Судовое топливо в эпоху малосернистых продуктов

Отказ от выбросов серы

Принято считать, что новые правила ММО открывают эру малосернистых продуктов, но на самом деле после 2020 года в отрасли наступит эра малосернистых продуктов.

Сера - природный элемент, присутствующий во всех ископаемых видах топлива. Она важна для жизни, но ее присутствие в атмосфере в виде оксидов серы (SOx) может при высоких концентрациях вызывать целый ряд серьезных проблем для здоровья человека и безопасности окружающей среды.

До сих пор судоходство было одним из крупнейших источников выбросов SOx - в 2007 году, например, суда выбросили 15 миллионов тонн SOx, что составляет примерно 5-8% от мировых выбросов. Но такое положение быстро изменится.

ИМО начала регулировать воздействие судоходства на окружающую среду с помощью МАРПОЛ 73/78 (Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов, 1973 г., измененная Протоколом 1978 г. ).

Затем, в 2005 году, вступило в силу Приложение VI к Конвенции, впервые ограничивавшее уровни оксидов серы (SOx) и азота (NOx) в выбросах судов. Что касается оксидов SOx, первый установленный для всех стран предел составлял 4,50 мас.% серы в жидком топливе. Кроме того, в Приложении VI также были установлены зоны эмиссионного контроля (ЗЭК) - небольшое количество ограниченных зон вокруг нескольких крупных населенных пунктов, для которых предел содержания серы был определен значительно ниже.

В 2012 году предел содержания серы для всех стран был снижен до 3,50 мас.%. Затем, в 2015 году предел содержания серы для ЗЭК был снижен до 0,10 мас.%. В 2020 году предел содержания серы для ЗЭК останется прежним, а предел содержания серы для всех стран будет снижен до 0,50 мас.%.

Несмотря на некоторые опасения, что как судоходству, так и нефтеперерабатывающей промышленности потребуется больше времени для подготовки к указанным изменениям, ИМО недавно подтвердила, что введение предела в 0,50 мас.% не будет отложено и что с 1 января 2020 года овсе суда должны будут соответствовать данному требованию, в противном случае их владельцы столкнутся с жесткими штрафами, в том числе с отбраковкой несоответствующих этому требованию судов как непригодных к судоходству.

Топлива эпохи малосернистых продуктов

Хотя изменения, происшедшие примерно за последнее десятилетие, уже повлияли на ассортимент топлив, доступный во всем мире, подавляющая часть судов все еще работает на мазуте.

Однако новые правила, которые сокращают текущее содержание серы на 85%, вызовут более значительные изменения, чем когда-либо переживала отрасль. Эксплуатанты судов, не обладающие современными знаниями о характеристиках топлив и связанных с ними требованиях к обращению с топливами, рискуют столкнуться с большими расходами и проблемами.

На недавнем бизнес-брифинге в редакции ежедневной газеты Ллойда участники дискуссии отметили, что, хотя со стороны нефтепереработчиков отсутствует скоординированный подход, ясно, что отрасль движется к многотопливному будущему.

Более того, мы можем ожидать, что после 2020 года топливо разделится на пять основных категорий:

• Топливо со сверхнизким содержанием серы (ULSFO), не более 0,10%
• Топливо с очень низким содержанием серы (VLSFO), не более 0,50%
• Мазут, содержание серы не более 3,50%
• СПГ (сжиженный природный газ)
• Прочие топлива

ULSFO 0,10% S

Будет продолжено использование ряда новых видов топлив, которые поступили на рынок для удовлетворения требований содержания серы в ЗЭК в 0,10%. Эти виды топлив в основном представляют собой чистые дистилляты. Однако они также могут быть гибридами, как, например, газойль, смешанный с нефтяным остатком. В целом, эти виды топлива хорошо подходят для двигателей типовых компоновок, однако их эксплуатация на таких топливах может потребовать изменения режимов работы. Например, дистилляты имеют относительно низкую вязкость, что требует тщательности в управлении двигателем. Кроме того, в некоторых из новых гибридов используются продукты, традиционно не применяемые для судов, что создает неопределенность в отношении их стабильности, совместимости и уровня загрязнения. Из-за потенциально высокого спроса на эти виды топлива морской сектор может оказаться в конкуренции с другими отраслями, и эти виды топлива будут дорогостоящими.

