Грузовые суда являются жизненно важным компонентом мировой экономики, перевозя товары и сырье через океаны и между континентами. Однако этим массивным судам требуется огромное количество топлива для питания двигателей и движения по воде. Возникает вопрос: какое топливо используют грузовые суда?
Ответ на этот вопрос не однозначен, поскольку существует несколько различных видов топлива, которые грузовые суда могут использовать в зависимости от множества факторов. Традиционно большинство грузовых судов использовали мазут (HFO) или судовой газойль (MGO), оба из которых получают из сырой нефти.
Однако в последние годы растет интерес к альтернативным видам топлива, таким как сжиженный природный газ (СПГ) и биотопливо, которые считаются более экологически чистыми вариантами. Понимание плюсов и минусов каждого типа топлива имеет решающее значение для всех, кто интересуется судоходством или обеспокоен влиянием грузовых судов на окружающую среду.
Виды топлива, используемого на грузовых судах
Грузовые корабли используют различные виды топлива для питания своих двигателей. Наиболее распространенными видами топлива, используемыми на грузовых судах, являются мазут (HFO) и дизельное топливо. Однако с увеличением внимания к сокращению выбросов и воздействия на окружающую среду альтернативные виды топлива набирают популярность. Вот некоторые из основных видов топлива, используемых на грузовых судах:
Мазут
Мазут (HFO) — это остаточное топливо, остающееся после процесса переработки. Это густая вязкая жидкость, требующая нагревания для использования в двигателях. Мазут является наиболее часто используемым топливом на грузовых судах из-за его низкой стоимости. Однако это также самое загрязняющее топливо, выделяющее большое количество серы и других вредных загрязняющих веществ.
Дизельное топливо
Дизельное топливо — это очищенное топливо, которое используется во многих транспортных средствах, включая грузовые суда. Это более чистое топливо, чем тяжелое топливо, с выбросами меньшего количества загрязняющих веществ. Однако он также дороже, чем HFO.
Судовой газойль (MGO)
Судовой газойль (MGO) является более легким, чистым и более очищенным топливом, чем мазут и дизельное топливо. Он используется на многих современных грузовых судах из-за более низкого содержания серы и уменьшенных выбросов. Хотя судовой газойль дороже, чем мазут, он часто требуется в зонах контроля выбросов (ECA), где применяются более строгие правила для снижения воздействия судоходства на окружающую среду.
Сжиженный природный газ (СПГ)
Сжиженный природный газ (СПГ) — это экологически чистое топливо, которое становится все более популярным на грузовых судах. Это газ, который охлаждают до -162°C, превращая его в жидкость. СПГ выделяет меньше загрязняющих веществ, чем мазут и дизельное топливо, а также производит меньше выбросов парниковых газов.
Двухтопливные двигатели являются еще одним важным достижением в усилиях морской отрасли по сокращению выбросов. Эти двигатели способны работать на комбинации традиционных видов топлива, таких как дизельное топливо или мазут, а также на более чистых альтернативных видах топлива, таких как сжиженный природный газ (СПГ).
Биотопливо
Биотопливо — это топливо, которое производится из возобновляемых ресурсов, таких как растительные вещества или отходы животного происхождения. Они являются более чистой альтернативой ископаемому топливу, выделяя меньше загрязняющих веществ. Однако они пока не получили широкого распространения на грузовых судах из-за ограниченной доступности биотоплива и высокой стоимости производства.
Водород
Водород — это экологически чистое топливо, при сгорании которого выделяется только вода. Это многообещающая альтернатива ископаемому топливу, однако она пока не нашла широкого применения на грузовых судах из-за дороговизны производства и отсутствия инфраструктуры для хранения и транспортировки водорода.
Этан
Этан — это газ, который производится в процессе переработки природного газа. Это более чистое топливо, чем мазут и дизельное топливо, с меньшим выбросом загрязняющих веществ. Однако он пока не получил широкого применения на грузовых судах из-за ограниченной доступности этана.
Метан
Метан – это газ, который образуется в процессе переработки природного газа. Это более чистое топливо, чем мазут, дизельное топливо и судовой газойль, и выделяющее меньше загрязняющих веществ. Метан также является основным компонентом сжиженного природного газа (СПГ).
