Транспорт
Будущее судоходства
Энергия для кораблей будущего?
Морские перевозки поддерживают мировую экономику, но большинство грузовых судов работает на мазуте - одном из самых грязных видов топлива в транспорте. Можно ли сократить выбросы судоходства, не нарушая мировую торговлю? Среди главных вариантов - аммиак и зелёный водород в качестве топлива, электрические и атомные суда, более эффективные конструкции кораблей и даже возвращение грузовых судов с парусной тягой. Каждый из них может изменить морской транспорт.
(Иллюстрированное руководство скоро появится)
2,6общий
Как оценивается это решение
- Влияние3 / 5Почти вся мировая торговля идёт морем, а суда работают на одном из самых грязных видов топлива.
- Скорость2 / 5Корабли служат десятилетиями, поэтому флот обновляется медленно.
- Стоимость2 / 5Эффективность экономит топливо, но зелёное топливо стоит намного дороже нефти.
- Зрелость3 / 5Суда на аммиаке и метаноле уже эксплуатируются на коммерческой основе, электрические суда пока проходят испытания.
- Природа3 / 5Меньше серы и сажи, но аммиак несёт свои риски токсичности
Викторина
Вопрос 1 из 10
Какая примерно доля мировых выбросов CO2 приходится на судоходство?
Счёт 0 / 10
Текст
Океаны покрывают 71 % планеты [1]. Какими бы красивыми и голубыми они ни казались, большую часть истории людям было довольно трудно их исследовать, и, возможно, поэтому они назвали планету, явно покрытую водой, «Землёй».
Но, несмотря на эти ранние трудности, миллионы тонн сырья, еды, товаров и людей каждый день пересекают эти голубые просторы [2,3,4]. Без примерно 100 000 кораблей, которые перевозят эти грузы [5,6,7], современный человеческий мир бы остановился.
Но чтобы перевозить всё это, нужно много энергии, и сейчас почти вся она поступает из загрязняющего ископаемого топлива [8,9,10]. Сегодня на судоходство приходится около 2 % мировых выбросов CO2 [11], и без действий эта доля может вырасти до 17 % к 2050 году [11,12].
Так как же людям снизить воздействие этой важной океанской торговли на окружающую среду? Каково будущее судоходства?
Тысячелетиями морское судоходство перевозило жизненно важные вещи для цивилизации. От изящных галер древних финикийцев до галеонов Испанской империи, гружённых золотом, страны возвышались и падали вслед за морской торговлей.
Но настоящая революция произошла во Франции в 1783 году, когда француз Клод де Жуффруа приделал паровую машину к лодке и создал первый пароход [13,14,15]. Пароходы могли ходить быстрее и дальше, чем когда-либо раньше, вскоре изменили мировую торговлю и подготовили путь огромным контейнеровозам наших дней.
Сегодня огромная сеть морских путей соединяет мир и служит основой мировой экономики. Благодаря ей алюминий из Австралии и медь из Конго везут в Шанхай, чтобы собрать солнечные панели, которые затем отправляют в Сан-Франциско.
К сожалению, в отличие от маленького парохода Клода, современные гиганты, перевозящие эти товары, зависят от огромных двигателей, пожирающих колоссальные объёмы ископаемого топлива.
Каждый год судоходная отрасль потребляет невероятные 2 миллиарда баррелей нефти [7,9,16,17], столько, что их можно было бы выстроить до Луны 4 раза! [18-22] И выбрасывает в год больше CO2, чем Германия [23,24].
На самом деле судовое топливо, известное как бункерное топливо, - одно из самых грязных на свете [25,26]. Оно печально известно токсичными загрязнителями, такими как оксиды серы, оксиды азота и твёрдые частицы, [27-30] а ещё огромными объёмами углекислого газа.
Так как же людям смыть выбросы океанской торговли? Что ж, на пути к устойчивому судоходству есть шесть портов захода.
Первый способ называется медленным ходом. Эта простая стратегия широко применяется по всему миру [31-34]. Из-за плотности воды расход топлива растёт экспоненциально со скоростью, поэтому снижение скорости всего на 10 % может сократить расход топлива и выбросы почти на 30 % [35,36,141].
К сожалению, замедляться не всегда практично из-за графиков доставки и требований к прибыльности [37-40].
Поэтому следующее решение - улучшить конструкцию самих кораблей. Морские организмы, например ракушки и водоросли, увеличивают сопротивление корпуса, поэтому регулярная очистка и противообрастающие покрытия не дают им прикрепляться.
В открытом море гладкие корпуса без ракушек снижают и сопротивление, и расход топлива максимум на 10 % [41,42,43].
Форма корпусов становится умнее и обтекаемее [44,45,46], а на некоторых кораблях используют системы воздушной смазки [44-48], которые закачивают слой пузырьков воздуха под корпус, чтобы уменьшить трение и ещё сильнее снизить сопротивление [44,46,49-52].
Там, где размеры портов позволяют, ещё один тактический подход - заменить небольшие корабли крупными. За счёт масштаба большие корабли могут сократить расход топлива и выбросы на контейнерную единицу максимум на 30 % [53-56].
Ещё одна хитрая стратегия вдохновлена парусниками прошлого. Судоходные компании устанавливают на грузовые суда огромные паруса-крылья, чтобы меньше полагаться на мощность двигателя [57,58].
