Почему эксперты говорят, что природный газ — это лучшая модернизация морской отрасли

Для судовладельцев выбор топлива больше не является только вопросом цены. Я рассматриваю это как баланс между выбросами, производительностью двигателя, доступом к порту, подготовкой экипажа и долгосрочными планами эксплуатации. Тяжелый мазут по-прежнему распространен в мировом судоходстве, однако он производит высокие уровни оксидов серы, твердых частиц и углекислого газа. Судовое дизельное топливо может обеспечить более экологичную работу, но затраты на топливо и целевые показатели выбросов углерода по-прежнему создают давление. Природный газ, особенно сжиженный природный газ (СПГ), стал одним из вариантов для операторов, которые хотят сократить количество некоторых загрязнителей воздуха, не переходя непосредственно на полностью электрический или водородный автопарк. СПГ не является топливом с нулевым уровнем выбросов. Этот момент имеет значение. Его значение зависит от профиля выбросов всей системы судна и способа использования топлива. Судно, работающее на СПГ, может производить очень низкие выбросы оксидов серы, поскольку СПГ почти не содержит серы. Оно также может снизить содержание твердых частиц по сравнению с обычным судовым топливом. Выбросы оксидов азота также могут снизиться в зависимости от конструкции двигателя и метода его эксплуатации. Выбросы углекислого газа могут быть ниже, чем выбросы от мазута, если двигатель, цепочка поставок топлива и режим работы хорошо управляются. Фактический результат зависит от качества топлива, технологии двигателя, утечки метана, а также скорости и загрузки корабля. Вот почему я бы не назвал природный газ простым решением для каждого судна. Я рассматриваю это как практичный мост для выбранных маршрутов, особенно там, где порты могут поставлять СПГ, а на судне достаточно места для резервуаров для хранения. Одной из причин, по которой судовладельцы выбирают СПГ, является гибкость использования топлива. Многие суда СПГ используют двухтопливные двигатели. Эти двигатели могут работать на природном газе и переключаться на судовое дизельное топливо, когда СПГ недоступен. Такая гибкость помогает судну продолжать работать в портах с различными топливными системами. Дизайн действительно требует компромиссов. Резервуары СПГ больше обычных топливных баков, а криогенное хранение требует специального оборудования. Судну может потребоваться больше места для хранения топлива, изоляции, трубопроводов, систем мониторинга и средств контроля безопасности. Это может повлиять на грузоподъемность, компоновку судна и стоимость строительства. Меняется и подготовка экипажа. Обращение со СПГ требует обучения навыкам перекачки топлива, контроля давления, обнаружения утечек, систем аварийного отключения и мер личной безопасности. Судно не может получить преимущества газового топлива только за счет модернизации двигателя. Топливная система, план бункеровки, процесс технического обслуживания и работа порта должны работать вместе. Проскальзывание метана заслуживает пристального внимания. Метан оказывает более сильное согревающее воздействие, чем углекислый газ, в течение определенного периода времени. Некоторые газовые двигатели могут выделять несгоревший метан через выхлопную систему или систему картера. Новые конструкции двигателей и системы последующей обработки призваны уменьшить эту проблему, однако производительность зависит от типа двигателя и условий эксплуатации. Судовладелец, рассматривающий СПГ, должен задать несколько практических вопросов: - Какие порты на маршруте судна обеспечивают бункеровку СПГ? - Может ли поставщик топлива обеспечить стабильное качество и графики поставок? - Сколько грузового пространства займут танки СПГ? - Уменьшает ли двигатель проскальзывание метана при нормальной нагрузке судна? - Каковы требования к подготовке и техническому обслуживанию экипажа? - Потребуется ли судну двухтопливная система для гибкости маршрута? - Как судно будет соответствовать будущим стандартам отчетности по выбросам углерода и топливу? - Какое резервное топливо будет доступно в случае невозможности