На каком топливе ходят морские суда

Обновлено: 30.04.2024

Критиков и любителей похейтить в комментариях предупреждаю сразу, выражаться буду простым языком, чтобы понятно было всем, а не только морякам. А вообще я люблю хейтеров, они хорошенько повышают активность😁

Ну что, вы ответили на мой вопрос в начале статьи? Каким бензином заправляют суда-корабли? Или вовсе не бензином?

Если не лезть в сложную терминологию и инженерные дебри, то виды топлива для судов торгового флота можно классифицировать так:

Давайте теперь по каждому пункту пробежимся в двух словах)

Тяжёлое

Тяжелым топливом называют тёмные нефтепродукты, в основном мазуты, а так же близкие к ним по вязкости виды горючего, но с меньшим содержанием серы.

Лёгкое

Легким топливом называют светлые нефтепродукты или дистилляты. К ним относятся разные виды дизельного топлива, судовое маловязкое топливо, газомоторное топливо (MGO).

Сжиженный природный газ. Да, уже и огромные суда заправляют метаном, а ведь еще в начале прошлого века суда заправляли углем! Но, насколько я знаю, в данный момент полностью эксплуатируются на СПГ не более 500 судов в мире. Многие считают, что СПГ - это будущее мирового флота. но явно, что не самое близкое.

Кто заправляет морские суда и корабли? Специальные суда и баржи - б ункеровщики. Вот, как раз видео о том, как к танкеру швартуется бункеровочная баржа! Смотреть всем!! 👇

А теперь самое интересное🔥

Сколько топлива влезает в "бак", какой расход и цена топлива? И откуда и куда можно дойти с полным "баком"? Расскажу на реальном и конкретном примере.

Кстати, а почему слово "бак" в моей статье взято в кавычки? Все просто, в авто - бак, а на судне - бункерная цистерна.

Итак. Возьмем судно, на котором я работал. Танкер, дедвейт 50 000 тонн, длина 185 метров.

  • Бункерные цистерны максимум вмещают 1700 тонн бункера (топлива). Для расчетов я возьму 1600 тонн бункера, прям полный "бак" не заливают, расплескается😁
  • Расход - 40 тонн в сутки (расход усредненный на полном ходу. Зависит от многих факторов: в грузу или в балласте судно, погодные условия, как сильно давишь на газ, какие процессы происходят на судне и др.)
  • Цена - 500$ за 1 тонну (цена указана за топливо с очень низким содержанием серы VLSFO, есть подешевле IFO 380 - 400$, а есть и подороже - MGO 550$. Выбор топлива зависит от того, какое содержание серы требует твой район плавания).

Полный бак - 1600 тонн топлива, расход 40 тонн в сутки, судно сможет беспрерывно идти 40 суток. При средней скорости 12,5 узлов (300 миль в сутки), за 40 суток судно пройдет - 12 000 морских миль - это как из Новороссийска в Сингапур и обратно. А давайте лучше в километрах = 22 000 км. Из Калининграда во Владивосток на машине, потом обратно и еще треть Европы объехать хватит 😲

Как заправляют корабли, чтобы переплыть океан? Баки (а если говорить правильно, бункеры) огромного сухогруза надо заполнить топливом, объем которого сопоставим с целым железнодорожным составом. При этом судовое топливо должно быть одновременно качественным и безопасным для окружающей среды, ведь часто путь корабля проходит через специальные зоны экологического контроля. Но так было не всегда. О том, из чего состоит «морской дизель», как заправляют – или по-морскому – бункеруют гигантские ледоколы и лайнеры сегодня и как это будут делать завтра, – в нашем спецпроекте.


Как заправляли корабли в донефтяную эпоху? В качестве топлива на судах, ходивших под паром, в основном использовался уголь. Его грузили в специальные отсеки – угольные ямы, или, иначе, бункеры (от англ. coal bunker), отсюда и появился термин «бункеровка».

Загрузка угля была операцией не сложной, но требовавшей много времени и рабочей силы: его переносили на борт вручную, в мешках. Перегрузка велась открытым способом, из-за чего в портах все было покрыто угольной пылью. Да и сжигание угля в судовых топках полезным для экологии назвать было сложно: в атмосферу попадали сажа, угарный газ, соединения серы и многое другое.



Следующим этапом развития судоходства стал переход от парового двигателя к двигателю внутреннего сгорания. Как следствие, уголь был заменен на жидкое топливо, произведенное из нефти. Его было удобнее транспортировать и хранить, оно выделяло больше энергии при сгорании, что позволяло увеличить скорость судов.