Специальные вращающиеся роторы, называемые роторами Флеттнера, используют так называемый «эффект Магнуса», при котором поток ветра создаёт разницу давления и даёт дополнительную тягу [59,60,61].
Некоторые корабли даже используют кайты, чтобы ловить высотные ветры! [62] Всё это снижает потребность в мощности двигателя и может сократить расход топлива максимум на 30 % [63,64,65].
Но есть очевидное решение, которое прямо перед глазами у человечества...
Малоизвестный факт: около 40 % всех грузов, перевозимых по миру, на самом деле составляет ископаемое топливо! [66,67]
Это значит, что меньшее использование угля, нефти и ископаемого газа, а также большее использование возобновляемых источников энергии на суше может заметно сократить число нужных в море грузовых судов.
Меньше нефтяных танкеров - ниже и риск разливов нефти. Тройная выгода!
Но даже если люди будут вести корабли медленнее, проектировать их эффективнее и перевозить меньше угля, нефти и газа, работа кораблей на ископаемом топливе всегда будет создавать CO2…
Возможно, очевидный ответ - электрификация. В конце концов, она работает для машин, так почему бы не для кораблей? Полностью электрические грузовые суда уже ходят на коротких маршрутах в таких местах, как Норвегия [68], а недавнее исследование показало, что до 40 % всех контейнерных перевозок можно электрифицировать [69]. Но хотя это сработает на коротких и средних расстояниях, для дальних маршрутов батареи непрактичны.
Их можно использовать вместе с обычными двигателями в гибридной схеме [70], но одни только батареи заняли бы слишком много места для груза [71,72,73]. Это непрактично и дорого, поэтому нужны другие решения.
Или люди могут заменить бункерное топливо другим видом топлива. Некоторые судоходные компании перешли на форму ископаемого газа под названием сжиженный природный газ (СПГ), который может почти полностью устранить токсичные выбросы серы и сократить выбросы оксидов азота максимум на 80 % [74,75,76].
Но поскольку это всё ещё ископаемое топливо, оно снижает выбросы CO2 лишь примерно на 20-30 % [77,78,79].
Хуже того, у СПГ бывает «утечка метана», когда несгоревший метан из двигателей корабля попадает прямо в атмосферу [80-83]. За 20 лет влияние метана на глобальное потепление более чем в 80 раз выше, чем у CO2, так что в следующие решающие два десятилетия СПГ будет для атмосферы таким же плохим, как бункерное топливо! [84-87]
Ясно, что нужно решение получше.
На сцену выходят биотоплива [88-91]. В теории они могут быть углеродно нейтральными и уже заменяют ископаемое топливо в некоторых судовых двигателях без серьёзных переделок [92,93,94].
Проблема решена, да? Не совсем. Получение биотоплива может вести к вырубке лесов и выбросам CO2, когда расчищают землю для выращивания нужных культур [95-99].
Но биотопливо можно делать из устойчивых источников, таких как микроводоросли или морские водоросли [100,101], которые люди бережно выращивают, чтобы обеспечить углеродную нейтральность. Так биотопливо может стать мощным инструментом для декарбонизации таких отраслей, как судоходство и авиация [8,102-106].
Лучшим долгосрочным вариантом может стать перевод кораблей на зелёный водород [107-110], который производят, расщепляя воду на водород и кислород электричеством от ветра и солнца.
Его можно использовать как жидкий водород, который нужно хранить в сверххолодных криогенных контейнерах, или превращать в жидкие виды топлива - аммиак или метанол, которые хранить гораздо проще [111-117]. Такая смена топлива может сократить выбросы судоходства почти до нуля!
Но производство зелёного водорода нужно будет быстро наращивать, а это легче сказать, чем сделать [118-121].
Ещё один долгосрочный вариант тоже может быть уже на горизонте: судоходство на атомной энергии! [122,123] Недавние прорывы, такие как малые модульные реакторы и реакторы на расплавленных солях, снова разожгли интерес к контейнеровозам на атомной энергии [124-127].
На самом деле корабли будущего на атомной энергии уже проектируются! [124,125,128-130]
Так сможет ли человечество раз и навсегда очистить судоходную отрасль? Организация Объединённых Наций и International Maritime Organization, похоже, так считают, поставив цель достичь нетто-нулевых выбросов к 2050 году [131-134].
Чтобы следить за этим, они используют Индикатор углеродной интенсивности, который оценивает, насколько эффективно корабли ограничивают выбросы CO2 [135,136,137].
Но одного измерения прогресса недостаточно: долгосрочный переход требует наращивать возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнце, для производства зелёного водорода, аммиака и метанола. Вместе с биотопливом они играют ключевую роль в замене ископаемого топлива, которое сегодня питает корабли [8,23,138].
В краткосрочной перспективе жизненно важно снижать расход топлива за счёт медленного хода, улучшения конструкции кораблей, силы ветра и электрификации.
Будет нелегко, и это не случится за одну ночь, но с неизбежным прогрессом человечества будущее судоходства будет зелёным!