поставок СПГ? Ответы часто имеют большее значение, чем сама этикетка топлива. Несколько судоходных компаний уже ввели в эксплуатацию суда, работающие на СПГ. В 2020 году CMA CGM представила контейнеровозы класса Jacques Saadé, работающие на СПГ. Эти суда были разработаны для основных контейнерных маршрутов и используют двухтопливные двигатели. Пример показывает, как СПГ может работать в больших масштабах, когда у компании есть доступ к подходящим портам, запланированным маршрутам и стратегии флота. Пассажирские перевозки являются еще одним наглядным примером. Круизные лайнеры, работающие на СПГ, введены в эксплуатацию на маршрутах, где бункеровка может обеспечить регулярную работу. Круизные компании часто уделяют особое внимание оксидам серы, твердым частицам и качеству местного воздуха, поскольку их суда проводят время вблизи населенных прибрежных районов. Такое же решение может не подойти небольшому прибрежному судну. Паром ближнего маршрута может получить больше преимуществ от береговой энергии, аккумуляторов, возобновляемого дизельного топлива или другой топливной системы, в зависимости от расстояния, доступа к зарядке, размера судна и расписания. Судно, которое каждый день возвращается в один и тот же порт, имеет иные потребности в энергии, чем контейнеровоз, пересекающий несколько океанов. Для компании, планирующей новое судно, я бы сравнивал полную действующую модель, а не только цену покупки двигателя. Проверка должна включать: 1. Анализ маршрута и порта. Составьте карту каждого регулярного захода в порт. Проверьте доступность СПГ, окна бункеровки, местные правила и доступ к резервному топливу. Топливная система полезна только тогда, когда судно может получать топливо безопасно и вовремя. 2. Потребность в энергии Оцените расход топлива при нормальной крейсерской скорости, работе с малой нагрузкой, маневрировании в порту и времени ожидания. Судно, которое часто работает с загрузкой ниже запланированной, может иметь показатели выбросов и затрат на топливо, отличные от проектных показателей. 3. Воздействие резервуаров и груза Измерьте пространство, необходимое для резервуаров СПГ и соответствующего оборудования. Сравните влияние на грузоподъемность, пассажирские помещения, вес судна и доступ для технического обслуживания. 4. Производительность двигателя. Проверьте расход газа, использование резервного дизельного топлива, утечку метана, интервалы технического обслуживания и производительность при изменении нагрузки. Данные испытаний должны соответствовать модели двигателя, выбранной для судна. 5. Готовность экипажа и порта Разработайте план обучения перед доставкой. Убедитесь, что терминалы, сервисные группы, аварийно-спасательные службы и поставщики топлива понимают рабочие процедуры. 6. Долгосрочное планирование топлива. Изучите, как судно могло бы использовать варианты с низким содержанием углерода или другие виды топлива в дальнейшем. Это не гарантирует простой конверсии, но может повлиять на выбор баков, двигателей, трубопроводов и систем управления. Природный газ заслуживает внимания, поскольку он может одновременно решить несколько текущих проблем, связанных с судовым топливом. Он может сократить выбросы оксидов серы и твердых частиц, обеспечить снижение выбросов углекислого газа в подходящих условиях и работать с двухтопливными двигателями, что дает операторам большую гибкость маршрутов. Пределы столь же реальны. Инфраструктура СПГ неравномерна, топливные баки занимают много места, а утечка метана может снизить климатическую выгоду. В решение должны быть включены затраты на строительство, обучение экипажа и поставка топлива. Моя точка зрения проста: природный газ может стать мощной морской модернизацией для правильного маршрута и судна, но его не следует рассматривать как универсальную замену любого топлива. Лучший выбор зависит от соответствия конструкции судна, доступа к порту, режима эксплуатации, данных о выбросах и будущих топливных планов. Тщательное сравнение может привести к СПГ или к батареям, береговой энергии, возобновляемым видам топлива, метанолу, водороду или стратегии смешанного флота.

