С началом XXI века человечество озаботилось изменением климата и различными «зелеными» технологиями, позволяющими уменьшить выбросы в атмосферу углекислых газов. Эта борьба стала глобальной, и затронула практически все сферы деятельности человека – от запрета использования в экономической жизни стран угля, до прекращения выпуска автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.
Коснулось это поветрие и водного транспорта, хотя его доля в выбросах СО2 относительно невелика. В этой статье мы расскажем о двух основных направлениях в судостроении и судоходстве по созданию и эксплуатации экологически чистых судов.
Наверняка у каждого читателя есть свой взгляд на те громкие программы по сохранению климата планеты, которые до недавнего времени озвучивались в Европе, США и других странах коллективного Запада. Кто-то верит в реальность угрозы, кто-то нет, есть те, которые считают важными не все аспекты, а только ряд из них. В этой статье мы расскажем о нюансах, которые связаны с торговым мореплаванием. Доля мирового судоходства в суммарном карбоновом следе почти 3%., и это притом, что на торговых судах перевозится 90% объёма всей мировой торговли. Это немного, но с «судоходными» выбросами нужно что-то делать. В 2023 году Международная морская организация – IMO – поставила цель сократить выбросы парниковых газов в судоходстве до 30% по сравнению с 2008 годом и к 2050-му свести их к нулю. Ниже мы подробно расскажем, какие меры принимаются, чтобы уменьшить эти 3%.
Если посмотреть на отраслевые сайты судостроительной отрасли, то можно отметить одну особенность. Абсолютное количество заказов на новые суда разных типов могут уменьшаться, или увеличиваться в зависимости от конъектуры рынка. Неизменным остается факт, что большая часть закладываемых и строящихся судов удовлетворяют самым строгим требованиям по выбросу СО2 в атмосферу. Порядка 30% новых судов – точная цифра, по понятным причинам, изменяется – будут использовать в качестве топлива сжиженный природный газ, (СПГ), водородные топливные элементы, метанол, или аммиак. Суда, использующие такое топливо, в основном, работают на регулярных линиях. Это танкеры и балкеры – суда для перевозки сыпучих грузов. Появились уже и первые ласточки в круизном судоходстве. Так крупнейший в мире круизный оператор «Carnival» заказал на германском заводе «Meyer Werft» строительство лайнера класса «Excel». Это будет четвертое судно такого типа, работающее на сжиженном природном газе. Круизный лайнер, стоимость которого составляет приблизительно один миллиард евро, планируется построить к 2027 году. Надо сказать, что новые российские танкеры, которые строятся, например, для компании СКФ на дальневосточной «Звезде» или в странах Юго-Восточной Азии, частично работают на СПГ.
Еще одним направлением по сокращению выбросов являются гибридные и чисто электрические суда. Примером первых может стать пассажирский лайнер компании «Hurtigruten» MS «Roald Amundsen». Об этой компании смотри статьи «Хуртенгрута. Начало» и «Хуртенгрута. Круизы в Арктику и Антарктиду». Условно можно сказать, что «Roald Amundsen» работает по принципу гибридного автомобиля. Для прибрежных районов быстрыми темпами развивается строительство электрических судов. Так, в норвежских фьордах уже эксплуатируются 32 электрических парома, продолжается строительство еще 28 подобных судов. В этом году турецкая верфь «Sanmar shipyard» поставила заказчику из Норвегии электрический буксир. Это уже следующий шаг в развитии судов на электротяге, так как буксиры должны обладать более мощными двигателями, и. соответственно, более энергоемкими аккумуляторами, чем, например, простые паромы. В современной России так же работают в этом направлении. Например, на Москве-реке эксплуатируются электрические речные трамваи. В столице начато восстановление московского судостроительного завода. Его закрыли в 2016 году – завод снесли, и на его месте построили жилой комплекс «Ривер Парк». Сегодня завод восстанавливают на другом месте в Нагатино. Продукцией нового завода станут 4 типа электрических речных судов – от небольшого речного трамвайчика до круизного теплохода для «Московской кругосветки». Но конструктора и экологи смотрят не только вперед, но и перерабатывают опыт прошлых столетий.
Начать рассказ о современных судах, использующих силу ветра нужно с 20-х годов ХХ века. Тогда впервые появились так называемые роторные суда. О принципе работы ротора Флеттнера на морских судах смотри статью «Необычные корабли. Эсминцы-банановозы и другие». Тогда всё ограничилось опытовой шхуной с ротором «Buckau» и сухогрузом «Barbara». О роторе забыли почти на 90 лет. В наши дни ротор, паруса и даже паруса-кайты весьма активно внедряются в торговое судоходство.
