CC BY
4
Научные труды Дальрыбвтуза. 2024. Т. 69, № 3. С. 223-228.
Scientific Journal of the Far Eastern State Technical Fisheries University. 2024. Vol. 69, no 3. P. 223-228.
СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ И ИХ ЭЛЕМЕНТЫ (ГЛАВНЫЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ)
Научная статья
УДК 504.052:504.3.054:639.22/23:639.2.052.33 DOI: doi.org/10.48612/dalrybvtuz/2024-69-22 EDN: ZIWYFX
Анализ влияния вида топлива на экологические характеристики судовых дизелей рыбопромыслового флота на примере промысла минтая в Охотском море
Артур Айварович Майсс1, Борис Иванович Руднев2
1 2 Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет, Владивосток, Россия
1 [email protected], ORCID: 0009-0004-5432-397X
Аннотация. Приводится информация об объемах выбросов парниковых газов вовремя Охотоморской минтаевой экспедиции на примере типовых проектов судов, мощности судовых энергетических установок и видов топлива. Показаны результаты сравнительного анализа объемов выбросов при применении трех видов топлива: флотский мазут, дизельное топливо, сжиженный природный газ. Установлено, что максимальные выбросы парниковых газов в эквиваленте СО2 происходят при применении флотского мазута, а минимальные - при применении сжиженного природного газа. Полученные результаты показывают необходимость разработки государственной стратегии по декарбонизации российского рыболовства.
Ключевые слова: выбросы парниковых газов, судовые дизеля, СО2, промысел минтая Для цитирования: Майсс А. А., Руднев Б. И. Анализ влияния вида топлива на экологические характеристики судовых дизелей рыбопромыслового флота на примере промысла минтая в Охотском море // Научные труды Дальрыбвтуза. 2024. Т. 69, № 3. С. 223-228.
Original article
SHIP'S POWER PLANTS AND THEIR ELEMENTS (MAIN AND AUXILIARY)
Analysis of the influence of fuel type on environmental performance of marine diesel engines
of the Russian fishing fleet
Artur A. Maiss1, Boris I. Rudnev2
1 2 Far Eastern State Technical Fisheries University, Vladivostok, Russia 1 [email protected], ORCID: 0009-0004-5432-397X
Abstract. The article provides information on the volumes of greenhouse gas emissions during the Okhotsk pollock expedition, using the example of typical vessel designs, the capacity of marine
© Майсс А. А., Руднев Б. И., 2024
power plants and types of fuel. The results of a comparative analysis of the volumes of emissions when using three types of fuel are shown: HFO, MGO, LNG. It was found that the maximum greenhouse gas emissions in CO2 equivalent occur when using bunker fuel oil, and the minimum when using liquefied natural gas. The results show the need to develop a strategy for the decarbonization of Russian fisheries.
Keywords: greenhouse gas emissions, marine diesel engines, CO2, pollock fishing
For citation: Maiss A. A., Rudnev B. I. Analysis of the influence of fuel type on environmental performance of marine diesel engines of the Russian fishing fleet. Scientific Journal of the Far Eastern State Technical Fisheries University. 2024; 69(3): 223-228. (in Russ.).
Введение
Российская Федерация последовательно разрабатывает и реализует государственную политику в области изменения климата с момента ратификации Рамочной конвенции ООН об изменении климата (Федеральный закон от 04.11.1994 № 34-Ф3), является Стороной Парижского соглашения по климату (Рамочная конвенция от 12.12.2015 г) и членом Международной морской организации (IMO), которая планировала с 2020 г. принять глобальный стандарт содержания серы в бункерном топливе не более 0,5 %, однако Россия и ряд других стран отложили принятие данной нормы до 2024 г. Базу нормативно-правового климатического регулирования в РФ составляет Федеральный закон «Об ограничении выбросов парниковых газов» от 2021 г. С 1 января 2025 г. планируется вступление в силу Проект постановления Правительства РФ «О критериях отнесения юридических лиц и индивидуальных предпринимателей», который поставит под контроль выбросы около 22 тыс. компаний, в том числе ведущих деятельность в сфере рыболовства.
Основными источниками выбросов парниковых газов в рыбной промышленности являются рыболовные суда, оснащенные судовыми энергетическими установками (СЭУ) с использованием судовых дизельных двигателей, которые в процессе преобразования химической энергии топлива в механическую работу цилиндра дизеля, из-за неполного сгорания топлива, выделяют в составе выпускных газов: газообразные (окислы азота, окись и двуокись углерода, сернистый и серный ангидриды) и твердые (агломераты неполного сгорания топлив, нагары и др.) химические вещества [1]
Снижению уровня выбросов СО2 в рыбной промышленности посвящено много исследований [2-8]. На основе обзора современных публикаций можно выделить шесть групп мер с высоким потенциалом снижения эмиссии парниковых газов: 1. Улучшение гидродинамических характеристик и минимизации сопротивления корпуса судна; 2. Повышение эффективности СЭУ за счет рекуперации отработанного тепла, снижения потребности в энергии на борту и применения гибридных силовых установок; 3. Экономия расхода топлива за счет оптимизации типа и габаритов орудия лова; 4. Выбор оптимального режима работы дизеля и скорости хода судна; 5. Переход на топливо с более низким уровнем токсичности; 6. Оснащение выхлопных трубопроводов устройствами улавливания вредных веществ (скруберы).