Экспертные консультанты
3
Хотим поблагодарить
Dr. Faïg Abbasov
Европейская федерация транспорта и окружающей среды
Директор программы по судоходству
Dr. James Mason
Манчестерский университет
Центр исследований изменения климата Тиндалла
Dr. Conor Walsh
Университет Гринвича
Институт природных ресурсов
Другие видео
Ссылки: 25
Эти ресурсы не связаны с нами. Все ссылки здесь ведут на материалы на английском.
Обзор
Изменение климата: может ли мировое судоходство стать экологичнее?Sky News
Настоящая цена доставки почти всего моремDW Planet A
Возможны ли суда, использующие возобновляемые источники энергии?real Engineering
Почему конкуренты вместе меняют судоходствоTED
Может ли судоходство стать экологичным?ClimateAdam
Как контейнеризация сформировала современный мирTED-Ed
Как работают морские перевозки (и почему с ними всё плохо)Wendover Productions
Конкретные решения - медленный ход
Конкретные решения - проектирование судов
Конкретные решения - энергия ветра
Технологии судов с ветровой тягой | Будущее судоходстваUK Chamber of Shipping
Может ли энергия ветра стать будущим грузовых перевозок?Just Have A Think
Станет ли энергия ветра будущим судоходства?Ziroth
Почему суда на энергии ветра могут стать будущим транспортаUndecided with Matt Ferrell
Неожиданный прорыв решает САМУЮ БОЛЬШУЮ проблему судоходстваTwo Bit Da Vinci
Конкретные решения - электрическая энергия
Конкретные решения - альтернативные виды топлива
Это судно - будущее судоходства? Судоходный гигант Maersk делает на него ставкуCNBC
Первое в истории грузовое судно на экологичном топливеTED
Может ли это волшебное топливо сделать судоходство чище?DW Planet A
Безуглеродное топливо, которое может изменить перевозку товаров моремTED
Зелёный первопроходец: первое в мире двухтопливное судно на аммиакеRE:TV
Метанол в центре внимания: объясняем барьеры и пути развитияDNV Maritime
Конкретные решения - атомная энергетика
Рейтинг углеродоёмкости
Дополнительные материалы
Ссылки: 36
Эти ресурсы не связаны с нами. Все ссылки здесь ведут на материалы на английском.
Обзор
- Морские перевозки - MIT Climate Portal
- Влияние судоходства на климат - Transport & Environment
- Международное судоходство - IEA
- Морской транспорт - Australian Government Department of Climate Change, Energy, the Environment and Water
- Борьба с изменением климата - десятилетие действий по сокращению выбросов парниковых газов от судоходства - International Maritime Organization
- Историческая хронология судоходства - History Timelines
- Что такое бункерное топливо и почему суда его используют? - ScienceInsights
Подробные сведения и отчёты
- Стратегия декарбонизации морского транспорта 2022 - Zero Carbon Shipping
- Обзор морского транспорта за 2023 год - UN Conference on Trade and Development
- Путь к декарбонизации судоходства к 2050 году - IRENA
- Судно, перевозящее ископаемое топливо, и риск обесценившихся активов при переходе к низкоуглеродной экономике |Journal of Marine Science and Engineering - Kühne Foundation
Решения — медленный ход
- Управление скоростью | GreenVoyage2050 - International Maritime Organization
- Медленное плавание - жизнеспособный вариант в долгосрочной перспективе? - Wärtsilä Technical Journal
Решения — дизайн судов
- Покрытие корпуса для повышения эффективности | GreenVoyage2050 - International Maritime Organization
- Очистка корпуса | GreenVoyage2050 - International Maritime Organization
- Воздушная смазка | GreenVoyage2050 - International Maritime Organization
Решения — энергия ветра
- Грузовое судно на парусной тяге «показывает потенциал ветра» - BBC News
- Роторы Флеттнера | GreenVoyage2050 - International Maritime Organization
- Роторы Флеттнера как экологичная тяга - Strathclyde University
Решения — электричество
- Гибридные суда: неожиданная причина, почему это отличная идея - Wärtsilä
- Суда на батареях: от чертёжной доски к морям - AXA
- Могут ли 40 % мировых контейнерных перевозок полностью перейти на батареи к 2030 году? - International Chamber of Shipping
Решения — альтернативные виды топлива
- СПГ как топливо для судов: эксперт отвечает на 17 важных вопросов - Wärtsilä
- Биотопливо для транспорта – Анализ - IEA
- Биотопливо - Bureau Veritas
- Будущее биотопливо для судоходства - Global Maritime Forum
- Метанол и аммиак быстро развиваются как судовое топливо с нулевыми выбросами, но для масштабирования нужен дополнительный толчок - Global Maritime Forum
- Аммиак как топливо для судов - Bureau Veritas
- Метанол как топливо - Bureau Veritas
Решения — атомная энергетика
- Корабли на атомной энергии - World Nuclear Association
- Доводы в пользу атомных грузовых судов - IEEE Spectrum
Дополнительные материалы
- Новости и публикации - Royal Institute of Naval Architects
- Главная - Wärtsilä
- Портал решений по энергоэффективности судов | GreenVoyage2050 - International Maritime Organization
- Операционная эффективность - Global Maritime Forum
- Барьеры для расширения поставок топлива с нулевыми выбросами в судоходстве - World Economic Forum
Источники
Ссылки: 144
Все ссылки здесь ведут на материалы на английском.
