Итоги конференции: "Экология и судоходство на Балтике: в поисках разумного компромисса"

Согласно правила уровень выбросов окислов азота с судов, построенных после 1 января 2016 г. должен соответствовать стандартам Уровня III, установленным указанным приложением к Конвенции МАРПОЛ.
Данное правило применяется к:

• каждому судовому дизельному двигателю выходной мощностью более 130 кВт, установленному на судне;
• каждому судовому дизельному двигателю выходной мощностью более 130 кВт, который подвергается значительному переоборудованию 1 января 2000 года или после этой даты, за исключением случаев, когда продемонстрировано к удовлетворению Администрации, что такой двигатель является идентичной заменой двигателя, который он заменяет, и иным образом не охвачен пунктом 1.1.1 настоящего правила.

Данное правило не применяется к:

• судовому дизельному двигателю, предназначенному для использования исключительно в аварийных ситуациях либо судовому дизельному двигателю, установленному на спасательных шлюпках, предназначенных для использования исключительно в аварийных ситуациях;
• судовому дизельному двигателю, установленному на судне, совершающем рейсы исключительно в водах, находящихся под суверенитетом или юрисдикцией государства, под флагом которого судно имеет право плавать, при условии что такой двигатель подпадает под альтернативную меру контроля выбросов NOx, установленную Администрацией.
• судовому дизельному двигателю, установленному на судне длиной 24 м
• судовому дизельному двигателю, установленному на судне, общая мощность дизельных двигателей которого, указанная на марке изготовителя, менее 750 кВт.ч, если к удовлетворению Администрации продемонстрировано, что судно не может соответствовать стандартам, изложенным в пункте 5.1.1 настоящего правила, из-за проектных или конструктивных ограничений судна [1].

Выхлоп / http://www.thinkstockphotos.com

Если сравнить динамику снижения вредных выбросов в том же приложении VI конвенции МАРПОЛ, то можно сделать вывод, что если 1-й и 2-й уровень мер отличается в среднем на 15-20%, то с 2016 году предполагается уменьшение выбросов сразу на 80 %.
Таблица 1: изменение норм выбросов оксидов азота для судовых дизелей
 

Почему же вводятся такие жесткие ограничения.

Дело в том, что Балтика, в силу определенных обстоятельств, — одна из наиболее уязвимых в экологическом отношении морских акваторий на планете, и в то же время на нее приходится порядка 10% мирового грузооборота [2].

Ежегодно около 54 000 судов заходит или покидает Балтику. Несмотря на то, что морской транспорт считается одним из наиболее экологичных видов транспорта, и у него существует множество факторов воздействия на окружающую среду. Это случайное загрязнение, загрязнение бытовыми отходами, загрязнение воздуха и непреднамеренная интродукция видов-вселенцев.

Любой сброс нефти и ее продуктов в Балтийское море запрещен, тем не менее весьма распространен нелегальный сброс нефтесодержащих вод. Кроме того, растущее судоходство ведет к росту объемов балластных вод, закачиваемых на суда. Когда судно приходит в порт назначения, балластные воды сбрасываются вместе со всеми содержащимися в них организмами, В результате новые виды животных и растений попадают в Балтийский регион. Виды-вселенцы могут вызвать значительные изменения в морских экосистемах. Исследователи описали около 120 неродных видов в Балтийском море, около 80 из них уже основали жизнеспособные популяции. 

Потребление топлива морским транспортом составляет 1,5 – 3 % общих выбросов диоксида углерода и составляет значительную долю глобальных выбросов оксидов азота и серы. По прогнозам, к 2020 г. выбросы азота и серы от судоходства вокруг Европы превысят выбросы наземных источников в ЕС. В Балтийском море выбросы азота вносят существенный вклад в процессы эвтрофикации [3].

Для разрешения части вышеназванных проблем в том числе ИМО принимаются поправки к существующим документам, нормирующим международное судоходство, ужесточаются правила. Все нововведения в направлении улучшения экологии и безопасности мореплавания были рассмотрены 20 февраля на конференции "Экология и судоходство на Балтике: в поисках разумного компромисса", где различные заинтересованные стороны, в том числе компании-производители оборудования, судовладельцы, представители бункерных компаний, эксперты высказали свои взгляды на решение данных вопросов. Взглянем на них подробнее и попробуем обобщить сказанное на форуме.

