СПГ как судовое топливо: плюсы, минусы и перспективы

Ответы на эти вопросы представляют самый живой интерес как для инвесторов, принимающих решение о заказе судна на альтернативном топливе, так и для корабелов, а также производителей силовых установок, которым предстоит создавать этот новострой.

От экологии – к экономике

Основными стимулами к широкому использованию СПГ в качестве топлива для мирового транспортного флота за последние два года стали, как минимум, два обстоятельства. 

Во-первых, в июле 2023-го Международная морская организация (IMO) единогласно одобрила новую редакцию положения Стратегии по выбросам парниковых газов, которая предусматривает значительное ускорения процесса перевода мореплавания на экологически чистые виды топлива и/или альтернативные виды движителей, использующих энергию из возобновляемых источников (ветер, солнце и т.п.).

 В частности, уже к 2030 г объемы выброса судами парниковых газов должны быть уменьшены на 61% (в прежней редакции – на 30%), к 2040 г – на 91% (80%), с выходом на нулевой уровень выброса в 2050 году.

Таким образом, инвесторы получили четкий сигнал о необходимости заказа новостроя, "готового" к использованию сравнительно "чистых" видов топлива, а производители пропульсивных комплексов – на проектирование новых/совершенствование уже существующих моделей таких двигателей и их серийное производство. Заметим, что среди существующих разработок подобного рода в качестве второго/альтернативного топлива лидирует как раз природный газ.

Во-вторых, историческое (в том числе и для корабелов) решение IMO самым примечательным образом совпало со знаковым рыночным явлением: цены на природный газ в странах Евросоюза удалось стабилизировать. С заоблачных высот лета-осени 2022г (свыше 3 400 за тыс. кубометров) к июню 2024 года они опустились ниже отметки в $400/тыс. кубометров:

_{Динамика цен на природный газ в ЕС, $/тыс. м куб/ Источник: Profinance.ru}

Таким образом, использование природного газа в качестве топлива на морском транспорте снова стало привлекательным с экономической точки зрения – даже для государств, не обладающих достаточными его запасами. По данным IMO, на сегодняшний день в составе мирового флота уже работают порядка 2 400 судов с двигателями, способными использовать как традиционное топливо, так и сжиженный природный газ. Еще более 2 000 единиц законтрактованы и находятся на различных стадиях постройки. 

Гораздо более наглядную картину не только по численности, но и по тенденциям развития судов с двигателями на альтернативном топливе дают свежие (май 2024 года) исследования японского классификационного общества Nippon Kaiji Kyokai (СlassNK):

_{^{*По данным на конец декабря 2023 г}}

_{Суда с двигателями, способными работать на альтернативном топливе (в эксплуатации, ед.)* / Источник: СlassNK, данные: Clarkson Research}

_{^{*По данным на конец декабря 2023 г}}

_{Рис.2б Суда с двигателями, способными работать на альтернативном топливе (портфель новостроя, ед.)* / Источник: СlassNK, данные: Clarkson Research}

Приведенная статистика представляет особый интерес, поскольку из нее исключены СПГ-танкера, а также все суда дедвейтом менее 5 000 тонн. При этом "в строю" (как на сегодня, так и на перспективу) числится весь флот, переданные заказчикам после 2015 года, без учета плавединиц, выведенных за тот же период на утилизацию – впрочем, 9-13 лет для судна такого типа еще далеко не пенсионный возраст.

Как видим, даже без учета газовозов, суда с пропульсивными комплексами на СПГ уверенно лидируют среди всех остальных видов альтернативного топлива, причем именно текущий год обещает стать самым урожайным по передаче в эксплуатацию соответствующего новостроя. Какие же преимущества и проблемы получат заказчики вместе с этими судами?

Природный газ без прикрас

Как известно, основные объемы "голубого" топлива для судов получают из природного газа (80-95% метана, плюс незначительные добавки этана, пропана и других углеводородов), который добывается из подземных месторождений. 

Гораздо менее значительную (хотя и более разрекламированную) долю составляет т.н. называемый биогаз, получаемый посредством переработки пищевых отходов, несъедобных остатков сельхозпродукции, навоза и пр. При этом биогаз считается уже топливом из возобновляемых (и при том из весьма дешевых) источников, а возможности его широкого применения для судовых двигателей ограничиваются лишь относительно высокой стоимостью его производства.

Безусловным преимуществом СПГ перед традиционным судовым топливом являются меньшие объемы выброса вредных веществ в атмосферу:

_{Доля снижения выброса для СПГ по основным видам эмиссии / Данные: Wärtsilä}

При этом пропульсивные комплексы на сжиженном природном газе работают значительно тише, что способствует их особой популярности среди заказчиков круизных и прочих пассажирских судов.