- [1] Океан | National Geographic
- [2] Review of Maritime Transport 2022 | UN Trade and Development (UNCTAD)
- [3] Судоходство и мировая торговля: движущая сила процветания | International Chamber of Shipping
- [4] Мировая морская торговля - аналитика данных | UNCTAD Data Hub
- [5] Review of Maritime Transport 2023 | UNCTAD
- [6] Судоходство на переломном этапе | World Ocean Review
- [7] Судоходная отрасль ищет экологичное топливо | c&en (см. Примечания*)
- [8] Путь к декарбонизации судоходного сектора к 2050 году | IRENA
- [9] Выбросы и использование топлива в судоходном секторе | Green Ports (см. Примечания*)
- [10] Морской транспорт | MIT Climate Portal
- [11] Доли выбросов CO2 от транспорта по видам | Statista (Общие мировые выбросы CO2: Global Carbon Budget 2024 | Earth System Science Data) (см. Примечания*)
- [12] Авиация и судоходство - влияние на окружающую среду Европы TERM 2017 | European Environment Agency
- [13] Пар поднимает волну | The Singularity of Western Innovation (см. Примечания*)
- [14] Предыстория парохода | Transactions of the Newcomen Society (см. Примечания*)
- [15] География пара: картирование предпринимательской деятельности инженеров-паровиков во Франции во второй половине XVIII века | History and Technology: An International Journal (см. Примечания*)
- [16] Стратегия декарбонизации морского транспорта 2022 | Zero Carbon Shipping (см. Примечания*)
- [17] Приблизительные коэффициенты пересчёта | BP (см. Примечания*)
- [18] Какова высота бочки на 55 галлонов? Высота и другие размеры | ASC, Inc. (см. Примечания*)
- [19] Нефтяная бочка (баррель) 55 галлонов / 200 л международного стандарта (фактический размер) | 3D Warehouse (см. Примечания*)
- [20] Как далеко Луна? | Royal Museums Greenwich (см. Примечания*)
- [21] Факты о Луне | NASA Science (см. Примечания*)
- [22] Каково расстояние до Луны? | Universe Today (см. Примечания*)
- [23] Международное судоходство | IEA
- [24] Выбросы ПГ всех стран мира | EDGAR - The Emissions Database for Global Atmospheric Research
- [25] Бункер (топливо) - обзор | ScienceDirect Topics (см. Примечания*)
- [26] Что такое бункерное топливо и почему его используют корабли? | ScienceInsights (см. Примечания*)
- [27] Сера в судовом топливе | Transport & Environment
- [28] Международное регулирование судоходства снижает выбросы диоксида серы, но повышает выбросы оксидов азота в Северном и Балтийском морях | Communications Earth & Environment | Nature
- [29] Факторы, определяющие варианты соблюдения IMO 2020 для операторов судов | Transportation Research Part D: Transport and Environment
- [30] Спутниковые данные раскрывают недавние изменения выбросов атмосферных оксидов азота от мирового океанского судоходства | Journal of Cleaner Production
- [31] Влияние медленного хода на морских перевозчиков и грузоотправителей | Maritime Economics & Logistics
- [32] Медленный ход - жизнеспособный долгосрочный вариант? | Wärtsilä Technical Journal
- [33] Преимущества медленного хода в реальных условиях плавания на разных маршрутах | Ocean Engineering
- [34] Управление скоростью | GreenVoyage2050 – International Maritime Organization
- [35] Влияние медленного хода на расход топлива и выбросы CO2 контейнеровоза | Journal of Marine Science and Engineering
- [36] Анализ энерго- и экономической эффективности сокращения выбросов парниковых газов с помощью медленного хода судов: пример грузового судна RO-RO | Ships and Offshore Structures
- [37] Влияние медленного хода на расходы перевозчиков и грузоотправителей: пример глобальной логистической сети | Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review
- [38] Оценка макроэкономических и социальных последствий медленного хода в судоходстве | Journal of Shipping and Trade
- [39] Медленный ход и новый рассвет ветровой тяги: многоуровневый анализ двух переходов к низкоуглеродному судоходству | Marine Policy
- [40] Стратегии шведских грузоотправителей по адаптации к медленно-ходовому режиму в дальнем контейнерном судоходстве | Journal of Shipping and Trade | Springer Nature Link
- [41] Экологическое и экономическое влияние инновационного необрастающего покрытия без биоцидов для военно-морского применения | Materials
- [42] Покрытие для улучшения характеристик корпуса | GreenVoyage2050 | International Maritime Organization (также Очистка корпуса | GreenVoyage2050 – International Maritime Organization)
- [43] WAN HAI повышает топливную эффективность с Nippon Paint Marine | Nippon Paint Marine
- [44] Улучшение конструкции корпуса для большей эффективности и защиты окружающей среды | The 1st Conference on Ocean, Mechanical and Aerospace -Science and Engineering | ISOMASE (см. Примечания*)
- [45] Обзор методов поддержки принятия решений, используемых при оптимизации корпусов судов для повышения энергоэффективности | Journal of Marine Science and Engineering (см. Примечания*)
- [46] Морской транспорт | Australian Government Department of Climate Change, Energy, the Environment and Water (см. Примечания*)