Аммиак
Аммиак – это газ, который получают из азота и водорода. Это многообещающая альтернатива ископаемому топливу, при сжигании которого выделяются только вода и азот. Однако он пока не получил широкого распространения на грузовых судах из-за дороговизны производства и отсутствия инфраструктуры для хранения и транспортировки аммиака.
Метанол
Метанол — это экологически чистое топливо, получаемое из природного газа, биомассы или даже углекислого газа. Он оказывает меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению с традиционными видами топлива, такими как мазут и дизельное топливо. Метанол приобретает все больший интерес в качестве судового топлива из-за его низкого уровня выбросов и простоты переоборудования существующих двигателей для работы на нем. Однако его внедрение на грузовые суда по-прежнему ограничено из-за таких факторов, как наличие топлива и развитие инфраструктуры.
Аккумуляторно-электрическая силовая установка
Аккумуляторно-электрические силовые установки все чаще рассматриваются для морских маршрутов на короткие расстояния. В этих системах используются большие батареи для хранения электрической энергии, которая питает электродвигатели, приводящие в движение корабль. Корабли-аккумуляторы-электроходы не производят выбросов во время работы и могут заряжаться с использованием возобновляемых источников энергии, что делает их экологически чистым вариантом. Однако ограниченный запас хода и длительное время зарядки в настоящее время делают аккумуляторно-электрическую двигательную установку непрактичной для грузовых перевозок на большие расстояния.
В заключение отметим, что грузовые суда используют различные виды топлива для питания своих двигателей. Хотя мазут и дизельное топливо являются наиболее часто используемыми видами топлива, альтернативные виды топлива, такие как сжиженный природный газ, биотопливо, водород, этан, метан и аммиак, набирают популярность из-за более низкого уровня загрязняющих веществ и выбросов парниковых газов.
Расход топлива и выбросы
Расход топлива
Грузовые суда оснащены большими судовыми дизельными двигателями, которые высокоэффективны и могут потреблять большое количество топлива. В среднем грузовое судно может сжигать от 20 до 70 тонн топлива в сутки и до 400 тонн в сутки, в зависимости от его размера и скорости. Расход топлива грузового корабля прямо пропорционален его скорости – чем быстрее он движется, тем больше топлива он сжигает.
Тип топлива, используемого грузовыми судами, известен как тяжелый мазут, который представляет собой тяжелое, вязкое и низкокачественное топливо. Бункерное топливо является побочным продуктом процесса переработки и имеет высокое содержание серы, что делает его дешевым вариантом для судоходных компаний. Однако использование бункерного топлива приводит к высоким выбросам загрязняющих веществ.
Выбросы
Выбросы грузовых судов вносят значительный вклад в загрязнение воздуха и образование парниковых газов. При сжигании тяжелого мазута выделяются различные загрязняющие вещества, в том числе оксиды серы (SOx), оксиды азота (NOx), твердые частицы (PM) и диоксид углерода (CO2).
Содержание серы в бункерном топливе является одной из основных причин загрязнения воздуха от судоходства. При сгорании сера в топливе образует оксиды серы, которые могут вызвать проблемы с дыханием и способствовать образованию кислотных дождей. Международная морская организация (ММО) установила ограничения на содержание серы в судовом топливе, чтобы сократить выбросы SOx.
Выбросы оксидов азота от судоходства способствуют образованию приземного озона, который может вызвать проблемы с дыханием и повредить посевы. ММО также установила ограничения на выбросы NOx с судов.
Твердые частицы, выбрасываемые судами, могут вызывать проблемы с дыханием и способствовать изменению климата. Выбросы твердых частиц от судоходства также регулируются ММО.
Выбросы углерода от судоходства способствуют изменению климата и являются важным источником выбросов парниковых газов. ММО установила цели по сокращению выбросов углекислого газа от судоходства, и для достижения этих целей реализуются различные меры.
В целом, потребление топлива и выбросы грузовых судов оказывают значительное воздействие на окружающую среду. Несмотря на то, что принимаются меры по сокращению выбросов от судоходства, необходимо сделать больше для обеспечения того, чтобы судоходство было устойчивым и экологически чистым.