К тому же им можно было заправляться прямо в море без захода в порт, что увеличивало дальность плавания. Новое топливо было не только эффективнее, но и экологичнее угля: количество копоти и гари в выбросах резко уменьшилось. За счет этого порты избавились от сажи, а военные корабли – от дымных хвостов, по которым их издалека замечал противник.

Чем заправляют корабли сейчас? Для этого применяют легкие светлые (дизельные топлива) и тяжелые темные (мазуты) судовые топлива. Первые – экологичнее, а двигатели, работающие на них, – эффективнее. Но дизель значительно дороже мазута, поэтому в танки больших коммерческих судов до недавнего времени, как правило, заливался мазут, а военные корабли, для которых главное – скорость и маневренность, работали на дизеле. До недавнего времени, потому что сегодня далеко не везде можно использовать в качестве судового топлива неэкологичные темные нефтепродукты.

Еще в 70-x годах прошлого века была принята Конвенция по предотвращению загрязнения с судов (MARPOL) . Первое ее приложение запрещало сброс с судов нефтепродуктов во многих районах Мирового океана: в частности, в Черном, Средиземном, Балтийском, Северном и Красном морях, Персидском заливе, Антарктике.

Сегодня в зонах особого контроля (акватории Северного и Балтийского морей, пролив Ла-Манш, Карибское море и 200-мильные зоны США и Канады) под санкции попадает и сжигание в двигателях судов неэкологичного топлива, в первую очередь содержащего много серы. За нарушение – огромные штрафы и даже уголовная ответственность.

Судовое маловязкое топливо (СМТ, ТСМ) – это светлый нефтепродукт, получаемый из дизельных фракций нефти с добавлением газойля (продукта вторичной перегонки). Используется как аналог «сухопутного дизеля», еще называется флотским соляром.

Фракционный (химический) состав, отличия от дизельного топлива

Как и другие нефтепродукты, СМТ получают путем перегонки определенных фракций нефти при разной температуре:

  • 210 °C – 14%;
  • 250 °C – 40%;
  • 350 °C – 94%.

Технические характеристики СМТ:

  • Вязкость при температуре 20 °C – 3-6 сСт (мм 2 /с).
  • Температура вспышки – 60 °C.
  • Количество серы – от 0,5 до 1,5%.
  • Цетановое число – от 40 до 45.
  • Плотность – в среднем 890 кг/м 3 .
  • Зольность – не более 0,01%.
  • Температура застывания – не более -10 °C.

В составе СМТ в большом количестве могут присутствовать парафины, асфальтены и смолы – примеси, ухудшающие низкотемпературные свойства (температуру фильтруемости и застывания). Чтобы минимизировать их влияние на использование СМТ, в топливо добавляют депрессорные присадки, которые снижают температуру застывания и улучшают текучесть, что упрощает хранение, транспортировку и использование нефтепродукта.

В сравнении с дизельным судовое топливо имеет более низкое цетановое число и повышенную концентрацию серы. Как это сказывается на работе двигателя:

  • Более низкое цетановое число. Этот показатель отражает степень воспламеняемости топлива – период задержки от его впрыска в цилиндр до начала горения. Разница в цетановых чисел судового и дизельного топлива незначительна, поэтому изменения в работе двигателя мало заметны.
  • Повышенное содержание серы – около 1,5% на 1 кг готового продукта. Этот факт более важен, поскольку чем больше серы, тем ниже экологичность выхлопа. С другой стороны, серы обеспечивает топливу хорошие смазывающие свойств. Поскольку в дизеле ее не так много, при его использовании необходимо применять современные смазывающие присадки. В случае с судовым топливом необходимость использования смазывающих и других составов полностью отпадает.

В зависимости от содержания серы СМТ делится на 3 класса: первый – менее 0,5% серы, второй – 0,5-1%, третий – 1,0-1,5%. Как и дизельное топливо, СМТ в соответствии с ГОСТ 305-82 делится на виды по сезонности:

Способы получения

СМТ производится аналогично автомобильному и тракторному дизелю путем соединения остаточных и среднедистиллятных фракций (это отличает его от моторного и судового высоковязкого топлива):

  • дистиллятов – негидроочищенных прямогонных атмосферных и вакуумных;
  • газойлей – легких и тяжелых, каталитического и термического крекинга и коксования.