- [47] Воздушная смазка: скольжение корпуса | Journal Of The Institute Of Marine Engineers (India) View (см. Примечания*)
- [48] Воздушная смазка | GreenVoyage2050 – International Maritime Organization (см. Примечания*)
- [49] Сочетание главного двигателя с системой воздушной смазки для максимальной эффективности судна | Marine Engineering (см. Примечания*)
- [50] Технология воздушной смазки | ABS (см. Примечания*)
- [51] Компьютерный анализ системы воздушной смазки для коммерческого судоходства и её влияния на расход топлива | Computation (см. Примечания*)
- [52] Систему воздушной смазки Silverstream выбрали для круизного судна Carnival | Offshore Energy (см. Примечания*)
- [53] Важность эффекта масштаба для сокращения выбросов парниковых газов от судоходства | Energy Policy (см. Примечания*)
- [54] Эффект масштаба в стоимости контейнеровозов | USMMA (см. Примечания*)
- [55] Влияние мегасудов | International Transport Forum | OECD (см. Примечания*)
- [56] Почему размер важен: эффект масштаба контейнеровозов | MarineLink (см. Примечания*)
- [57] Грузовое судно под парусом «показывает потенциал ветра» | BBC News (см. Примечания*)
- [58] WindWings® | BAR Technologies (см. Примечания*)
- [59] Роторы Флеттнера как экологичная тяга | Strathclyde University
- [60] Ротор Флеттнера - обзор | ScienceDirect Topics
- [61] Технология роторных парусов | Anemoi Marine
- [62] Паруса и кайты помогают грузовым судам | cargo-partner
- [63] Новое грузовое судно на ветровой тяге отправилось в путь | European Commission (см. Примечания*)
- [64] Проектирование, эксплуатация и анализ грузовых судов с дополнительной тягой от ветра | Ocean Engineering
- [65] Оценка оптимизации рейсов с ветровой тягой для краткосрочного снижения выбросов CO2 в судоходстве | Ocean Engineering
- [66] Судно, перевозящее ископаемое топливо, и риск невостребованных активов при переходе к низкоуглеродной экономике |Journal of Marine Science and Engineering | Kühne Foundation (см. Примечания*)
- [67] Обзор морского транспорта за 2019 год | UN Conference on Trade and Development (см. Примечания*)
- [68] Yara Birkeland, два года спустя | Yara International
- [69] Быстрое падение цен на батареи улучшает перспективы полностью электрических межрегиональных контейнерных перевозок | Nature Energy (см. Примечания*)
- [70] Гибридные суда: неожиданная причина, почему это отличная идея | Wärtsilä
- [71] Электрические контейнеровозы всё ещё за горизонтом | IEEE Spectrum
- [72] Батареи на борту океанских судов | MAN Energy Solutions
- [73] Возможности и ограничения систем электрической тяги контейнеровозов на батареях | Energy Conversion and Management X
- [74] Проблема принципала и агента в иерархической политике: провал политики поддержки перехода на СПГ как альтернативное судовое топливо | Marine Policy
- [75] СПГ как судовое топливо | GTT
- [76] Экологические показатели СПГ как судового топлива | DNV
- [77] Как декарбонизировать международное судоходство: варианты топлива, технологий и политики | Energy Conversion and Management
- [78] Сжиженный природный газ (LNG) как переходный вариант вместо обычного судового топлива на пути к эпохе декарбонизации | Sustainability MDPI
- [79] СПГ как топливо для судов: ответы эксперта на 17 важных вопросов | Wärtsilä
- [80] СПГ - не панацея для судоходства | ESG Economist | ABN.AMRO (см. Примечания*)
- [81] Проскок метана и другие выбросы нового СПГ-двигателя в реальных условиях работы современного круизного судна | Atmospheric Environment: X (см. Примечания*)
- [82] Выбросы утечек и несгоревшего метана с судов (Fumes) | International Council on Clean Transportation (см. Примечания*)
- [83] Как сократить проскок метана в работающих на СПГ двигателях цикла Отто | Maritime Impact | DNV (см. Примечания*)
- [84] Варианты сокращения выбросов метана с новых и уже работающих на СПГ судов - International Council on Clean Transportation (см. Примечания*)
- [85] Последствия использования СПГ в качестве судового топлива для климата | International Council on Clean Transportation
- [86] Оценка выбросов в воздух за весь жизненный цикл альтернативных видов судового топлива | Journal of Cleaner Production
- [87] Глава 7: энергетический баланс Земли, обратные связи климата и чувствительность климата | IPCC
- [88] Возможности биотоплива для морского судоходства | OSTI.GOV
- [89] Экологическая оценка двух путей к использованию биотоплива в судоходстве | Energy Policy
- [90] Биотопливо как альтернативное судовое топливо: технологическая, экологическая и экономическая оценка | Sustainable Energy & Fuels | RSC Publishing
- [91] Использование биотоплива для декарбонизации морского судоходства: долгосрочная оценка цен и масштабируемости | Biofuels, Bioproducts & Biorefining
- [92] Advanced Bioenergy | ETIP Bioenergy
- [93] Использование биодизеля в судовых дизельных двигателях: новое топливо, новые вызовы | DNV
- [94] Биотопливо для сектора морского судоходства | IEA Bioenergy
- [95] Крупномасштабное производство биоэнергии: как решить компромиссы в вопросах устойчивости? | Environmental Research Letters