Судовое топливо больше не является просто решением о покупке. Выбор топлива влияет на эксплуатационные расходы, уход за двигателем, планирование выбросов, процедуры работы экипажа и порты, которые может использовать судно. Я видел, как операторы судов сталкиваются с одной и той же проблемой: старая топливная система все еще работает, но качество топлива варьируется, техническое обслуживание занимает больше времени, а новые экологические требования заставляют ее модернизироваться. Замена всей системы может оказаться слишком дорогостоящей. Сохранение его без изменений может ограничить будущие возможности. Практическая модернизация топлива начинается с фактического режима эксплуатации судна. ### Начните с судна, а не с тенденции использования топлива Прибрежные рабочие катера, контейнеровозы и морские вспомогательные суда используют топливо по-разному. Их маршруты, нагрузка на двигатели, заходы в порты, складские помещения и ресурсы для обслуживания могут сильно различаться. Прежде чем сравнивать варианты топлива, я рассматриваю эти моменты: - Среднесуточный расход топлива - Тип главного и вспомогательного двигателя - Типичная нагрузка двигателя - Длина маршрута и расписание портов - Емкость для хранения топлива - Существующие резервуары, насосы, фильтры и трубопроводы - Опыт экипажа - Местное снабжение топливом - Планируемый срок службы судна Судно, которое проводит большую часть своего времени вблизи крупных портов, может иметь доступ к большему количеству вариантов топлива, чем судно, работающее в удаленной гавани. Судну с ограниченным пространством в баке также может потребоваться план, отличный от корабля с местом для отдельного хранения топлива. ### Общие пути обновления судового топлива Не существует единого обновления, подходящего для каждого судна. Каждый вариант вносит изменения в оборудование, обучение, планирование поставок и техническое обслуживание. #### Судовое топливо с низким содержанием серы Топливо с низким содержанием серы может помочь судам соблюдать предельные значения содержания серы там, где это необходимо. Изменение может показаться простым, однако совместимость топлива и чистота бака по-прежнему требуют внимания. Остатки старого топлива могут смешиваться с новым топливом и поражать фильтры или сепараторы. Операторы часто проверяют: - Процедуры замены топлива - Необходимость очистки бака - Смазывающую способность - Стабильность при хранении - Состояние фильтра - Совместимость партий топлива Письменный план замены помогает экипажу регистрировать, когда новое топливо поступает в систему и когда двигатель достигает требуемого состояния топлива. #### Системы очистки выхлопных газов Некоторые суда используют системы очистки выхлопных газов для продолжения сжигания топлива с высоким содержанием серы, если это разрешено системой и местными правилами. Этот маршрут требует большего, чем просто установка устройства в выхлопную линию. Оператору также необходимо учитывать: - Пространство для оборудования - Потребность в электроэнергии - Обработку промывочной воды - Управление осадком - Ограничения в портах - Доступ для технического обслуживания - Дополнительную подготовку экипажа Система, которая хорошо работает на большом судне, может не подойти для меньшего судна с ограниченным пространством в машинном отделении. Экономическое обоснование также зависит от разницы цен между доступным топливом и годовым потреблением топлива судном. #### СПГ и двухтопливные системы СПГ может снизить выбросы серы и некоторые выбросы выхлопных газов, если двигатель и топливная система спроектированы для этого. Двухтопливное судно может переключаться между СПГ и жидким судовым топливом в зависимости от поставок и эксплуатационных потребностей. Обновление включает в себя нечто большее, чем просто добавление нового танка. Судну могут потребоваться: - Криогенные топливные баки - Оборудование для подачи газа - Системы вентиляции и обнаружения - Зоны безопасности - Специальные процедуры бункеровки - Сертификация и обучение экипажа Существующие суда часто сталкиваются с проблемами размещения и переоборудования. Проекты новой постройки обычно имеют больше свободы проектирования, в то время как работы по модернизации должны соответствовать текущей компоновке корпуса и оборудования. #### Метанол и биотопливо Метанол и некоторые виды биотоплива используются или тестируются в различных частях морского сектора. Их пригодность зависит от наличия топлива, одобрения двигателя, потребностей в хранении и торгового маршрута судна. Смеси биотоплива могут работать в некоторых двигателях под руководством поставщиков и производителей двигателей. Экипажу по-прежнему необходимо следить за сроком хранения, содержанием воды, производительностью фильтров и совместимостью топлива. Метанол имеет другие требования к обращению и безопасности, чем обычное судовое топливо. Резервуары, трубопроводы, уплотнения, вентиляция и процедуры работы экипажа могут потребовать пересмотра. Ярлык «топливо с низким содержанием углерода» не