Таким образом, в процессе изготовления смешивают дизельные фракции с газойлями вторичного происхождения. За счет добавления последних СМТ по свойствам получается очень близким к привычному и широкому применяемому дизельному топливу. Хотя процесс производства СМТ более простой, в том числе ввиду менее строгих требований. Этим объясняется более низкая стоимость флотского соляра, которой обусловлено его широкое распространение.

Способы (область) применения

Судовое топливо используют для заправки судовых высоко- и среднеоборотистых двигателей газотурбинных установок. Процесс, когда заливают топливо, называют бункеровкой, которая может осуществляться как у причала, так и на ходу или в дрейфе на воде. К безопасности при бункеровке предъявляют особенно строгие требования, поскольку это помогает минимизировать загрязнение вод нефтепродуктами.

Повышенное содержание серы не имеет серьезного значения для судов. Они являются самыми «прожорливыми», но в то же время неприхотливыми потребителями топлива. Поэтому для их заправки применяют и дизель, и СМТ, и мазут, и смеси различных углеводородов. Если СМТ – это легкое судовое горючее, то мазут – тяжелое, поскольку образовано остаточными фракциями нефти, содержащими больше всего примесей.

СМТ в сравнении с мазутом является более экологичным топливом. Его обязательно используют в зонах, где действуют жесткие ограничения по содержанию серы в судовом топливе. К таким относятся Северное и Балтийское моря, Тихоокеанское и Атлантическое побережье США и Канады. В этих зонах недопустимо использовать мазут, можно только СМТ. Но при выходе в открытый океан судна все же переходят на мазут как на более дешевое топливо.

Специалисты не рекомендуют применять СМТ для автомобилей с дизельным двигателем. Но, если транспортное средство не требует малосернистого топлива, такая замена допускается, поскольку топливо легко «переваривается» без какой-либо разницы с обычным дизелем.

Особенности транспортировки и хранения

СМТ транспортируется в соответствии с правилами перевозки опасных грузов. Для этого может использоваться железнодорожный или автомобильный транспорт. Последний наиболее выгоден с экономической точки зрения и скорости доставки, особенно при перевозке партий среднего объема. Хранение осуществляется в вертикальных или горизонтальных резервуарах.

Регламентирующие документы (ГОСТы, ТУ)

Технические условия производства судовых топлив приводятся в ГОСТ 32510-2013. Дополнительно можно использовать ТУ 38.101567-2014.

Морской транспорт до 2020 года считался одним из наиболее сильных источников загрязнения окружающей среды. Крекинг-мазут — самое популярное топливо для судов — содержит в составе в среднем 3,5% сернистых соединений. Для сравнения, содержание сернистых примесей в бензине и дизеле единственного допустимого в России класса экологичности Евро-5 не может превышать 0,001% от общей массы продукта. Но IMO Sulfur 2020 — принятое Международной морской организацией постановление, которым регламентируется содержание сернистых компонентов в топливе для речного и морского транспорта — не более 0,5%, что в корне меняет ситуацию на рынке нефтепродуктов для судоходной отрасли.

Чем заправляют речной и морской транспорт

По весьма приблизительным подсчетам каждый год судоходная отрасль расходует около 400 миллионов тонн нефтепродуктов, а это 10% от затрат всего транспортного сектора на планете. Но хотя тяжёлый флотский мазут (HFO), полученный в результате перегонки нефтяного сырья, считается основным видом судового топлива, у него существуют аналоги — сжиженный газ, газойль (MGO).

Судовое маловязкое топливо — аналог «сухопутного дизеля» для заправки газотурбинных и дизельных двигательных установок морского и речного транспорта. Изготавливается аналогично автомобильному и тракторному дизелю — путём смешения дизельных фракций с газойлями. При этом готовые СМТ характеризуется сравнительно высоким содержанием сернистых компонентов — до 1,5% на килограмм готового продукта, а также пониженным цетановым числом.

Флотский мазут (HFO) получают из смешанных в определенных ТУ и ГОСТами пропорциях остаточных нефтепродуктов с дизельными фракциями. Такие мазуты сжигают в судовых котельных, используют для затопки дизельных и газотурбинных установок.

В рамках действующих ГОСТов выпускают две марки флотского мазута для ВМФ: Ф5 и Ф12, где числа — показатели вязкости топлива. Для коммерческого использования судовые топлива выпускают по более лояльным ТУ 0252-014-00044434-2001:

ИФО-30 (аналог ISO-F-RMC 10) включает 30-40 % средне-дистиллятных продуктов, ИФО-180 (аналог ISO-F-RMC 25) — 8–15 %, ИФО-380 (аналог ISO-F-RMC 35) — менее 5 %.

