Автор: К.д.п. Делян Тодоров
В понеделник, 20.04.2020 г., цената на US нефт WTI (West Texas Intermediate) се срина, падайки под нулевата ценова бариера до $37.63 за барел. И въпреки, че на следващият ден се покачи до $1.50 за барел, това бе най-ниската цена, откакто NYMEX отвори търговията с нефтени фючърси през 1983 г. Цената на Брент пък срина с 8% до $25.81 за барел.
На фона на сривовете на нефтените пазари и на стремежа на IMO да намалява вредните емисии, отделяни от корабите, е удачно да се запитаме какви ще са корабните горива на бъдещето – дали ще се използват деривати на суровия нефт поради евентуалните ниски цени или ще се търсят алтернативни решения, насочени към нулеви въглеродни емисии.
В по-краткосрочен план до 2030 г. плановете са въглеродните емисии да се редуцират с поне 40% в сравнение с нивата от 2008 г. Проучване на DNV-GL в тяхната “Maritime Forecast to 2050” предвижда, че значителна част може да бъде редуцирана посредством намаляване скоростта на корабите, оптимизация или подобрена логистика. Останалата част обаче ще бъде намалена чрез използване на нови, по-щадящи горива. Въпросът е какви ще бъдат те. Има различни ниско въглеродни горива, които могат да се използват в корабната индустрия. Тук се включват биогорива, извлечени от нехранителни суровини и втечнен природен газ (LNG).
Биогоривата могат да бъдат смесени с традиционните морски горива, производни от суровия нефт, или да се използват самостоятелно като заместители. Биогоривата се извличат от различни суровини посредством различни процеси. Най-популярните от тях са тежко растително гориво (Heavy Vegetable Oil, HVO) и биодизел (Fatty Acid Methyl Ester, FAME). И двете горива се получават от маслодайни растителни култури, но посредством различни процеси. Трябва обаче да отчетем множеството бариери, които възпират широкото използване на биогорива – екологични, технически и икономически. Например, някои биогорива не могат да бъдат съхранявани дълго време, още повече ако влязат в контакт с вода.
LNG
LNG ще бъде горивото на бъдещето, според DNV-GL. Състоящ се основно от метан (CH4), LNG вече намира все по-голямо приложение като гориво по корабите.
Той е атрактивна опция поради нулевото съдържание на сяра, удовлетворяващ напълно изискванията на IMO 2020 Sulphur Cap и CO2 емисиите, които се отделят при неговото използване са с около 20% по-ниски от тези на дестилираните горива, като MGO и новото гориво VLSFO.
Естествено, LNG като морско гориво има своите недостатъци. Бункероването и съхранението на борда изискват доста повече грижи и са доста различни от конвенционалните начини на бункероване и съхранение. Освен това, кораб, задвижван от LNG изисква сериозни инвестиции – както инсталиране на двигател, работещ с LNG, така и допълнителни танкове за съхранение. И нещо повече, общият потенциал за глобално затопляне (Global Warming Potential GWP) на метана е почти 20 пъти по-висок от този на CO2, което може да представлява проблем при значително освобождаване на метан от главният двигател.
В по-дългосрочен план до 2050 г. поставената цел е въглеродните емисии да се намалят с поне 70% и това ще изисква значителни промени по отношение на това как се задвижват корабите. Въглеводородните морски горива ще бъдат заменени с алтернативни ниско въглеродни горива или с такива с нулева концентрация на въглерод.
Според DNV-GL до 2050 г. над 40% от корабните горива ще бъдат LNG.
В наскоро публикуван доклад на ABS, озаглавен Setting the Course to Low Carbon Shipping, те анализират различни нови горива, технологии и оперативни мерки, насочени към намаляване на вредните емисии и достигане на посочените по-горе цели. За разлика от DNV-GL обаче, ABS са по-склонни да приемат, че до 2050 г. доминиращи ще са фосилните горива, което представлява сериозен проблем. Моделите, използвани в проучването показват, че целите за намаляване на въглеродните емисии с над 70% до 2050 г. може би ще бъдат достижими, но има висок риск поставените амбиции за намаляване на годишните емисии на вредни газове да не бъдат достигнати.
От своя страна, Lloyd’s Register, съвместно с University Maritime Advisory Services (UMAS), публикуваха своя последен анализ на настоящите и бъдещи горива, прилагани в морската индустрия.
Докладът е озаглавен Techno-Economic Assessment of Zero-Carbon Fuels и в него се прави оценка в три основни насоки: инвестиции, технологии и перспективи. Според LR независимо какво гориво ще бъде използвано от икономическа гледна точка, кораби с нулеви емисии (Zero-Emission Vessels, ZEV) ще могат да влязат в експлоатация до няколко години. По отношение на технологиите с използване на нови горива се посочват бариерите, за които стана дума по-рано: бункероване, съхранение, обработване и задвижване. По отношение на инвестициите се прави анализ на цените на източниците на горива, рейсовите разходи за бункероване и влиянието на товаро вместимостта на кораба.
Алтернативни горива,
според Directive 2014/94, означават горива или източници на захранване, които действат поне частично като заместители на фосилните горива и имащи потенциала да допринесат за декарбонизация на морския транспорт.
