Бортовое улавливание углекислого газа не сможет полностью заменить переход морского транспорта на экологически чистые виды топлива, но оно способно сократить выбросы парниковых газов почти наполовину и стать одним из промежуточных решений на пути к декарбонизации судоходства. К такому выводу пришли ученые из Исследовательского центра Юлиха в Германии и Лейденского университета в Нидерландах, которые впервые оценили работу подобных систем на двух реальных судах.
В своей работе ученые рассматривали крупный газовоз, перевозящий сжиженный природный газ, и один из крупнейших в мире плавучих кранов, выполняющий монтаж морских платформ в Северном море. Для анализа использовались реальные данные о работе двигателей за несколько лет, режимах их нагрузки, выбросах метана и результаты испытаний системы улавливания CO2. Это позволило максимально приблизить расчеты к условиям реальной эксплуатации.
Принцип работы технологии во многом напоминает системы, уже применяемые на электростанциях. Выхлопные газы пропускают через раствор, который поглощает углекислый газ. Затем CO2 отделяют, сжижают, хранят в специальных резервуарах на борту, а после прибытия судна в порт отправляют на постоянное геологическое хранение.
Если учитывать только выбросы из судовой трубы, технология выглядит весьма эффективной. Она позволяет задерживать 72-82% образующегося углекислого газа. Однако сама установка требует дополнительной энергии. Для ее работы необходимо нагревать растворитель, сжимать CO2, перекачивать жидкости и хранить уловленный газ до выгрузки в порту. Поэтому расход топлива возрастает. Его величина сильно зависит от конструкции судна. Для газовоза дополнительное потребление топлива достигает около 15%, тогда как для плавучего крана оно составляет всего 5-6%, поскольку есть возможность использовать тепло выхлопных газов вместо дополнительного котла.
Одним из наиболее важных выводов исследования стала роль утечек метана. Оказалось, что именно они во многих случаях становятся главным фактором, ограничивающим эффективность технологии. Особенно это касается судов, работающих на СПГ. Если часть метана не сгорает в двигателях и попадает в атмосферу, климатический эффект от улавливания CO2 заметно снижается.
Ученые также оценили, не создает ли новая технология дополнительных экологических проблем. Из-за более высокого расхода топлива немного увеличиваются выбросы оксидов азота, аммиака и некоторых других загрязняющих веществ. Однако изменения не настолько значительны, чтобы поставить под сомнение целесообразность применения бортового улавливания CO2.
В целом исследование показало, что эффективность технологии определяется особенностями каждого конкретного судна, типом двигателей, режимом их работы, возможностью использовать тепло выхлопных газов и даже маршрутом плавания. Устанавливать такие системы без предварительных расчетов нельзя. Кроме того, для их массового внедрения потребуется целая инфраструктура для приема, транспортировки и геологического хранения уловленного CO2 в портах.
Именно поэтому ученые рассматривают бортовое улавливание не как замену экологически чистым видам топлива, а как промежуточную технологию, которая поможет сократить выбросы, пока производство альтернативных видов топлива и необходимая инфраструктура еще только развиваются.