Начнем с простого. Последними парусниками, осуществлявшими коммерческие перевозки, были «винджаммеры» – «выжиматели ветра» – четырех – пятимачтовые барки, которые до конца 30-х годов ХХ века перевозили через океаны не срочные грузы – шерсть, селитру, уголь. После 1945 года парусные корабли использовались только как учебные, или круизные суда. В конце ХХ века – начале XXI века идею классических парусников реинкарнировали, но на новом техническом уровне. Паруса убирает и ставит автоматика, с помощью электрических, или гидравлических систем. Вместо старой доброй парусины используются высокопрочные искусственные ткани. Всё началось с того, что на нескольких круизных теплоходах компании «Windstar» установили мачты с парусами. В тот момент, ни о какой «зеленой» идеологии речь не шла. Таким способом просто привлекали туристов на круизный лайнер. Но в дальнейшем, убедившись, что система парусов XXI века вполне работоспособна и надежна, начали строить коммерческие парусные суда для перевозки товаров. Типичным представителем таких судов стала «Grain de sail II» – двухмачтовое парусное судно, предназначенное для работы на маршруте Сен-Мало – Нью-Йорк. В Америку планируется доставлять дорогое вино, обратно зерна кофе из Доминиканской республики. Корпус этого парусника длиной 52 метра и шириной 10 метров построили во Вьетнаме, а парусную оснастку последнего поколения монтировали во Франции. Площадь парусов составляет 1 500 кв.м. грузоподъемность 350 тонн. Её предшественник – «Grain de sail I» – парусник гораздо меньших размеров, на котором отрабатывалась концепция современного торгового парусника, уже работает на трансатлантической линии. Конкуренты владельцам этих судов, судоходная компания «TransOceanic Wind Transport» – TOWT, также объявила о строительстве несколько большего парусного судна длиной 79 метров и грузоподъёмностью уже 1 100 тонн. Предусмотрено размещение 12 пассажиров. Любопытно, что к настоящему времени TOWT эксплуатирует как грузовые 19 небольших парусных судов, которых она закупила в различных странах. В качестве грузоотправителей значатся крупные французские производители шоколада (компания «Cémoi»), кофе («Belco»), органических вин («EthicDrinks»), а также признанный король коньяков, шампанского и минеральных вод знаменитый концерн – «Martell Mumm Perrier-Jouët».Экипажи вновь построенных парусных судов 7-8 человек. На борту есть дизель-генератор, снабжающий электричеством все системы судна. По сравнению с современными грузовыми судами аналогичного размера, такие парусники практически ничего не выбрасывают в атмосферу.
Вторым направлением стало второе рождение ротора Флеттнера. Тут логика немного другая. «Buckau» и «Barbara» были относительно небольшими судами, и 2 и 3 ротора соответственно обеспечивали им коммерческую эксплуатацию. Современные суда имеют водоизмещение десятки и сотни тысяч тонн, и естественно, несколько роторов не смогут обеспечить им приемлемую скорость. Здесь необходимо сделать небольшое отступление. «Зеленая» повестка продавливалась на Западе очень широким фронтом. С будущим «катастрофическим потеплением» в одном ряду боролись 45-й вице-президент США Альберт Гор и малолетняя шведская активистка Грета Тунберг. Чтобы не выпасть из мейнстрима, западные судоходные компании ставят на свои суда от одного до четырех роторов, и, с чувством выполненного долга, информируют общественность, что их сухогрузы, танкеры, балкеры, паромы отвечают требованиям экологической безопасности. На самом деле, эти роторы, безусловно, экономят топливо, но сказать, что такие технические системы играют решающую роль в экономии топлива, и, соответственно, уменьшению выбросов СО2 было бы явным преувеличением.
Жесткие паруса. Еще один способ использовать энергию ветра в современном судоходстве. Сама идея воплотилась в реальные инженерные решения еще в 80-к годы ХХ века. Но тогда такие паруса ставили на свои суда энтузиасты ради небольшого сокращения расхода топлива. В наши дни идею используют, как один из вариантов «зеленого флота». Конструктивно это выглядит следующим образом. На судне устанавливаются от трех до пяти мачт с жесткими парусами, иногда с парусом-крылом. Никакого стоячего и бегущего такелажа, присущего классическим парусникам, естественно, нет. Только мачта и жесткий парус. Угол поворота паруса вычисляется компьютером. Такого рода паруса устанавливаются как на грузовых судах, так и на некоторых мега-яхтах. Так, на мега-яхте А, принадлежащей российскому предпринимателю Андрею Мельниченко, установлены три мачты. Правда, конкретно на А паруса могут автоматически сворачиваться.
Последним, и, безусловно, самым экзотическим инженерным решением, является огромный кайт. Все видели, или знают относительно новый вид спорта, когда спортсмена на водных лыжах тянет парус. А теперь представьте, что такой парус, только больших размеров, «привязан» к носовой части сухогруза. Он так же не сможет обеспечить необходимую скорость, но сэкономить немного топлива может реально. Это, пока, наименее проработанный вариант использования силы ветра. На сегодняшний день всё ограничивается опытами на нескольких небольших сухогрузных судах.
Использование топлива с низким содержанием серы, или сжиженного природного газа, безусловно, снижает вредные выбросы, а электрические суда вообще его не имеют. Насколько они уменьшаются от использования различного вида парусов и роторов, достоверно информации нет Во-первых, это очень индивидуальные цифры из-за разных погодных условий, но в любом случае экономия составляет 3-6%, а, во-вторых, пропагандисткой шум вокруг «зеленой» повестки делает очень сложным получение достоверной информации. В любом случае, до 2050 года время ещё есть.
Ежегодно в мире закладываются и строятся около 100 экологических чистых судов