Вредными выбросами автомобильного транспорта и промышленных предприятий экологи заинтересовались еще 50 лет назад и начали активно закручивать гайки, чтобы улучшить качество воздуха в местах обитания человека. А вот на экологичность морских перевозок долгое время внимания не обращали — в нескольких тысячах километров от берега людей нет. Но исследования показали, что заниматься нужно и судами, поэтому с 2020 года вступают в силу требования Международной морской организации по снижению выбросов соединений серы.
Чем чиновникам и экологами не угодила сера? Все просто — повышенные выбросы соединений серы в атмосферу чреваты кислотными дождями, а заодно провоцируют астму и преждевременную смертность (особенно — у детей). Но, так как судоходная отрасль достаточно «дорогая» и инерционная, то зажимать перевозчиков и судостроительные компании будут постепенно — помимо серы, их обяжут вдвое снизить выбросы углекислого газа, однако, такие нормы планируют ввести лишь к 2050 году, так как вложения составят десятки миллиардов долларов. На что они потребуются и как вписаться в строгие ограничения?
Паруса
Да, звучит банально, но некоторые судостроители сейчас активно экспериментируют с парусами. Конечно, речь идет не о тех полотнищах на мачтах, как у кораблей до внедрения паровой тяги, а о так называемых роторных парусах (роторы Флеттнера). Представляют они собой высокие цилиндры, установленные на верхней палубе, а их работа основана на принципе Магнуса — при обтекании вращающегося тела потоком газа образуется сила, воздействующая на тело и направленная перпендикулярно движению потока.
Грубо говоря, ветер вращает цилиндры, создается разница давления и возникает тяга, помогающая экономить от 5 до 20% топлива. Технология финской компании Norsepower уже испытывается на танкере Maersk Pelican, сухогрузе M/V Estraden и пароме M/S Viking Grace, а преимуществами финны называют простоту установки и эксплуатации.
Еще одну интересную разработку продвигает японский стартап Eco Marine Power. Их «паруса» ближе к «классическим» — на палубе установлены мачты с закрепленными на них солнечными батареями. Получается двойной эффект — используется энергия ветра и энергия Солнца. Правда, пока японцы еще не могут оценить эффективность своей технологии и ищут партнера для совместных испытаний.
Пузырьки под днищем
Не забыта и гидродинамика — для снижения сопротивления планируется внедрение систем «воздушной смазки», которая генерирует множество пузырьков воздуха в носовой части судна. Образовавшаяся «прослойка» помогает кораблю легче двигаться по воде. Системы испытывались крупными промышленными гигантами (Samsung, Mitsubishi и т.д.), и корейцы из Samsung Heavy Industries уже заявили о строительстве трех судов с ней.
Ожидается, что «воздушная смазка» может сократить потребление топлива до 4-5%, но, видимо, это в идеальных условиях, так как при сильных волнах поток пузырьков наверняка будет прерываться, снижая эффективность системы.
Роботы для очистки днища
Еще одна проблема, «замедляющая» корабли, — это разнообразные микроорганизмы, водоросли, моллюски, которые загрязняют днище и ухудшают обтекаемость. Сейчас для очистки судов компании периодически используют водолазов, но все активнее внедряются специальные роботы.
А японский стартап Hullbot предлагает дрон, который самостоятельно крепится на днище, оснащен нейлоновыми щетками и пропеллером, благодаря которому двигается под водой. Правда, автономности от него ждать не стоит — он дистанционно управляется оператором.
Топливные элементы
Крупнейший судостроитель в мире, компания Hyundai Heavy Industries, разрабатывает двигатели на водородном топливе. Пока технология находится в зачаточном состоянии (для крупнотоннажных судов нужны мощные и громоздкие топливные элементы), но уже в середине этого года обещают запустить небольшой паром в Сан-Франциско. Также паромы на водороде планируются к использованию в Норвегии.
В плюсах топливных ячеек — чистота. Помимо электричества, в результате реакции выделяется тепло и вода. Правда, интересно, что будут делать с этой дистиллированной водой — неужели выливать прямо в море?
Корабли на электротяге
Во времена бурного развития электромобилей логично было бы предположить, что подобные технологии пытаются внедрить и в морской транспорт. Но главной проблемой остается масса и габариты аккумуляторов — если для электромобиля пока считается достаточным запас хода в 500 километров, то как быть с кораблями, которым надо преодолевать тысячи миль. А подзаряжаться в океане негде.
Тем не менее, власти Норвегии хотят, чтобы 2/3 паромов, перевозящих людей и автомобили вдоль побережья, были электрифицированы (впрочем, не исключено, что с помощью водородных топливных элементов). А местная компания Kongsberg Gruppen ASA вовсю занимается разработкой малотоннажных судов на электротяге. Кстати, один корабль уже запустили по реке Чжуцзян (Китай), но даже с батареей емкостью на 30 седанов Tesla он может пройти всего... 50 миль без подзарядки. Так что без технологического рывка в области аккумуляторов об их использовании в больших кораблях не может быть и речи.
Уловители вредных выбросов
Это — ближайшая перспектива. По оценкам экспертов от 10 до 15% крупных судов будут оснащены специальными фильтрами-газоочистителями, подобными тем, что используются на предприятиях — нужны они для улавливания серы и других вредных частиц.
Правда, мощностей компаний (в основном, скандинавских), производящих эти уловители, может не хватить, чтобы оснастить всех желающих уже к 2020 году. Ожидается, что к 2025-му фильтры установят примерно на 5 тысяч кораблей.
Переход на новое топливо
Еще одна возможность уменьшить количество вредных выбросов — это использование газойля вместо дизельного топлива. Газойль — это тоже продукт переработки нефти, но отличается лучшей очисткой и поэтому более экологичен. Уже сейчас газойль используют суда, которые ходят в действующих зонах с контролем выбросов (например, у берегов европейских государства), но его использование на постоянной основе потребует затраты в размере 40-60 миллиардов долларов.
Альтернатива — сжиженный природный газ (СПГ), который тоже более «чистый» при сжигании. В 2016 году японская компания Nippon Yusen KK спустила на воду первое судно-перевозчик автомобилей на СПГ, а в 2018-м российский танкер пересек на СПГ Балтийское море. Однако для перехода на СПГ от перевозчиков потребуются гигантские инвестиции, так как необходимы новые двигатели, а также соответствующая портовая инфраструктура.