Развитието и използването на алтернативни горива са от съществено значение да се посрещнат изискванията на Directive on sulphur content in marine fuels (2012/33/EU) и да се намали зависимостта на транспорта от нефтени горива.
Основно предизвикателство пред широкото разпространение на алтернативни горива в морската индустрия, са техните физико-химични свойства, свързвани с ниска точка на възпламеняване, по-висока летливост, различно енергийно съдържание на единица маса, и не на последно място токсичност и корозивност.
Прокарването на International Code of Safety for Ships using Gases or other Low flashpoint Fuels (IGF Code), посредством Res.391 (95), заедно с предложените от Res.392 (92) изменения този кодекс да стане задължителен съгласно SOLAS, определено е решителна стъпка към адресирането на тези предизвикателства, на регулаторно ниво. IGF Code включва задължителни условия за инсталиране, контрол и мониторинг на оборудване и системи, използващи горива с ниска точка на възпламеняване, каквото е LNG горивото, за да се намали риска за кораба, екипажа и околната среда.
Съществува дълъг списък с други алтернативни горива и източници на захранване, които могат да се използват в морската индустрия в обозримо бъдеще. Освен по-горе посочените, важно значение могат да имат диметил етер, синтетични горива, метанол, амоняк и водород, както и ядрени горива. Всички те са без съдържание на сяра, което гарантира съответствие с международните конвенции.
Метанолът
е възможна алтернатива за бъдещо гориво – произвежда се от естествени газови суровини, и поради това обезпечава само умерено намаляване на CO2 емисии, но метанол, добит от биомаса може да намали тези емисии с до 50%. Предимство се явява фактът, че при нормално атмосферно налягане и температура той е течност, което спомага за неговото лесно съхранение.
Водородът
е гориво, което се характеризира с нулеви въглеродни емисии. За да се използва като корабно гориво, той трябва да премине интензивен енергиен процес и освен това, за да се счита като „зелена“ алтернатива, трябва да се добие от възобновяеми източници. Което си е доста скъп процес, поне на този етап.
Амонякът
се очертава като едно от горивата на бъдещето. Според DNV-GL амонякът ще бъде най-популярното гориво до 2050 г. В сравнение с конвенционалните горива, амонякът има по-малка енергийна плътност, може да се втечнява при -33 °C, и да се съхранява при нормални атмосферни условия.
Според Панос Котсуракис от BV, настоящите технологии позволяват съхранение и транспортиране на амоняк. Той обаче е токсичен и корозивен, което налага необходимостта от адресиране на въпросите за безопасността при използването му като корабно гориво. Понастоящем, използването на амоняк не е регулирано в нормативната рамка на IMO и по-специално в IGF Code, а това изисква детайлни проучвания и оценка на риска за приложимостта му като корабно гориво.
Korean Register публикува доклад, в който се разглеждат проблемите при използването на амоняк – дизайна на корабните двигатели, висока точка на възпламеняване, много висока минимална енергия на запалване и ниска скорост на горене на пламъка, поради което е трудно приложението му на този етап. Въпреки това, Wärtsilä стартира изпитания, използвайки амоняк. Това, разбира се ще е дълъг процес, като не се предвижда амонякът да бъде тестван в реални условия, на реални кораби поне до 2022 г., с последващи тестове на горивни клетки с амоняк, планирани за 2023 г.
Нидерландското архитектурно студио C-Job също разглежда амоняка като потенциално корабно гориво, като за своите разработки в тази насока водещият архитект на студиото Нилс де Врис спечели “The Dutch Maritime Designer Award” през ноември 2019 г.
Същевременно, MAN Energy Solutions и други компании също работят върху технологии, приложими в корабните двигатели за използване на амоняка като гориво. Една от разработките в тази насока е основана на dual-fuel двигател, за да се подобрят свойствата на амоняка, като според Кай Портин от Wärtsilä Marine са постигнати обещаващи резултати, което поощрява бъдещи изследвания.
Друг фактор, който трябва да се вземе под внимание, са NOx емисии, отделяни от амоняка – той може и да не отделя въглеродни окиси, но определено отделя значително количество водородни окиси в сравнение с другите горива.
Подобно на водорода, амонякът се произвежда от природен газ. За да е приложима опция, той трябва да се произвежда чрез процес с ниски емисии на водород.
Електрически и хибридни системи
за производство на корабна енергия са приложими за кратки рейсове, като на този етап се прилагат на каботажни ро-ро пътнически кораби, основно в Прибалтийските републики и Западна Европа.
В заключение можем да обобщим, че определено се търсят алтернативни горива – дали това ще е амоняк или LNG, или гориво, за което все още не знаем, е въпрос на догадки.
Намаляването на вредните емисии от корабоплаването е възможно само посредством значителни, решими и съвместни действия на всички участници в индустрията. Тези действия трябва да включват разработване и проучване на различни алтернативни горива, разработване на политики за тяхното прилагане, инвестиции в иновации, и промяна в общоприетото мислене и схващане на участниците в процесите по отношение на корабните горива на бъдещето.