- [96] Землепользование, вырубка лесов и выбросы CO2, связанные с потреблением пальмового масла в четырёх европейских странах | Agricultural and Food Economics
- [97] Глобальный анализ вырубки лесов из-за развития производства биотоплива | JSTOR
- [98] Изучение потенциала биотоплива в судоходстве | DNV
- [99] Биотопливо для транспорта - Renewables 2023 - Анализ | IEA
- [100] Биотопливо из микроводорослей: путь к устойчивому будущему среди вызовов и возможностей | Biotechnology for Biofuels and Bioproducts
- [101] Производство биотоплива из макроводорослей: текущая ситуация и перспективы | Bioengineered
- [102] Биотопливо | Bureau Veritas
- [103] Обновление данных о потенциале биотоплива для судоходства | European Maritime Safety Agency
- [104] Будущее биотопливо для судоходства | Global Maritime Forum
- [105] Часто задаваемые вопросы: экологичное авиационное топливо | US Department of Energy
- [106] 4 способа для авиакомпаний сократить свой углеродный след | i6 Group
- [107] Зелёный водород как альтернативное топливо для судоходства | Current Opinion in Chemical Engineering
- [108] Потенциал водорода как топлива для международного судоходства | UCL Discovery
- [109] Водород как топливо для морского транспорта: путь к декарбонизации | Greener and Scalable E-fuels for Decarbonization of Transport
- [110] Экологичное синтетическое топливо: зелёный водород, метанол и аммиак для углеродно-нейтрального транспорта | World Electric Vehicle Journal
- [111] Хранение водорода | US Department of Energy (см. Примечания*)
- [112] Хранение водорода на судне | Marine Service Noord (см. Примечания*)
- [113] Потенциал аммиака как топлива в судоходстве | European Maritime Safety Agency (см. Примечания*)
- [114] Аммиак как топливо для судов | Bureau Veritas (см. Примечания*)
- [115] Метанол как топливо | Bureau Veritas (см. Примечания*)
- [116] Судовое топливо - Methanex | Methanex (см. Примечания*)
- [117] Введение в метанол как экологичное топливо для судов | Marine Insight (см. Примечания*)
- [118] Декарбонизация международного судоходства - взгляд на альтернативные виды топлива с учётом всего жизненного цикла | Energy Conversion and Management
- [119] Возобновляемые источники энергии 2022 | IEA
- [120] Тревожный сигнал о зелёном водороде: нужно огромное количество ветровой и солнечной энергии | Recharge
- [121] Как добиться прорыва: политика в области зелёного водорода и стоимость технологий | IRENA
- [122] Суда на атомной энергии | World Nuclear Association
- [123] Типы подводных лодок Королевского военно-морского флота Великобритании | GOV.UK
- [124] Атомный вариант для судоходства на пути к нулевым нетто-выбросам: жизнеспособен ли он? | HFW
- [125] Аргументы в пользу атомных грузовых судов | IEEE Spectrum
- [126] Реакторы на расплавленных солях (MSR) | International Atomic Energy Agency
- [127] Что такое малые модульные реакторы (SMRs)? | International Atomic Energy Agency
- [128] ICS Maritime Barometer Report 2022-2023 | International Chamber of Shipping
- [129] Контейнерные перевозки на атомной энергии могут стать возможными уже в этом десятилетии | The Chemical Engineer
- [130] Jiangnan Shipyard представила проект «крупнейшего в мире» контейнеровоза на атомной энергии | Offshore Energy
- [131] Работа IMO по сокращению выбросов ПГ с судов | International Maritime Organization
- [132] 2023 IMO Strategy on Reduction of GHG Emissions from Ships| International Maritime Organization
- [133] Amendments To The Annex Of The Protocol Of 1997 | International Maritime Organization
- [134] Борьба с изменением климата - десять лет действий по сокращению выбросов ПГ от судоходства| International Maritime Organization
- [135] Вступают в силу правила об углеродной интенсивности судов и системе рейтинга | International Maritime Organization
- [136] EEXI и CII - углеродная интенсивность судов и система рейтинга | International Maritime Organization
- [137] CII - показатель углеродной интенсивности | Maritime Insight | DNV
- [138] Fuelling the Future of Shipping: Key Barriers to Scaling Zero-Emission Fuel Supply | World Economic Forum
- [139] Сокращение выбросов от судоходства | European Commission
- [140] Система торговли выбросами углерода в судоходстве: движущие силы, сложности и последствия | Marine Policy
- [141] Slow Steaming Options Investigation Using Multi Criteria Decision Analysis Method | Proceedings of the Conference ECONSHIP2015 (графика на экране)
Примечания
12
Глобальные выбросы CO2 от транспорта
Выбросы углекислого газа от мирового транспортного сектора в 2024 году достигли примерно 9 Гт CO₂ из общего объёма примерно 41,6 Гт CO2 (все антропогенные выбросы CO2 от ископаемого топлива и LULUCF - землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства - включая поглощение при карбонизации цемента). На судоходство (международное и внутреннее вместе) пришлось, по имеющимся данным, 10,67 % выбросов транспортного сектора, что равно 2,31 % мировых выбросов CO2.