Системы очистки балластных вод

С 9 по 13 февраля 2004 года в штаб-квартире Международной морской организации (IMO) состоялась Международная конференция, которая одобрила текст Международной конвенции о контроле судовых балластных вод и осадков и управлении ими.

Нововведения МАРПОЛ по системе очистки балластных вод / Российский морской регистр судоходства

Стандартом D-1 предполагается замена балласта в море
Стандартом D-2 предусматривается обработка балласта в море.

Стандарт D-2 - стандарт качества балластных вод, который предусматривает наличие на судах установки по обработке балластных вод, обеспечивающих: сброс менее 10 жизнеспособных организмов размером 50 микрометров или более на один кубический метр, и  менее 10 жизнеспособных организмов размером от 10 до 50 микрометров на один миллилитр.
При этом сброс индикаторных микробов не должен превышать следующих концентраций:

• токсикогенный вибрион холеры ( О1 и О139) - с менее чем 1 колониеобразующей единицей (кое) на 100 миллилитров или менее 1 кое на 1 грамм (сырого веса) образцов зоопланктона;
• кишечную палочку – менее 250 кое на 100 миллилитров;
• кишечные энтерококки – менее 100 кое на 100 миллилитров.

Если эти условия будут выполнены в самое ближайшее время, предположительно уже в 2013 году, тогда вступление Конвенции в силу могло бы состояться уже в 2014 году.

По сведениям директора по продажам компании "Wartsila" Коновалова В. А. на сегодняшний день в России представлено более 20-ти компаний, которые предлагают системы очистки балластных вод. Что касается объемов, то подобная система должна быть установлена примерно на 34 000 судов, и "если поставлять системы начиная со вчерашнего дня и монтировать по 20 систем в день, то все суда будут оборудованы ей только к 2017 году".
Что касается "Wartsila", которая представляла на форуме свое "экологическое" оборудование, то компания предлагает 2 типа систем очистки балластных вод. Принцип работы таких систем основан либо на применении УФ-ламп, либо на хлорировании:

• Система "Wartsila" типа BWT - интегрированное решение для обработки БВ (совместная разработка с "Trojan Technologies", объединяет ультрафиолетовое облучение и методы фильтрации). Производительность такой установки от 150 м³ до 1500 м³. При этом срок службы УФ лампы (низкого давления) - около 7000 часов. В системах на УФ-лампах среднего давления производительность от 50 м³ до 1000 м³ и срок службы лампы, по сравнению с лампами низкого давления, вдвое меньше - 3500 часов.
• Система "Wartsila" типа "AQUARIUS" основана на принципе электрохлорирования. При хлорирующий элемент система получает его непосредственно из морской воды. Но у такой системы есть большой недостаток - ненадежная работа в пресной воде, для таких случаев требуется запас морской воды в специальном танке. Поэтому данная концепция хороша для больших пароходов, оффшорных судов, которые не заходят в порты. Производительность такой системы от 150 м³ до 1000 м³.

Системы очистки выхлопных газов от SOx и NOx

Принятое во всем мире предельно допустимое содержание серы в топливе составляло 4,5%. В 2012 году оно было снижено до 3,5, а затем – до 0,5%, но не ранее 2020 года (или 2025, что будет окончательно определено в 2018 году). Для зон NECA – например, Северного и Балтийского морей – действующее предельно допустимое содержание серы
составляет 1%, и к 2015 оно будет снижено до 0,1%. [4]

Выхлоп / http://www.thinkstockphotos.com

Особые требования по выбросам уже введены в Северной Америке и 200-мильной зоне от ее берегов, кроме того ожидается, что аналогичные законопроекты введутся в 2014 году в Пуэрто-Рико, в 2016 году в зоне Панамского канала, в 2018 в Японии, в 2020 в Средиземном море (а если Средиземном, то и Черном), в 2022 в Китае и т.д.