раскрывает всей картины. Источник топлива, метод производства, маршрут транспортировки, уровень смеси и использование на борту — все это влияет на его экологический профиль. ### Система мониторинга топлива может выявить скрытые отходы. Многие операторы сосредотачивают внимание на самом топливе и упускают из виду данные о топливе. Базовая настройка мониторинга может показать, где происходят изменения в потреблении. Полезные данные включают в себя: - Расход топлива по двигателям - Расход за рейс - Нагрузка двигателя - Скорость судна - Погода и состояние моря - Время ожидания в порту - Ежедневные показания баков - Результаты испытаний качества топлива Например, может показаться, что прибрежное судно потребляет больше топлива из-за проблем с двигателем. Изучив свои записи, оператор может обнаружить, что длительные периоды простоя в порту и частые изменения скорости создают большую часть дополнительного использования. Это открытие приводит к другому решению. Лучшее планирование рейса и более четкие процедуры эксплуатации двигателя могут помочь не только в полной замене топливной системы. ### Пошаговый план обновления При рассмотрении обновления судового топлива я использую простой процесс. Шаг 1. Запишите текущую систему Перечислите двигатели, резервуары, насосы, фильтры, сепараторы, счетчики и системы управления. Обратите внимание на возраст и состояние каждого основного компонента. Шаг 2. Анализ расхода топлива Сравните расход топлива по маршрутам, сезонам, нагрузкам на двигатели и портовым операциям. Одно среднее значение за месяц может скрыть большие различия. Шаг 3. Проверьте доступ к топливу Спросите, где судно может заправить предлагаемое топливо. Вариант с топливом трудно использовать, если надежное снабжение существует только в портах за пределами обычного маршрута судна. Шаг 4. Проверьте совместимость оборудования Ознакомьтесь с рекомендациями производителя двигателя, диапазоном вязкости топлива, уплотнительными материалами, конструкцией бака и оборудованием для подготовки топлива. Перед внесением изменений может потребоваться одобрение производителя двигателя или поставщика системы. Шаг 5. Оцените полную стоимость Включите оборудование, установку, время простоя, обучение персонала, испытания, запасные части, проверки и будущее обслуживание. Цена на топливо сама по себе не отражает полного финансового эффекта. Шаг 6. Запланируйте контролируемое испытание Испытание может начаться с одного маршрута, одного двигателя или ограниченной топливной смеси, если это разрешено. Экипаж может отслеживать состояние фильтра, давление топлива, сигналы тревоги двигателя, расход топлива и результаты технического обслуживания. Шаг 7. Установите точку обзора После испытания сравните результаты с исходными записями. Оставьте обновление, если оно соответствует маршруту судна, бюджету, численности экипажа и плану поставок топлива. ### Практический пример Судно портового обслуживания может работать в течение долгих часов при низкой нагрузке двигателя и совершать частые короткие рейсы. Его владелец может рассмотреть возможность перехода на другое топливо, увидев рост затрат на техническое обслуживание. Проверка может выявить три отдельные проблемы: - Судно проводит слишком много времени на холостом ходу - Фильтры меняются до того, как будет измерено их состояние - Поставки топлива различаются по качеству и времени хранения. Владелец может выбрать поэтапный подход: улучшить записи о приеме топлива, установить базовый контроль расхода, отрегулировать процедуры простоя и просмотреть настройки сепаратора. Более поздние испытания топлива, одобренные производителем двигателя, могут предоставить более подробную информацию перед более масштабной конверсией. Этот тип плана может не привлечь столько внимания, как полная замена силовой установки, но он дает оператору полезные данные и ограничивает ненужные сбои. ### Вопросы поставщику модернизации топлива Перед подписанием проектного контракта предлагаю задать вопрос: - Какие суда использовали данную систему в аналогичных условиях эксплуатации? - Какие изменения необходимы в баках, трубах, насосах и фильтрах? - Какие виды топлива одобрены производителем двигателей? - Какая подготовка экипажа включена? - Сколько времени займет установка и тестирование? - Какие запчасти должны остаться на борту? - Что произойдет, если запланированного топлива не будет в обычном порту? - Как будут измеряться расход топлива и результаты технического обслуживания? - Какие правила локального порта могут повлиять на систему? - Какая поддержка предоставляется после ввода в эксплуатацию? Четкие ответы более полезны, чем общие заявления о производительности. Обновление судового топлива должно соответствовать маршруту судна, оборудованию, экипажу, бюджету и планам на будущее. Выбор топлива имеет значение, но не меньшее значение имеет окружающая система. Тщательный анализ оборудования, поставок, данных и практики эксплуатации дает операторам судов более надежную основу для следующего шага.

