Новости нашей компании

28 октября 2020 года состоялась организованная информационно-аналитическим агентством "ПортНьюс" IV Конференция "СПГ-флот, СПГ-бункеровка и другие альтернативы". Генеральный партнер конференции - ПАО "Совкомфлот". Спонсоры конференции: международный судостроительный концерн Damen, компания "Газпромнефть" и французская технологическая инжиниринговая компания GTT.
 
Генеральный директор Морского Инженерного Бюро, профессор, доктор технических наук Геннадий Егоров представил на конференции доклад "О перспективах применения метанола как судового топлива".
 
Применение альтернативных видов топлива в морской отрасли полностью определяется, по сути, понуждается наличием международных и национальных ограничений.
 
Сначала с 2005 года это была борьба с оксидом азота и оксидом серы. Достижение норм по азоту осуществлялось путем совершенствования техники - судовых дизелей (Tier I, Tier II), а также применением катализаторов (Tier III), а по сере - сначала путем снижения содержания ее в обычном судовом топливе, потом с 1 января 2020 года - либо скрубберами, либо применением низкосернистых мазутов, либо иных видов топлива, например, таких как СПГ и метанол, которые практически не выделяют окислы серы. С 2011 года наступил этап борьбы с одним из парниковых газов - углекислым, с помощью введения фаз по ограничению количества CO₂, выделяемого на единицу транспортной работы (тонн - милю), которого назвали коэффициентом энергоэффективности. Этот инструмент еще более усилил интерес к альтернативным видами топлива, а также к оптимизации обводов судов.
 
Но парадокс состоит в том, что все требования касаются только стадии применения топлива на судне в эксплуатации, а все эти виды топлива надо как то получить. Причем на стадии производства тоже выделяются вредные вещества, включая парниковые газы.
 
Синтезирование альтернативных видов топлива весьма энергоемко. Например по данным работы Е.А. Миренковой (НАМИ, 2019 год), если рассматривать весь жизненный цикл, то затраты энергии при работе на СПГ (речь идет о двухтопливных дизелях, а не о газодизельной установке) и на метаноле на 32% выше, чем на ДТ, т.е. дороже в производстве.
 
При этом СПГ топливо снижает выброс углекислого газа на 4-6% меньше в сравнении с ДТ, метанол - уже на 11%.
 
Кроме того, не только углекислый газ является парниковым. Метан, например, заметно опаснее для озонового слоя, чем СО₂ и он как раз весьма заметно уходит в атмосферу при работе на СПГ. Приведенный выброс парниковых газов за весь жизненный цикл при работе метаноле - на 12% меньше, на СПГ - на 4% меньше по сравнению с работой на ДТ.
 
Но выбросы за весь жизненный цикл самого топлива, включая его производство, не нормируются ИМО и эти данные пока никак не влияют на принятие решения по выбору судового топлива, хотя по таким критериям метанол выглядит экологичнее СПГ.
 
Есть ли реальные перспективы метанола как топлива для судов?
 
Действительно метанол сейчас рассматривается как "номер два" среди альтернативных видов топлива после "номер один" в виде СПГ.
 
Почему?
 
Доступность и стоимость продукта. Метанол, он же древесный спирт, как правило, производится из синтез-газа, получаемого из природного газа или угля или торфа. Большая сырьевая база и относительно низкая стоимость получения. Объемы производства и транспортировки метанола, в том числе морем (береговые хранилища есть в 88 портах), быстро растут, причем как мире, так и в России. Существуют технологии получения метанола непосредственно из вредных выбросов в атмосферу.
 
По данным Vygon Consulting, с 2009 по 2019 год рост мирового рынка метанола вдвое превышает динамику мирового ВВП (более 6,5% в год). К 2025 году мировое потребление этого химического продукта оценивается в 122 млн. тонн (2010 год - 49 млн. тонн, 2017 год - 76 млн. тонн). Китай в 2017 году освоил 41 млн. тонн (54% мирового объема).
 