Воздействие на окружающую среду и устойчивое развитие
Грузовые суда ответственны за значительный объем выбросов парниковых газов, которые способствуют изменению климата. Тяжелый мазут (HFO) является основным топливом, используемым на грузовых судах, и является сильно загрязняющим топливом с высоким уровнем выбросов серы, азота и твердых частиц. Эти выбросы способствуют загрязнению воздуха и могут иметь негативные последствия для здоровья человека и окружающей среды, включая кислотные дожди, смог и респираторные проблемы.
Судоходная отрасль ищет способы снизить воздействие на окружающую среду и повысить устойчивость. Экологичное судовое топливо является признанным способом снижения выбросов парниковых газов по сравнению с мазутом и другими нефтяными видами топлива. Это топливо производится из возобновляемых источников, таких как биомасса, отходы и энергия ветра, и оно выделяет значительно меньше парниковых газов, чем традиционное ископаемое топливо.
Альтернативные виды топлива, такие как водород и аммиак, также изучаются в качестве потенциальной замены тяжелого дизельного топлива. Эти виды топлива обладают потенциалом значительно сократить выбросы парниковых газов и повысить экологическую устойчивость судоходной отрасли. Однако необходимы дополнительные исследования и разработки, чтобы сделать эти виды топлива жизнеспособной альтернативой тяжелому топливу.
Помимо использования более чистого топлива, грузовые суда также могут снизить воздействие на окружающую среду за счет повышения своей эффективности. Этого можно достичь за счет таких мер, как оптимизация морских маршрутов, снижение скорости судов и внедрение энергоэффективных технологий. Эти меры могут помочь снизить потребление топлива и выбросы парниковых газов, а также снизить эксплуатационные расходы судоходных компаний.
В целом, судоходная отрасль оказывает значительное воздействие на окружающую среду, и важно найти способы уменьшить это воздействие и повысить устойчивость. Использование экологически чистого судового топлива и альтернативных видов топлива, а также повышение эффективности могут помочь в достижении этих целей и обеспечить более устойчивое будущее глобальной торговли.
Международные правила
На грузовые суда распространяются различные международные правила, определяющие тип топлива, которое они могут использовать. Международная морская организация (ММО), специализированное учреждение ООН, отвечает за установление этих правил, направленных на сокращение выбросов и продвижение устойчивых методов судоходства.
Одним из наиболее важных правил является Конвенция ММО МАРПОЛ, которая устанавливает ограничения на содержание серы в топливе, используемом судами. В конвенцию несколько раз вносились поправки, причем последняя поправка (Приложение VI к МАРПОЛ) вводит глобальный предел содержания серы в размере 0,50% в топливе, используемом судами, вступающий в силу с 1 января 2020 года. Этот предел применяется ко всем судам, независимо от государства их флага. или гражданство, и, как ожидается, выбросы оксида серы с судов сократятся примерно на 77%.
В дополнение к ограничениям по сере ММО также установила ограничения на выбросы оксидов азота (NOx) с судов. Эти ограничения изложены в Приложении VI к Конвенции МАРПОЛ и применяются к судам, построенным после 1 января 2016 года и эксплуатирующимся в определенных зонах контроля выбросов (ECA). ECA — это регионы, где применяются более строгие стандарты выбросов, и в настоящее время они включают Балтийское море, Северное море и Ла-Манш.
Для соблюдения этих правил у грузовых судов есть несколько вариантов. Они могут перейти на топливо с низким содержанием серы, такое как судовой газойль (MGO) или мазут со сверхнизким содержанием серы (ULSFO). В качестве альтернативы они могут установить скрубберы — системы, удаляющие оксиды серы из выхлопных газов корабля. Другой вариант — использовать альтернативные виды топлива, такие как сжиженный природный газ (СПГ) или биотопливо, которые производят более низкие выбросы, чем традиционное судовое топливо.
Несмотря на эти правила, некоторые эксперты утверждают, что необходимо сделать больше для снижения воздействия судоходства на окружающую среду. Например, ММО критиковали за то, что она не установила более строгие цели по выбросам парниковых газов с судов. Однако недавно организация приняла стратегию по сокращению выбросов парниковых газов с судов как минимум на 50% к 2050 году по сравнению с уровнем 2008 года. Эта стратегия включает в себя ряд мер, таких как повышение энергоэффективности, содействие использованию низкоуглеродного топлива и разработка новых технологий.
