стоимость топлива при этом получается очень высокой, что останавливает судо-владельцев. Та же проблема характерна и для синтетического топлива, которое получают из водорода и оксида углерода: его легко адаптировать к существующей инфраструктуре и двигателям, но производить экологичным способом в достаточном объеме и по конкурентной цене пока не получается. А раз так, то очевидно, что никто не будет строить суда на новом топливе без полной уверенности в том, что их можно будет заправить хотя бы в 20 крупнейших портах мира. В качестве полумеры обсуждаются варианты добавления в традиционное топливо биодизеля или, например, летучих органических соединений (на некоторых судах это уже используется), что позволяет уменьшить объем выбросов, но не решает проблему полностью.

На распутье

Пока IMO, чиновники и владельцы судоходных компаний пытаются выбрать верный путь, производители корабельных двигателей держат руку на пульсе и проектируют модели для разных видов топлива, чтобы оперативно запустить их в производство, как только будет задано генеральное направление. Много разработок посвящено тому, чтобы существующие дизельные двигатели могли работать на смеси разного топлива (пусть и с потерей мощности), ведь мало кто захочет и сможет быстро заменить парк двигателей у работающего флота.

Стоимость достижения промежуточной точки декарбонизации судоходства в 2050 году оценивается в $ 1,65 триллиона, причем 87% этой суммы необходимо потратить на инфраструктуру для производства топлива и бункеровки. Таким образом, цена ошибки высока, и выбор действительно сложен, ведь у всех альтернативных видов топлива есть экономические и технические минусы, да и нормативно-правовая база обращения с ними, по сути, отсутствует. В то время как вся индустрия ждет появления новых стимулирующих законов, больше половины респондентов исследования Shell использует их отсутствие как повод выждать, хотя именно сейчас самое время действовать на опережение.

Впрочем, бюрократию пока никто не отменял: в IMO входит 174 страны, и многие руководители крупных компаний полагают, что разработка и принятие нормативно-правовой базы займет годы, напоминая о том, что на подготовку регламента IMO 2020 ушло 15 лет, а ведь это была несравнимо более простая задача, чем общая декарбонизация судоходства. Кроме того, судовладельцы опасаются, что если законы начнут принимать на уровне регионов, а не глобально, то это усложнит процесс и создаст предпосылки для неравноправной конкуренции. Например, если ЕС начнет регулировать выбросы раньше, чем IMO, то европейским компаниям придется взять на себя большую часть расходов по сравнению с конкурентами из других частей света. Не стоит забывать, что в этой индустрии обостренное чувство справедливости: судовладельцам зачастую неважно, сколько что стоит, главное, чтобы цена была одинакова для всех.

Широкий спектр топлива и переходные технологии

Интересен и другой факт: данные о выбросах парниковых газов в судоходстве строго конфиденциальны плюс нет единых стандартов, по которым они рассчитываются, тогда как судовладельцы хотят прозрачности: видеть «экологические паспорта» кораблей своего флота и оценивать эффективность принимаемых мер по его «озеленению». До тех пор, пока эта проблема не решится, добровольцев на декарбонизацию будет мало. Очевидно, что пионерами перехода на новое топливо (вынужденно?) станут крупные государственные и акционерные компании с масштабным флотом и мощной финансовой подушкой, а все остальные последуют за ними. Но даже тогда новое топливо нужно будет рассматривать исключительно в контексте других отраслей с их инфраструктурой, ведь в противном случае судоходству не выстоять.

Народ требует

Доставка товаров морем играет огромную роль в жизни каждого человека, но роль эта невидимая: большинство из нас не осознает ее важность и, значит, пока не готово платить больше за товары, доставленные «зелеными» кораблями. А то, что декарбонизация судоходства приведет к удорожанию товаров, особенно на начальных ее этапах, сомнению не подлежит. Тем не менее на судоходство уже оказывается сильное социальное давление, которое не сводится к гринписовским протестным акциям. Когда клиенты, сотрудники и инвесторы все чаще предпочитают «зеленые» компании, возникает повод задуматься даже у тех, кто непоколебимо уверен в том, что в рынке можно оставаться всегда исключительно благодаря низким ценам. Запрос доставлять товары более экологичным способом уже существует, и те, кто игнорирует его, вскоре могут остаться без заказов. Кстати, то же справедливо и для верфей, строящих суперяхты: именно об этом говорил Хэнк де Врис, генеральный директор Feadship de Vries, в своей речи на METS 2019. Но что же делать, если готового решения нет, а двигаться вперед нужно?

Взгляд участников отрасли на альтернативное топливо

Большинство респондентов исследования Shell говорят о том, что сейчас необходимо мыслить широко и системно, начинать с малого и быстро масштабировать достижения в случае успеха. Чтобы ковчег декарбонизации сдвинулся с места, необходим запрос на экологичное судоходство со стороны клиентов; понятные глобальные законы и временные рамки; межиндустриальные научно-исследовательские программы, направленные на поиск нового топлива; пилотные проекты и организация, способная четко координировать все эти усилия. Тем более начинаем мы не на пустом месте, и у IMO есть минимум два успешных примера смены парадигмы: переход к конструкции танкеров с двойными бортами (за 20 лет количество таких судов выросло с 10 до 99%) и применение топлива с пониженным (0,5%) содержанием серы.

Яхты — крайне малая и сравнительно безобидная в экологическом плане часть мирового флота, но рано или поздно им тоже придется забыть о дизельном топливе. Так стоит ли выжидать, продолжая поддерживать морально устаревшие технологии, которые через 10−20 лет, возможно, окажутся на обочине, если почти все верфи мирового уровня уже предлагают рабочие «зеленые» решения, вполне подходящие для прогулочного судна?

Дата:

25.09.2020

Текст

Антон Черкасов-Нисман

Фото

Андрей Андреев, IMO, Shell, DNV GL

Следующая статья

Дайджест новостей 20-26 сентября

Предыдущая статья

Bering 145. Сила эксплорера, красота суперяхты

Новые материалы
Похожие статьи