В 2018 году производство метанола в России, составляющее примерно 5% от общемирового, выросло на 7% и составило 4.36 миллиона тонн. Прогнозируется, что к 2030 году будет запущено еще около 14 производств с выходом 19 млн. тонн продукта.
 
Плюсы к применению на судне. Экологичен (низкое содержание углерода, даже по сравнению с СПГ). Нет выбросов крайне опасного парникового газа - метана, что свойственно СПГ. Жидкость до + 65°C, что существенно упрощает транспортировку самого топлива, бункеровку им судов и хранение на борту без крайне дорогих специальных емкостей и особых технологий перегрузки. Минимальные потери объема судовых помещений, подходит для двухтопливных дизелей.
 
Топливная система и танки для хранения примерно в 3 раза дешевле, чем для СПГ.
 
Учитывая разность в плотности и теплоте сгорания (количеству теплоты, выделяющейся при сгорании 1 кг топлива), для обеспечения одинаковой автономности плавания потребуется различное количество топлива разных типов. Т.к. СПГ размещается в цилиндрических цистернах с изоляцией, то требуемое на судне пространство для размещения запаса СПГ в несколько раз больше объёма самого СПГ. Например, на RSD59 в версии газохода это соотношение 1:4 (ёмкость цистерн 250 м³, объём помещения ок. 1000 м³).
 
Например, для хранения 4270 ГДж энергии - это 100 тонн дизельного топлива объемом 119 м³ в цистерне объемом 131 м³, потребуется 215 тонн метанола объемом 271 м³ в цистерне объемом 298 м³. Для сведений - у СПГ соответственно 88 тонн, 204 м³ и 815 м³.
 
Другими словами, метанол снижает потери судовых объемов в 2,7 раза (!!!) по сравнению с СПГ.
 
Минусы. Меньшая теплота сгорания требует увеличения объема подачи топлива в 2,1 раза в сравнении с дизельным топливом (см. пример выше).
 
Температуры вспышки меньше 60°C, с соответствующими последствиями для оборудования и размещения в машинном отделении, танков запаса и топливной системы (правда СПГ - аналогично).
 
Сильный нервно-сосудистый яд (опять же бензин тоже никто не рекомендует к употреблению).
 
Низкая температура самовозгорания (455°C), низкое цетановое число, требующее конструктивных мер по обеспечению возгорания топлива в цилиндрах (подачи пилотного дизельного топлива). Высокая испаряемость, до образования паровых пробок в системе подачи топлива. Меньшая вязкость ухудшает смазку плунжерных пар и других элементов двигателя. Повышенная коррозийная и электрокоррозионная активность исключает применение алюминиевых, полимерных и резиновых элементов как в дизеле, так и в топливной системе.
 
Однако MAN, ABC и Wartsila решили эти технические проблемы и у них есть соответствующие двигатели.
 
Первое судно, работающее на метаноле, появилось в 2015 году - был переоборудовани автомобильно-пассажирский паром Stena Germanica (240 метров, 1500 пассажиров, 300 автомобилей) со среднеоборотным дизелем компании Wartsila.
 
В итоге, сегодня на метаноле работают 21 судно, в основном танкера - метаноловозы и паромы.
 
По оценкам BP к 2025 году высокосернистое тяжелое топливо со скруббером будет занимать 26% всего рынка, низкосернистое тяжелое топливо с содержание серы < 0,5% - 47%, дизельное топливо - 20%, СПГ - 3%, все остальные виды топлива, включая метанол - 4%.
 
Заключение по поводу метанола как судового топлива
 
Плюсы - жидкость, минимальные потери объема судовых помещений в сравнении с СПГ, низкое содержание углерода, подходит для двухтопливных дизелей, бурное развитие производства.
 
Минусы - малая теплота сгорания, повышенная коррозийная и электрокоррозионная активность, сильный нервно-сосудистый яд.