Судоходство сталкивается с трудной проблемой энергоснабжения. Большим судам нужна энергия дальнего действия, короткое время дозаправки и надежные двигатели. В то же время операторы вынуждены сокращать загрязнение воздуха и выбросы парниковых газов. Природный газ стал одним из ответов на этот вызов. Это не решает всех проблем, но дает судовладельцам практичный вариант топлива, в то время как более чистые технологии продолжают развиваться. Я начал видеть эти изменения, когда суда, работающие на СПГ, перешли из пилотных проектов в регулярную эксплуатацию. Паромные операторы, контейнерные перевозчики, круизные компании и морской вспомогательный флот начали заказывать суда с двухтопливными двигателями. Эти двигатели могут работать на природном газе и при необходимости переключаться на обычное судовое топливо. Такая гибкость важна для операторов. Судно не может всегда зависеть от одного вида топлива, путешествуя по регионам с разными портовыми мощностями. Природный газ может снизить некоторые виды загрязнения воздуха судовыми двигателями. При сжигании СПГ обычно образуется гораздо меньше выбросов оксидов серы и твердых частиц, чем при сжигании тяжелого мазута. Выбросы оксидов азота также могут снижаться в зависимости от конструкции двигателя и условий эксплуатации. Это создает прямую выгоду для судов, работающих вблизи прибрежных городов. Паром, курсирующий между двумя городскими портами, может проходить рядом с домами, школами и оживленными дорогами. Снижение местного загрязнения воздуха может улучшить окружающую среду вокруг этих маршрутов. Ситуация с парниковыми газами требует большего внимания. Природный газ содержит меньше углерода на единицу энергии, чем многие судовые виды топлива на основе нефти, поэтому его сжигание может привести к снижению выбросов углекислого газа. Результат зависит от двигателя, цепочки подачи топлива и количества метана, выходящего перед сгоранием. Метан – мощный парниковый газ. Несгоревший метан от двигателей, загрузки, хранения или утечек топлива может снизить климатическую выгоду от СПГ. Эту проблему часто называют проскальзыванием метана. Я бы не стал судить о газовом судне только по его топливной этикетке. Я бы задал несколько практических вопросов: - Какая технология двигателей используется на корабле? - Сколько метана вырабатывает двигатель? - Откуда СПГ? - Как хранится и транспортируется топливо? - Может ли судно позже использовать био-СПГ или другое топливо с низким содержанием углерода? - Какая топливная инфраструктура существует на запланированном маршруте? Эти вопросы помогают судовладельцам избежать несоответствия конструкции судна условиям эксплуатации. Природный газ также меняет конструкцию судовых двигателей. СПГ необходимо хранить при очень низкой температуре, а это означает, что топливные баки нуждаются в изоляции и тщательном контроле давления. Эти баки могут занимать больше места, чем обычные топливные баки. Это пространство влияет на грузоподъемность, компоновку судна и стоимость строительства. Судовладелец может пойти на компромисс, если судно следует по фиксированному маршруту с регулярным доступом к бункеровке СПГ. Судно с меняющимся графиком может столкнуться с большими трудностями. Полезным примером является паромная переправа. Паром обычно следует повторяющимся маршрутом и каждый день возвращается в один и тот же порт. Оператор может построить план бункеровки на основе этого графика. Грузовое судно дальнего следования может заходить во многие порты, и поставки СПГ могут быть доступны не в каждом месте. Один и тот же выбор топлива может иметь смысл для одного судна и создать проблемы для другого. Цена на топливо добавляет еще один слой. Цены на природный газ могут меняться в зависимости от рынка и сезона. СПГ может обеспечить операционную экономию в некоторых регионах, тогда как его стоимость может быть менее привлекательной в других. Судовладельцам необходимо изучать данные по топливу за несколько лет, а не полагаться на один короткий ценовой период. Решение также включает обучение экипажа. Инженеры должны разбираться в криогенных топливных системах, обнаружении газа, вентиляции, процедурах аварийного отключения и управлении резервуарами. Портовым работникам необходимо подходящее перегрузочное оборудование и правила безопасности. Замена топлива влияет на людей, планы технического обслуживания и повседневную жизнь, а не только на машинное отделение. Я бы использовал этот процесс при оценке судна, работающего на природном газе: 1. Составьте карту маршрута Запишите порты, расстояние плавания, скорость судна, время в море и ожидаемую потребность в топливе. Судно, регулярно заходящее в порт, может иметь лучший доступ к СПГ, чем судно, курсирующее по нерегулярным маршрутам. 