Чтобы соответствовать требованиям по выбросам SOx у судовладельцев есть несколько путей.

Таблица 2. Возможные варианты решения снижения выбросов SOx.
 

Если говорить более подробно о преимуществах и недостатках каждого из предложенных вариантов, то нужно заметить, что компания "Wartsila" предлагает целую линейку силовых установок, использующих газовое топливо в тех или иных пропорциях, и уже оснастила ими более 60-ти сухогурзных судов и около 10 оффшорных. 10 января был принят в эксплуатацию первый в мире большой пассажирский корабль, использующий в качестве топлива сжиженный природный газ - "Viking Grace". Силовую установку для судна поставила также "Wartsila". Как заявляют в компании "Viking Line", благодаря технологии LNG (Liquefied Natural Gas - LNG) выбросы азота и твердых частиц снизятся на 85% и выбросы парниковых газов на 15%. Выбросов серы не будет на практике вообще [5].

Однако, возникает вопрос с бункеровкой и отсутствием портовой инфраструктуры, необходимых емкостей. СПГ-терминалы в зоне Балтийского моря находятся на стадии предложения. Кроме того Президент СРО "РосМорРечБункер" Ковалев Виктор Александрович заявил, что сейчас судов-бункеровщиков СПГ в России нет, также нет и нужных насосов для перекачки газового топлива. Кроме того, некоторые специалисты ставят под сомнение безопасность бункеровки СПГ, потому как еще не разработаны необходимые инструкции по безопасности, а также возможное воздействие на экологию.

Что касается перехода с мазута на дизельное топливо, то по сведениям Виктора Александровича: "В стране достаточно топлива с нужными характеристиками, в том числе дизельного и его хватит с лихвой. Хотя, переход от мазута к дизельному топливу обернется возрастанием затрат. Например, эксплуатация судна средних размеров возрастет ориентировочно на $3 млн в год". Также необходима будет перенастройка топливной аппаратуры и другие мероприятия.

Наиболее эффективный путь, по мнению рабочей группы ХЕЛКОМ в том числе - это использование скрубберов. Способ очистки в данных устройствах основан на промывке газа жидкостью.

"Wartsila" представила 3 виду скрубберов: скруббер с открытым контуром, закрытым контуром и гибридный. В скруббере с открытой петлей для очистки используется забортная вода. Вся поступающая в систему вода анализируется как на входе, так и на выходе специальными газоанализаторами, которые измеряют SOx, NOx и проч. У данного типа скруббера есть существенный недостаток - он работает только на морской воде и при работе в зонах с пресной водой необходимо добавление щелочи, для чего используется дозировочный насос. В том числе это касается и Финского залива.
В скруббере с закрытой петлей вода ходит по замкнутому кругу. Объем используемой жидкости небольшой, поэтому в зонах с нулевым выбросом можно находиться с водой на борту, а после выхода из зоны можно воду очистить и слить. Все накопления сажи, продуктов сгорания отделяются через сепараторы. Также существует и гибридный вариант, который работает на морской воде как с открытой петлей, так и с закрытой.

Специалисты прогнозируют повышение цен на все виды топлив, в свою очередь "Wartsila" заверяет, что использование скрубберов будет наиболее эффективным способом решения проблем очистки выхлопных газов от SOx.

Капиталовложения со стороны судовладельцев, конечно, нужны в любом случае. В свою очередь последние в связи с дополнительными расходами грозятся повысить цену фрахта.

Для снижения выбросов NOx предлагается применять так называемый SCR (selective catalic redaction) - реактор. Принцип действия данного устройства выглядит так: в выхлопную систему подается мочевина, которая смешивается с выхлопными газами. Далее смесь поступает на катализатор, на поверхности которого оксид азота (NOx) вступает в реакцию с аммиаком (получаемым из мочевины). В результате получается азот (N2) и вода (H2O).
Рабочая температура установки 300-450^oС. Т.е. в зонах ниже 300^oС, при движении в узкостях и в портах, а также в зонах максимальных нагрузок - свыше 500oС установка будет работать неэффективно. Компания "Wartsila" заявила, что для двигателей собственного производства уже разработала систему рециркуляции газов, которая позволит расширить каталитическое окно установки. Данная система на строящиеся суда будет включена в базовую поставку, а на действующие суда - в качестве "комплекта модернизации".