По нашему мнению, самым эффективным и оперативным решением сократить к 1 январю 2025 г. выбросы парниковых газов от работы СЭУ на отечественном рыболовном флоте является переход от использования тяжелого мазутного топлива (HFO), такого как М-100, М-180 и IFO 380 HS с содержанием серы до 3,5 %, на более чистые виды топлива, такие как: мазут со сверхнизким содержанием серы (ULSFO) не более 0,10 %; малосернистое мазутное топливо VLSFO не более 0,50 %; морской газойль (MGO) не более 0,1 % серы; судовое
дизельное топливо (смесь HFO и MGO); сжиженный природный газ (LNG). Таким образом, топливо является важным источником выбросов, и выбор судового топлива является одной из обсуждаемых стратегий достижения поставленных целей по декарбонизации судоходства в целом и рыболовства в частности.
Материалы и методы
Анализ параметров крупнейшего российского промысла [9] показал, что в структуре рыбопромыслового флота, ведущего промысел минтая в северо-восточной части Охотского моря, можно выделить три типа судов по их количеству и мощности СЭУ, которая суммируется из мощности главного двигателя (ГД) и вспомогательных дизель-генераторов (ВДГ) (табл. 1).
Таблица 1
Структура флота на промысле минтая в северо-восточной части Охотского моря в период с 2017 по 2023 гг. [9]
Table 1
The structure of the fleet in the pollock fishery in the northeastern part of the Sea of Okhotsk
in the period from 2017 to 2023 [9]
Группа Кол-во Типовой проект Тип ГД Мощность СЭУ (ГД+ВДГ), л. с./кВт
1 71 БАТМ типа «Пулковский Меридиан» проект 1288 6ЧН 40/46 7000+3200+ 600 = 10 800/7 943,4
2 28 СРТМ типа «Невельск» проекты R-9104 и R-8830 Wartsila-Vasa 6R 32E 3340+2180= = 5 520/4 059,96
3 23 СТР типа «Альпинист» проект 503 SKL 8NVD 48A-2U 1320+540+ +450=2310/1699,01
Расчет массы сжигаемого топлива в период промысла минтая был произведен исходя из того, что одна судовая единица находится на промысле весь разрешенный Правилами рыболовства период (110 сут). Расход топлива рассчитывался из проектных данных по автономности плавания и объему топливных цистерн (табл. 2).
Таблица 2
Совокупная масса использованного топлива за время промысла минтая [9]
Table 2
Total mass of fuel used during pollock fishing [9]
Группа судов Средний расход топлива в сутки, т Количество судов на промысле, ед. Количество су-досуток на промысле Масса использованного топлива, т
1 18 71 7810 140580
2 12 28 3080 36960
3 7 23 2530 17710
Итого 122 13420 195250
Основными международными методиками расчета выбросов парниковых газов компаний являются стандарты ISO 14064 и Руководство для оценки выбросов компаний от GHG Protocol. В Российской Федерации были разработаны собственные стандарты и руководства, которые введены в действие Приказами природных ресурсов и экологии РФ № 330. С 1 марта 2023 г. в силу вступил приказ Министерства природных ресурсов и экологии РФ от 27 мая 2022 года № 371 «Об утверждении методик количественного определения объемов выбросов парниковых газов и поглощений парниковых газов».
Результаты и обсуждение
Расчет годовых выбросов парниковых газов эмиссии С02-эквивалента (СО2е) произведен по методике, указанной в Федеральном законе N 296-ФЗ «Об ограничении выбросов парниковых газов» от 2 июля 2021 г., с применением калькулятора (https://hpb-s.com/calculators/index.html ), рисунок.
700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 о
■ Мазут флотский, тонн ■ Дизельное топливо, тонн ИСП^тыс. мЗ
Сравнительный анализ объемов выбросов парниковых газов в эквиваленте СО2 на промысле минтая при применении трех видов топлива: флотский мазут, дизельное топливо, сжиженный природный газ. Составлено авторами Comparative analysis of greenhouse gas emissions in CO2 equivalent in the pollock fishery using three types of fuel: marine fuel oil, diesel fuel, liquefied natural gas. Compiled by the authors
Под регулируемые законом организации подпадают юридические лица и индивидуальные предприниматели, чья деловая активность сопровождается выбросами парниковых газов в объемах более 50 тыс. т. Таким образом, большинство компаний, ведущих промысел минтая и работающих на мазуте и дизельном топливе, с 1 января 2025 г. должны сдавать ежегодную отчетность по форме 2-ТП (воздух), непредоставление которой влечет за собой дополнительные расходы в виде ограничений и штрафов.