VLSFO 0,50% S

Нефтеперерабатывающие заводы всегда будут нуждаться в активном использовании нефтяных остатков. Можно смешивать подходящие остаточные продукты с дистиллятами с низким содержанием серы, чтобы получать топливо высокого качества, удовлетворяющее требованиям экологической безопасности. Эти смеси могут содержать до 40% остатка, но при этом они должны удовлетворять требованию Директивы об ограничении максимального содержания серы в судовом топливе в 0,50%. Однако их использование сопряжено с высоким риском нестабильности, и они потенциально сверхчувствительны к смешиванию с другими видами топлива, находящимися на борту судна.

Мазут с очисткой в скрубберах

Хотя правила ММО выражены в терминах уровней серы в топливе, суда считаются соответствующими требованиям этих правил, если они оснащены средствами уменьшения загрязнений, служащими для очистки их выхлопных газов от серы. Уже работающие скрубберы зарекомендовали себя как способные справляться с высоким содержанием серы в топливе. Они позволяют эксплуатантам продолжать использовать дешевые, имеющиеся в достатке топлива из нефтяных остатков, уже хорошо зарекомендовавшие себя. Хотя этот вариант подходит не для всех судов, он будет привлекательным для многих эксплуатантов.

СПГ

Содержание серы в СПГ значительно ниже нормативного предела, а его способность к полному сгоранию делают его привлекательным выбором. На практике, однако, стоимость технического переоснащения, производства, транспортировки и хранения СПГ (как на берегу, так и на борту судов) исключает это как приемлемый вариант для большинства эксплуатантов. СПГ - это в основном метан, создающий мощный парниковый эффект, поэтому его утечка является серьезной экологической проблемой. До сих пор при сжигании СПГ выделяется больше углекислого газа, чем представляют себе большинство людей. В настоящее время существует только около 200 судов на СПГ в постоянной эксплуатации или эксплуатируемых по заказу. Это число будет неуклонно расти в новых вариантах, и, по оценкам ExxonMobil, 12% топлива, используемого в 2040 году, будет газом. Другими словами, СПГ может стать основным топливом для судоходства в будущем, но человечеству еще далеко до этого будущего.

Прочие виды топлива

В ряде других видов топлива также начали использовать смеси. К ним относится биотопливо - также известное как FAME (сложные метиловые эфиры жирных кислот) - топливо, извлеченное из отходов пластика, метанола, а также другие новые виды топлива, еще не представленные на рынке. Некоторые из этих видов топлива проявляют свойства, которые являются проблематичными для их использования в судоходстве, такие как высокий риск роста микробов. Тем не менее, биодизельное топливо не содержит серы и обладает весьма высокой смазывающей способностью. Эти виды топлива остаются слишком дорогими, чтобы быть привлекательным выбором сами по себе, но они могут быть полезны для смешивания с другими видами топлива в целях снижения содержания серы в них.

Задача по доставке

Переход к периоду с содержанием серы 0,50% не происходит плавно - как отмечалось выше, с первого дня потребуется строгое соблюдение новых норм. В этом смысле самая большая начальная проблема будет связана не столько с загрязнением моря, сколько с цепочкой поставок, в которой необходимо будет очищать и подготавливать баржи-танкеры, а также заполнять резервуары топливом, соответствующим требованиям экологической безопасности.

Тем не менее, судовладельцы не ожидают, что наличие топлива с низким содержанием серы станет самой большой проблемой. Их настоящей "головной болью" станет предвосхищение различных доступных видов топлива и понимание того, как их использовать, - индивидуально или в сочетании с другими видами топлива. Тим Уилсон, эксперт по топливу Регистра Ллойда, поясняет:

Владелец судна должен осознавать риск, если он не готовится к предельно четко определенному управлению обеспечением топливом его судна, учитывающему огромное разнообразие и диапазон составов топлив, с которыми он столкнется при переходе от одной емкости к другой. Он может столкнуться с огромными операционными рисками на борту судна.

Нестабильность

Топливо считается стабильным, если оно имеет тенденцию сохранять свои физические свойства с течением времени. Нестабильное топливо подвергается химическим изменениям в краткосрочной перспективе, что может вызвать серьезные эксплуатационные проблемы.

В нестабильных дистиллятах ненасыщенные углеводороды окисляются, образуя смолы, кокс и лаки.

В нестабильных топливах из нефтяных остатков молекулы асфальтенов и других ароматических и полярных углеводородов имеют тенденцию к коагуляции, образуя густые отложения в резервуарах для хранения. Эти осадки являются липкими и очень вязкими.

Судно, использующее нестабильное топливо, может пострадать от засорения фильтров, сепараторов и трубопроводов. Если его топливные насосы перегружены, могут возникнуть проблемы с воспламенением и сгоранием топлива, а также риск необратимого повреждения поршней, поршневых колец и гильз цилиндров. В экстремальных случаях могут даже остановиться главные и вспомогательные двигатели, приводя к серьезной опасности для судна и экипажа.

Несовместимость

Даже если два или более топлива могут быть в отдельности стабильными, их смешивание может дать нестабильную смесь. Это называется несовместимостью.

Например, смешивание мазута и VLSFO может дать нестабильное топливо. Аналогично, ULSFO могут быть несовместимыми с мазутом, VLSFO и даже другими ULSFO. Поскольку к 2020 году на рынке появится больше, чем когда-либо, разнообразных видов топлива, можно ожидать, что несовместимость топлив станет более распространенной и сложной проблемой для отрасли.

Важность проверок топлива и очистки резервуаров

Можно ожидать, что проблемы стабильности и совместимости топлив, возникшие с момента создания ЗЭК, станут более широко распространенными с 2020 года, поскольку поставщики создают смеси топлив для использования существующих запасов в резервуарах или когда на суда загружают новое топливо в резервуары с остаточным топливом.

Проверка стабильности новых видов топлива абсолютно необходима. С этой целью в настоящее время Международная организация по стандартизации ISO (рабочая группа WG6, стандарт ISO 8217) и Международный совет по двигателям внутреннего сгорания CIMAC (рабочая группа WG7) работают над методами, позволяющими лучше понять проблемы стабильности и совместимости топлив. Сотрудничество между нефтеперерабатывающими предприятиями и испытательными лабораториями также может помочь в изучении свойств новых продуктов.

Кроме того, эксплуатанты судов должны обеспечить разделение различных видов топлива на борту. Топливные резервуары и линии топливоподготовки должны быть спроектированы так, чтобы они работали независимо друг от друга, снижая риск засорения топливной системы. Если смешивание различных топлив неизбежно, следует сначала провести проверку их совместимости. Могут быть проведены простые проверки на борту судна, однако детальные лабораторные испытания могут обеспечить более высокий уровень гарантии.

В соответствии с передовой практикой резервуары следует регулярно чистить, чтобы снизить вероятность образования осадка в море. Кроме того, экипажи должны быть особенно внимательны к признакам несовместимости при переключении с одного топлива на другое.

Прочие соображения

Применение новых смесей судовых топлив увеличит сложность в других аспектах обращения с топливом и его подготовки. Вкратце, некоторые другие проблемы будут включать:

• Температура - разные виды топлива имеют разную вязкость и температуру вспышки. Поэтому рабочие температуры должны тщательно контролироваться как для обеспечения постоянного расхода топлива во избежание как теплового удара в насосах и другом оборудовании, так и возгорания.
• Смазывающая способность - экипажи должны иметь представление о смазывающей способности каждого топлива и при необходимости вносить коррективы для защиты двигателей.
• Мелкие частицы - удаление серы из топлива требует применения катализаторов, после прохождения через которые остаются мелкие твердые частицы, могущие повредить двигатели и другое оборудование, если они не будут эффективно отделены от топлива. Кроме того, в топливе с низким содержанием серы может содержаться большее количество мелких частиц.
• Загрязнение водой - некоторые виды топлив обладают повышенным водопоглощением, что может снизить топливную эффективность и вызвать коррозию двигателей и других агрегатов, если вода не будет эффективно удалена из топлива.
• Загрязнение микробами - биотоплива, в частности, могут быть подвержены микробному цветению, которое может вызывать засорение и коррозию топливной системы.

Быть на переднем крае знаний

Поскольку судоходную отрасль ждут очень значительные и быстрые изменения и поскольку многие аспекты использования топлива после 2020 года остаются неопределенными, жизненно важно оставаться заинтересованным, особенно по мере перехода в эру новых топлив.

Знания и осведомленность будут ключом к успеху, поэтому все ответственные заинтересованные стороны должны делиться знаниями, узнавать позиции экспертов и обмениваться мнениями. Сайт, посвященный линии топливоподготовки Альфа Лаваль, и другие появляющиеся сайты стремятся информировать заинтересованных лиц и направить их на диалог. Совместная работа в отрасли владельцев и эксплуатантов судов, верфей, страховщиков, нефтепереработчиков, производителей оборудования и двигателей и поставщиков дает наилучшую возможность безопасно перемещаться по неизведанным водам.