2. Сравните варианты двигателей. Обзор двухтопливных и только газовых систем. Двухтопливные двигатели обеспечивают большую гибкость использования топлива, в то время как конструкции, работающие только на газе, могут потребовать более стабильного плана поставок. 3. Измерьте всю топливную цепочку Проверьте выбросы при добыче, переработке, транспортировке, хранении и сжигании газа. Двигатель с низким уровнем выбросов может потерять часть своей выгоды, если в восходящей цепочке поставок наблюдается высокая утечка метана. 4. Оцените потребности в баках и грузе Оцените, сколько места будут занимать топливные баки, трубы, клапаны и системы безопасности. Конструкция должна обеспечивать защиту грузоподъемности и остойчивости судна. 5. Проверьте готовность порта Подтвердите, поддерживают ли запланированные порты бункеровку СПГ по принципу «автомобиль-судно», «берег-судно» или на терминале. Спросите о качестве топлива, графиках поставок, действиях в чрезвычайных ситуациях и будущем расширении. 6. Планируйте следующий этап заправки Новое судно может эксплуатироваться десятилетиями. Проект должен оставить место для топлива с низким содержанием углерода, такого как био-СПГ, когда системы снабжения и сертификации поддерживают его использование. Природный газ также связан с ростом производства био-СПГ. Био-СПГ может быть изготовлен из органических отходов и имеет химический профиль, позволяющий использовать его во многих двигателях СПГ. Его климатическая выгода зависит от сырья, метода производства, транспортной системы и качества сертификации. Это не означает, что каждое судно должно перейти на газ. Аккумулятор-электроэнергия может хорошо работать на коротких маршрутах с частой подзарядкой. Метанол может подойти некоторым глубоководным судам и портовым сетям. Системы помощи при ветре могут снизить расход топлива на выбранных маршрутах. Каждый вариант должен соответствовать размеру судна, расписанию, грузу и условиям порта. Я считаю, что природный газ меняет морскую энергетику, поскольку он дает отрасли мост между старыми нефтяными системами и низкоуглеродной энергетикой. Он поддерживает более чистые местные операции, подходит для многих существующих навыков двигателей и может проложить путь к использованию некоторых возобновляемых газов. Мост имеет пределы. Утечка метана, пространство в резервуарах СПГ, колебания цен на топливо и неравномерный доступ к портам остаются серьезными проблемами. Тщательный проект учитывает эти проблемы перед выбором двигателя. Самый надежный план судового топлива не основан на каком-то одном популярном бренде. Он начинается с маршрута, проверяет полную картину выбросов, готовит экипаж и оставляет открытым выбор топлива в будущем. Для некоторых операторов природный газ станет практической частью этого плана. Для других лучше подойдет другая система питания. Свяжитесь с нами по Ю Линь: jeff.yu@farizonmotor.com/WhatsApp +8613335550888.

1. Международная морская организация (2023 г.) Стратегия ИМО по сокращению выбросов парниковых газов с судов на 2023 г. 2. DNV (2024 г.) Морской прогноз до 2050 г.: альтернативные виды топлива и пути декарбонизации 3. Международное энергетическое агентство (2023 г.) Глобальное отслеживание метана, 2023 г. 4. Европейское агентство морской безопасности (2022 г.) Руководство по бункеровке СПГ и управлению безопасностью 5. Американское бюро судоходства (2023 г.) Устойчивое развитие и декарбонизация в морской отрасли 6. Международный газовый союз (2024 г.) Мировой отчет по СПГ, 2024 г.