6ЧН40/46 Wartsila-Vasa 6R SKL SIMVD 48A-2U Итого, тонн СО2 32Е
Заключение
Проведенный анализ выбросов парниковых газов в эквиваленте СО2, образующихся на промысле минтая во время Охотоморской экспедиции в сезон А, показал, что при применении тяжелого флотского мазута и судового дизельного топлива разница в массе выбросов не значительна. Применение в качестве топлива сжиженного природного газа сокращает выбросы на 1000 т по сравнению с мазутом и дизелем, однако его применение требует значительной модернизации топливных систем существующих СЭУ и требует решения вопроса бункеровки рыболовных судов на промысле. Полученные результаты показывают необходимость разработки государственной стратегии по декарбонизации российского рыболовства.
Список источников
1. Пахомов Ю. А., Коробков Ю. П., Дмитриевский Е. В., Васильев Г. Л. Топливо и топливные системы судовых дизелей. 2-е изд. ; под ред. канд. техн. наук Ю. А. Пахомова. М. : ТрансЛит, 2007. 496 с.
2. Ziegler F., Ritzau Eigaard O., Parker R.W. R., Tyedmers P. H., Hognes E. S., Jafarzadeh S. Adding perspectives to: «Global trends in carbon dioxide (CO2) emissions from fuel combustion in marine fisheries from 1950-2016», Marine Policy, Vol. 107, 2019, 103488, ISSN 0308-597X, https://doi.org/10.1016/j.marpol.2019.03.001. (https://www.sciencedirect.com/science/arti-cle/pii/S0308597X18309643.
3. Thrane M. Energy consumption in the Danish fishery: identification of key factors J. Ind. Ecol. 8 (2004). P. 223-239)
4. Winther, U., Ziegler, F., Skontorp Hognes, E., Emanuelsson, A., Sund, V., Ellingsen, H., 2009. Carbon footprint and energy use of Norwegian seafood products. SINTEF Report Nr. SHF80 A096068. 91 p.
5. Parker, R. W. R. et al. Fuel use and greenhouse gas emissions of world fisheries. Nature Climate Change 8, 333-337, https://doi.org/10.1038/s41558-018-0117-x (2018).
6. Suuronen P., Chopin F., Glass C., L0kkeborg S., Matsushita Y., Queirolo D., Rihan D. Low impact and fuel efficient fishing-Looking beyond the horizon, Fisheries Research, Vol. 119-120. 2012. P. 135-146. ISSN 0165-7836, https://doi.org/10.1016/j.fishres.2011.12.009. (https://www.sci-encedirect.com/science/article/pii/S0165783611003870).
7. Parker, R.W.R., Blanchard, J.L., Gardner, C. et al. Fuel use and greenhouse gas emissions of world fisheries. Nature Clim Change 8, 333-337 (2018).
8. Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 1436 (2014). Cor-bett, J. J. & Winebrake, J. J. Emissions Tradeoffs among Alternative Marine Fuels: Total Fuel Cycle Analysis of Residual Oil, Marine Gas Oil, and Marine Diesel Oil. J. Air Waste Manage. Assoc. 58, 538-542.
9. Майсс, А. А. Динамика структуры рыболовного флота, занятого на промысле минтая в Охотском море в период с 2010 по 2023 гг. / А. А. Майсс, К. М. Малых, А. А. Апахов //
Актуальные проблемы освоения биологических ресурсов Мирового океана : материалы VIII Междунар. науч.-техн. конф., Владивосток, 23-24 мая 2024 года. Владивосток : Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет, 2024. С. 179-184. EDN WWMUVJ.
10. IT-платформа для расчета выбросов парниковых газов. Режим доступа: https://hpb-s.com/services/perix-carbon-footprint/ (дата обращения : 25.09.2024).
Сведения об авторах
А. А. Майсс - старший преподаватель кафедры «Промышленное рыболовство».
Б. И. Руднев - доктор технических наук, профессор кафедры «Холодильная техника, кондиционирование и теплотехника».
Information about the authors
A. A. Maiss - Senior Lecturer of the Department of Industrial Fisheries.
B. I. Rudnev - Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Refrigeration, Air Conditioning and Heat Engineering.
Статья поступила в редакцию 27.09.2024; одобрена после рецензирования 04.10.2024; принята к публикации 04.10.2024.
The article was submitted 27.09.2024; approved after reviewing 04.10.2024; accepted for publication 04.10.2024.