Процесс восстановления окислов азота идет очень медленно, скорость восстановления на 2 порядка медленнее, нежели скорость процесса окисления, поэтому габариты SCR-реактора очень большие. Что касается стоимости, то установка данной системы вызывает удорожание силовой установки в среднем на 60%. Стоимость катализатора, в свою очередь составляет около 40% от стоимости всей установки.

Одна установка может использоваться на несколько двигателей, котлов и т.д., катализатор же должен устанавливаться свой на каждый выхлопной коллектор. Расход мочевины, на установках "Wartsila" составляет 15 мл/Мвт*ч при 40% растворе. При этом эффективность работы может достигать 97%.

Но с точки зрения эксплуатационных расходов, некоторые специалисты высказывают сомнения. В частности, сейчас в России нет инфраструктуры, которая заправляла бы установки водным раствором мочевины, не отработана схема утилизации отработавших катализаторов, а сроки службы катализаторов производителями пока не заявляются.
Кроме того, на катализатор пагубно влияют высокосернистые сорта топлив и масло. "Wartsila" в требованиях по топливу говорит: "Сорт топлив: MGO / MDO / HFO < 1.0 % серы, возможно изготовление систем для топлив, содержащих более высокий процент серы".
Но как и в любом катализаторе, высокая дымность вызывает образование сажи и коксование, что влечет за собой выход из строя. Поэтому по рекомендациям "Wartsila", периодически катализатор необходимо чистить подачей сжатого воздуха.
Поломки в масляной системе (выход из строя маслосъемного кольца) или в топливной (распылитель, ТНВД) вызывает аналогичные последствия.

Данные установки сейчас применяются на судах. Той же компанией "Wartsila" SCR-реакторы были поставлены на ледоколы "Fennica" и "Nordica", которые для получения контрактов с "Shell" вынуждены были провести модернизацию. Сейчас суда работают у берегов Аляски и в Чукотском море.

Основным аргументом, и справедливым, против принятия ужесточенных требований по NOx со стороны участников конференции было то, что улучшение экологической обстановки может наступить не ранее чем через 20 лет, так как требование Конвенции МАРПОЛ распространяется только на вновь построенные суда. А также из-за удорожания низкосернисторого топлива - снижение коммерческой эффективности прибрежного судоходства по сравнению с другими видами транспорта, и как следствие переключение части грузопотоков на автомобильный транспорт.

Подытожив все озвученное, можно сказать, что после строительства портов, нефтяных  терминалов на Балтийском море, количество перевозимых грузов, в том числе углеводородов, возросло. И растет с каждым годом. Бесспорно, экология Балтийского моря от судоходства страдает, вопрос только в каких масштабах. Проблема эта требует детального изучения и решения на международном уровне.

Мы знаем, что все начинается с одного региона и с рекомендации, которая перерастает в норму. Мотивации судовладельцев, которые хотят максимально снизить эксплуатационные расходы даже за счет безопасности и здоровья понятны, ровно как и понятны аргументы экологов и наших скандинавских соседей, у которых экологические программы одни из приоритетных. Теперь для принятия окончательного решения, нужно определиться с двумя вещами: на кого (и на что) мы ориентируемся, и научиться видеть что скрывается за зеленым флагом экологии. Не всегда там борьба за чистоту наших легких и здоровье рыб, обитающих в нашей воде.

Владислав Букин

Литература:

1. МАРПОЛ, приложение VI.
2. "Транспорт Российской Федерации" №6 (25)/2009 год - "Стратегия защиты Балтийского моря: текущее состояние и перспективы".
3. Брошюра  "Балтийского экологического форума" - "Взгляни на Балтийское море – наше общее уникальное достояние", Рига 2009.
4. Международный журнал компании "Альфа Лаваль" "Here" №30.
5. Брошюры компании "Viking Line".