Эти цифры выбраны в силу их актуальности и соответствия процентов данным авторитетных источников, таких как ИМО (Международная морская организация). Однако точность этих данных в целом по-прежнему обсуждается. Оценить долю судоходства в мировых выбросах CO₂ сложнее, чем может показаться, и цифры могут различаться в зависимости от способа подсчёта.
Во-первых, разные исследования приводят данные либо только по CO₂, либо по всем парниковым газам, либо в эквиваленте углекислого газа (CO₂eq), куда входят такие газы, как метан и закись азота, с учётом их потенциала глобального потепления. Эти показатели нельзя взаимозаменять или напрямую сравнивать, и выбор одного вместо другого может заметно изменить видимую долю выбросов судоходства. Источники, исследования и отчёты организаций часто не уточняют, какой именно показатель использован, и регулярно используют один, имея в виду другой (например, пишут «CO2», когда имеют в виду «CO2eq»).
Во-вторых, важен выбор мировой базы для сравнения: иногда сравнение идёт только с выбросами CO₂, связанными с энергетикой, а иногда учитываются все антропогенные источники, такие как землепользование, изменения в землепользовании и лесное хозяйство (LULUCF), что увеличивает знаменатель и снижает видимую долю судоходства.
В-третьих, международное судоходство само по себе трудно отслеживать, потому что выбросы в основном происходят в международных водах, а данные часто берутся из продаж бункерного топлива, а не из прямого мониторинга работы судов, что добавляет неопределённости. Вместе эти методологические различия означают, что опубликованные оценки вклада судоходства в мировые выбросы могут сильно различаться, даже если основаны на одной и той же деятельности.
Клод де Жуффруа
Клод-Франсуа-Дороте, маркиз де Жуфруа д’Аббан - также известный как Клод де Жуфруа - создал первый пароход в 1776 году. Эти первые испытания не удались, но позже, в 1783 году, он добился успеха с колёсным пароходом «Пироскаф». Ему много лет отказывали в патентной защите, а позже он отправился в изгнание. Несколько других испытательных рейсов пароходов провели другие люди, включая Джона Фитча и Уильяма Симингтона, пока американский изобретатель Роберт Фултон не создал вместе с Робертом Ливингстоном первый коммерческий пароход в 1807 году. Фултон признавал заслуги Клода, но его изобретение редко получает признание A.
Количество баррелей
По данным источников, если примерно 75 % из 300 миллионов тонн всего бункерного топлива (используемого в мировом судоходстве) составляет тяжёлое топливо (HFO), то всего получается 225 миллионов тонн HFO. Если предположить, что оставшиеся 25 % - это морской газойль (MGO) и морское дизельное топливо (MDO), получится 75 миллионов тонн. При использовании [17], калькулятора для перевода количества топлива в эквивалентное число баррелей, следует умножить количество HFO на 6,350, а количество MGO/MDO - на 7,460. Поэтому примерное число баррелей HFO = 225 миллионов x 6,350 = 1 428 750 000.
Примерное число баррелей MGO/MDO = 75 миллионов x 7,46 = 559 500 000.
Всего баррелей = 1 988 250 000 = примерно 2 миллиарда баррелей.
Расстояние до Луны
Средняя бочка имеет высоту 33-34 дюйма [18,19], или примерно 850 мм, или 0,00085 км. Поэтому 2 миллиарда x 0,00085 км = 1 700 000 км.
Расстояние до Луны = 384 400 км [20,21,22].
1 700 000 км / 384 400 = 4,42 расстояния от Земли до Луны.
Бункерное топливо
Пароходы в прошлом обычно работали на угле. Этот уголь хранили в помещениях, которые называли бункерами, поэтому современное судовое топливо известно как «бункерное топливо». С тех пор бункеры заменили топливными баками, но название самого топлива сохранилось. «Бункерное топливо» может означать любой вид топлива, используемый в судоходстве; это не название какого-то одного конкретного топлива.
Снижение расхода топлива и выбросов с помощью систем воздушной смазки
Процентное снижение расхода топлива и выбросов при воздушной смазке различается у разных источников, так как эти показатели зависят от конкретных условий, а условия экспериментов меняются. Есть данные о потенциале воздушной смазки, но разные поставщики приводят разные цифры. Например:
[44] В этой статье упоминаются системы воздушной смазки, которые могут снижать расход топлива на величину до 15 %. Это значение основано на исследовании Engng (1997), которое сейчас недоступно.
[46] Этот источник уточняет, что системы воздушной смазки могут снижать сопротивление, уменьшая расход топлива «как минимум на 3 %».
[50] В этом отчёте приведён ряд примеров систем воздушной смазки с указанием достигнутого каждой из них снижения сопротивления и экономии энергии. В нём говорится о первом проекте: «Project Energy-saving air-Lubrication Ships» (PELS) 1999 года, который показал среднюю экономию энергии на спокойной воде в 3-10 %. Другие упомянутые значения экономии энергии из разных испытаний - при разных параметрах эксперимента - были такими: 2 %, 6 %, «некоторая», 1 %, 10 % при балластной загрузке и 5 % при полной загрузке, 10 % на высокой скорости, нет убедительных результатов, 15 %, 2 % (хотя это снизилось до -0.6 %, так как пузырьки не прикреплялись к корпусу), 10 %, 5 %, 4.5 % и 4 %. Полный список экспериментов и контекст полученных значений приведены на странице 11 отчёта.