Россия — одна из стран, ратифицировавших IMO Sulfur 2020, поэтому с 1 января 2020 года в стране установлено ограничение на содержание сернистых компонентов в топливе для судов — не более 0,5%.

Сжиженный газ — аналог флотского мазута, с экономической и экологической точек зрения. Сжигание газа производит до 90% меньше вредных выбросов в окружающую среду. Но главное препятствие на пути к глобальному переводу российского судоходства на СПГ — далеко не весь морской и речной транспорт может быть переоборудован для использования сжиженного газа в качестве основного топлива.

Судовой газойль (MGO) или лёгкое топлива — еще одна альтернатива, более доступная для перевозки судов с мазута, но стоящая примерно в полтора раза дороже. Ключевой козырь газойля — пониженное содержание сернистых компонентов — менее 0.1% на килограмм готового топлива. Именно MGO — основной вид топлива, которым заправляют седа для прохода через зоны ECA — зоны, где действуют собственные правила и ограничения на выбросы отходов от сгорания судового топлива.

Состав и присадки в топливе для судоходной отрасли

Легкое и тяжелое (мазуты) разновидности судового топлива считаются основными видами продуктов нефтегазовой отрасли, применимых для заправки речного и морского транспорта. Общие характеристики наглядно видны на рисунке.

Сравнение составов легкого судового топлива и флотского мазута

Ключевым фактором, оказывающим влияние на характеристики топлива, является качество нефтяного сырья для его производства. Для стандартизации свойств и сокращения расходов на производство, производители добавляют в готовое топливо разного рода химические реагенты и синтетические присадки. Такие «благородные примеси» понижают вязкость, температуру застывания, текучесть СМТ и мазутов.

Чаще других в составе топлива для судов встречаются следующие добавки: Депрессорные присадки, отвечающие за повышение температуры застывания, тем самым улучшает общую прокачиваемость топлива в условиях низких рабочих температур; Депрессорно-диспергирующие — нужны для снижения температур текучести и застывания маловязких судовых топлив всех видов; Деэмульгаторы — усиливают плотность нефтепродукта, тем самым улучшая процесс расслоение нефтепродукта с водой; Поглотители сероводорода — необходимое дополнение для богатых сероводородными компонентами тяжелых мазутов; Активатор горения — поднимает эффективность и КПД судового топлива.

Какое из видов топлива в итоге станет основным после внедрения обновленных экологических стандартов пока судить рано. Но понятно, что тяжелый мазут, даже при комплектации судов специальными установками для очистки выхлопов, рискует постепенно уйти прошлое, вслед за давно забытым «теплоходным углем». Нефтеперерабатывающие компании финансируют десятки исследований по поиску наименее безопасного для экологии, но доступного по цене и эффективного топлива для речного и морского транспорта. Вполне возможно, что совсем скоро появятся принципиально новые виды судового топлива, которые сделают транспортировку грузов дешевле и без вреда для окружающей среды.

Ежегодно судоходная отрасль потребляет около 400 миллионов тонн нефтепродуктов. Для плавучих транспортных средств в основном используют 2 типа топлива: дистиллятное вязкостью 2,5—14,0 мм2/с и остаточное вязкостью 40—800 мм2/с. Соответственно различают легкие и тяжелые виды горючего.

Судовое маловязкое топливо

Судовое маловязкое топливо – светлый нефтепродукт, некоторый аналог «сухопутного дизеля», также называемый «флотским соляром». Изготавливается путём смешения дизельных фракций с газойлями. Используется для заправки газотурбинных и дизельных средне- и высокооборотистых двигательных установок морского и речного транспорта. По ряду характеристик СМТ отличается от автомобильного дизеля, поэтому не рекомендуется его использовать для заправки автомобиля.

Дистиллятное топливо обладает хорошей воспламеняемостью, высокой скоростью сгорания, низкой нагарообразующей способностью.

В зависимости от температурных условий работы дизеля топливо делят на:

  • Летнее (Л) – для эксплуатации при температуре окружающего воздуха 0°С и выше.
  • Зимнее (З) – для эксплуатации при температуре окружающего воздуха минус 20°С и выше (температура застывания топлива не выше минус 35°С) и минус 30°С и выше (температура застывания топлива не выше минус 45°С).
  • Арктическое (А) – для эксплуатации при температуре окружающего воздуха минус 50°С и выше.