Однако газ как топливо обладает и существенными недостатками. Помимо рисков значительной волатильности цен, стоит особо отметить его значительно меньшую, чем у традиционных видов топлива энергетическую плотность. Это означает, что для преодоления маршрутов равной длины СПГ потребуется заметно больше, чем обычного топлива. Решение этой проблемы настоятельно требует оснащения судна топливными танками большей емкости, что неизбежно уменьшает полезный объем для груза. 

Согласно подсчетам экспертов классификационного общества Det Norske Veritas и Germanischer Lloyd (DNV-GL), для запасов СПГ на одинаковый по продолжительности рейс понадобятся танки в 2-3 раза большего объема, чем для традиционного топлива. К тому же выполнены эти танки должны быть из специальных материалов, включая мембранное покрытие – такое же, как на транспортных танках танкеров-газовозов, т.е. высокотехнологичное и дорогое.

Но даже несмотря на все достижения новейших технологий и сопутствующие их применению затраты, уязвимым местом СПГ-двигателей все еще остается утечка метана, которая ведет к чувствительному перерасходу топлива по сравнению с расчетными нормативами. Полностью устранить это малоприятное как для экономики эксплуатации судна, так и для экологии явление пока не удается даже в самых современных силовых установках. 

Использование СПГ также ведет к существенному усложнению производства и эксплуатации пропульсивных комплексов, для эффективного обеспечения которых требуется дополнительное специальное оборудование и соответствующая подготовка обслуживающего персонала. 

Наконец, несмотря на поступательное развитие сети станций по заправке природным газом в крупнейших портах мира, проблема с бункеровкой СПГ пока по-прежнему актуальна и преимущественно решается за счет плавучих хранилищ сжиженного природного газа, расставленных на наиболее оживленных перекрестках морских путей. Впрочем ожидается, что уже к 2025 году бункеровка СПГ будет обеспечена как минимум в 235 портах мира.

Заметим, что достаточно привлекательный для экономики морского транспорта, природный газ все же не является идеальным решением с точки зрения экологии. По сути, он все еще остается обычным углеводородным топливом, правда с улучшенными характеристиками. 

По неохотному (но при этом фактически единогласному) признанию зарубежных отраслевых экспертов, СПГ является лишь переходным видом топлива, причем гораздо более реальным и перспективным, нежели более экзотичные для морского транспорта аммиак, метанол и водород. Распределение портфеля новостроя наглядно подтверждает эту простую истину. Кстати, "более экологичный" биогаз при проверке на практике оказывается гораздо более вредным для окружающей среды – за счет добавочного загрязнения атмосферы в процессе его производства. 

Итак, к настоящему времени именно сжиженный природный газ является основным видом альтернативного судового топлива, использование которого наиболее полно отработано на практике, включая серийный выпуск двигателей, топливных танков и обеспечивающей их работу аппаратуры. В обозримом будущем можно ожидать дальнейший рост спроса на суда с двухтопливными (как минимум) пропульсивными комплексами, готовыми к работе на СПГ. Рынок же вполне готов к подобному развитию событий – согласно подсчетам аналитиков британской компании Shell, глобальные объемы торговли сжиженным "голубым топливом" к 2025 году по сравнению с 2020-м вырастут на 21%. 

Делаем выводы

1. В силу вполне объективных экономических обстоятельств, силовые установки на СПГ последовательно укрепляют свои позиции в судостроении, причем спектр их использования по типам судов постоянно расширяется. Эту общемировую тенденцию не представляется возможным игнорировать при реализации любой масштабной программы пополнения флота, особенно в его крупнотоннажном сегменте. 

2. Наличие грандиозных запасов энергоносителей (включая природный газ) и возможность наращивания мощностей по их добыче и переработке способствуют самому широкому использованию СПГ не только как экспортного продукта, но и на внутреннем рынке России – в качестве топлива для транспорта, в первую очередь – водного. При этом свойственные мировой экономике риски резких колебаний газовых цен для нашей страны практически сведены к нулю.

3. Для обеспечения судостроительных проектов пропульсивными комплексами, "готовыми" к использованию СПГ, требуется оперативно развернуть производство не только двигателей, но и обеспечивающего их работу оборудования, а также высокотехнологичных материалов, которые ранее традиционно приобретались за рубежом. В частности, особые сложности могут возникнуть с импортозамещением мембранного покрытия для газовых танков и криогенных систем, официальные поставки которых в Россию были прекращены еще в январе прошлого года.

4. Ожидаемое в ближнесрочной (3-4 года) перспективе проседание общего количества заказов на СПГ-новострой создает благоприятные условия для размещения соответствующих заказов на освобождающихся мощностях верфей дружественных нам стран (в первую очередь Китая и Индии), которые обладают всеми соответствующими производственными компетенциями.

Таким образом, перед Россией открываются реальные перспективы: сложить из плюсов, минусов и верных оценок значения СПГ как топлива формулу успеха для отечественного транспортного флота. Теперь только остается этими возможностями воспользоваться…