[51] Это исследование показало экспериментальное снижение расхода топлива и выбросов на величину до 8 %.
[52] Этот источник сообщил о системе воздушной смазки, разработанной Silverstream Technologies, с заявленным снижением расхода топлива и выбросов парниковых газов на 5-10 %.
Снижение расхода топлива и выбросов за счет экономии на масштабе
Как и в случае с системами воздушной смазки, показатели снижения расхода топлива и выбросов немного различаются.
[53] Этот источник - исследование использования эффекта масштаба в судоходстве; по его оценке, выбросы можно сократить на величину до 30 %, если весь флот заменить более крупными судами, на что, по прогнозам, уйдёт 25 лет
[56] Этот источник - новостной сайт, сообщающий о новом судне Maersk Line вместимостью 18 000 TEU (двадцатифутовый эквивалент). Maersk не публиковала данные о расходе топлива этого судна, но доступны данные по их судам вместимостью 10 000 и 16 000 TEU. Поэтому данные о расходе были экстраполированы, и утверждается, что новое судно на 35 % экономичнее по топливу на каждый перевозимый контейнер, чем суда вместимостью 13 100 TEU. Эти данные были приведены в работе Drewry Maritime Research; однако доступ к этой работе для широкой публики затруднён.
[54] В этой работе поясняется, что данные о расходе топлива являются коммерческой информацией, поэтому они редко доступны общественности. Источников, сообщающих такие данные, очень мало, поэтому было бы крайне сложно получить точно проверенные данные, тем более что параметры исследований могут различаться.
Использование парусов-крыльев на кораблях
В этих источниках описывается использование «WindWings» компании BAR Technologies - больших парусов, установленных на контейнеровозы. Эти паруса не похожи на обычные лодочные: они жёсткие, сделаны из того же материала, что и ветряные турбины, и могут складываться в порту, а в море раскрываться. Эти паруса работают как вертикальные крылья самолёта: 3 элемента создают большую аэродинамическую тягу, чем одноэлементное крыло, по тому же принципу, по которому крылья поднимают самолёт, но здесь они толкают судно вперёд.
Процент грузов, перевозимых по миру, состоящих из ископаемого топлива
[66] В отчёте, опубликованном в 2024 году, говорится, что 36 % мировых грузовых мощностей используется для перевозки ископаемого топлива. Это было рассчитано «с использованием дедвейта существующего и заказанного флота танкеров для сжиженного газа и нефтяных танкеров, а также ещё 17 % дедвейта существующего и заказанного флота сухогрузов из Clarksons WFR». 17 % соответствует «доле торговли углём в торговле навалочными грузами (в тонно-милях) по данным Clarksons Shipping Intelligence Network (SIN)». Первоначальные источники этой информации были недоступны. Эти цифры являются оценочными.
[67] Отчёт за 2019 год отражает выводы, сделанные в первом отчёте, используя тот же источник данных, показывающий общее число перевозок по миру.
Потенциал электрических контейнеровозов.
Исправление: В фильме говорится, что 40 % всех грузовых морских перевозок можно электрифицировать, но исследование касается перевозок контейнеровозами, особенно коротких внутрирегиональных маршрутов - а не 40 % всех грузовых морских перевозок.
Снижение утечки метана
Чтобы сократить проскок метана из двигателей на СПГ, были улучшены разные технологии двигателей, а новые конструкции помогли уменьшить объём метана, который выходит несгоревшим. Такие двигатели, как двухтопливные двигатели низкого давления (LPDF) [84], двухтопливные двигатели высокого давления (HPDF) [84] и четырёхтактные двигатели цикла Отто [83], получили ряд важных технологических улучшений, включая изменения давления, впрыска, ‘пропуска зажигания’ и доработки на уровне эксплуатации [83]. В результате проскок метана заметно сократился, но при использовании СПГ всё ещё остаётся распространённой проблемой.
Топливо из жидкого аммиака и метанола
Жидкие аммиак и метанол, получаемые из водорода, легче хранить, чем жидкий водород, но у каждого есть существенные недостатки [114,115]. Главное, у обоих ниже объёмная плотность энергии по сравнению с обычным судовым топливом: метанолу нужно примерно в 2,5 раза больше места для хранения, а аммиаку - примерно в 3 раза больше. Оба крайне токсичны для людей и морской жизни, поэтому при обращении с ними нужны дополнительные меры предосторожности. Метанол также крайне огнеопасен и имеет низкую температуру вспышки, а при сжигании аммиака может образовываться закись азота. Наконец, запасы обоих этих видов топлива очень ограничены, и чтобы обеспечить морскую отрасль, потребуется резко нарастить производство, а также учесть конкуренцию с другими секторами по мере их декарбонизации. Однако с точки зрения физического хранения жидкий водород всё равно намного сложнее хранить, чем любой из этих видов топлива, из-за необходимых для него холодных криогенных контейнеров.