Классификация судовых дизелей по качеству основана на различии их физико-химических и эксплуатационных характеристик. Ключевые параметры судового топлива: цетановый индекс, кинематическая вязкость, содержание примесей.

Международная классификация: MDO, DMX/A/Z/B (DM - обозначение дистиллятов, последняя буква, а также цифровое значение - вязкость топлива при 50ºС).

Российская классификация: СМТ, вид I/II/III.

Флотский мазут

Флотский мазут получают смешивая полученные после извлечения из нефти светлых фракций остаточные нефтепродукты с дизельными фракциями. Такие мазуты используют в судовых котельных, для питания силовых установок на судах.

Тяжелые средне- и высоковязкие топлива по качеству хуже дистиллятных, но их использование экономически выгодно ввиду более низкой стоимости.

Важнейшая характеристика флотского мазута – вязкость. С ней связаны также плотность, коксуемость, зольность и другие показатели.

Международная классификация: IFO, RMA/B/D/E/G/K (RM - обозначение остаточных топлив, третья буква, а также цифровое значение - вязкость топлива при 50ºС).

Российская классификация: флотский мазут Ф-5, Ф-12; топочный мазут М-100, М-40.

Сжиженный газ

Сжиженный газ — более выгодный с экономической и экологической точек зрения аналог флотского мазута. Сжигание газа производит до 90% меньше вредных выбросов. Но далеко не весь морской и речной транспорт можно переоборудовать для использования сжиженного газа в качестве основного топлива.

Судовой газойль

Судовой газойль — лёгкое топливо. Доступная, но дорогая альтернатива для перевода судов с мазута. Ключевое преимущество газойля — пониженное содержание сернистых компонентов. Это основной вид топлива, которым заправляют суда для прохода через зоны контроля выбросов — зоны, где действуют особые правила и ограничения на выбросы отходов от сгорания судового топлива (например, Балтийское и Северное моря).

Топливные добавки

Ключевым фактором, влияющим на характеристики топлива, является качество нефтяного сырья, из которого его производят. Для сокращения производственных расходов и стандартизации свойств производители добавляют в топливо различные химические реагенты и синтетические присадки, влияющие на его параметры. Чаще других в составе топлива для судов встречаются следующие добавки:

  • Депрессорные присадки
    Отвечают за повышение температуры застывания, улучшая прокачиваемость топлива при низких температурах.
  • Депрессорно-диспергирующие присадки
    Служат для снижения температур текучести и застывания маловязких судовых топлив.
  • Деэмульгаторы
    Усиливают плотность нефтепродукта, улучшая процесс расслоения нефтепродукта с водой.
  • Поглотители сероводорода
    Необходимы для богатых сероводородными компонентами тяжелых мазутов.
  • Активаторы горения
    Поднимают эффективность и КПД судового топлива.

Характеристики судового топлива

Совокупность параметров определяет качество горючего и эффективность его использования. Основными характеристиками судового топлива являются:

  • Вязкость топлива
    Характеризует внутреннее трение, влияет на сгорание топлива и бесперебойную работу топливной системы. При подогреве вязкость топлива снижается.
  • Содержание серы
    Влияет на смазывающие свойства топлива. Превышение количества серы в топливе вызывает коррозию деталей топливной системы, повышает токсичность отработавших газов.
  • Плотность
    Плотность характеризует фракционный состав, испаряемость и химические свойства топлива.
  • Коксуемость
    Показатель коксуемости - твердый остаток от сжигания топлива, величина которого говорит о проценте неполного сгорания топлива.
  • Зольность
    Содержание золы обусловлено наличием несгораемых примесей. Часто это естественные элементы добытой нефти, но еще чаще они появляются в процессе перегонки, при длительном хранении и перевозке топлива.

Полный перечень подлежащих контролю величин прописан в российских и международных стандартизирующих документах.

Экологические требования к судовому топливу

Согласно требованиям Международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов (​MARPOL), максимальное содержание серы в судовом топливе для судов, осуществляющих судоходство под эгидой Международной морской организации ООН (IMО), не должно превышать 0.5%.
Для соответствия этим требованиям, которые были ужесточены с 1 января 2020 г., многие судовладельцы перевели свои суда на новые типы топлива или установили системы фильтрации сернистых соединений в выхлопном газе (скрубберы).

Автор статьи

Куприянов Денис Юрьевич

Куприянов Денис Юрьевич

Юрист частного права

Страница автора

Читайте также: