Экологические аспекты использования и производства альтернативных топлив для судовых энергетических установок

Поиск альтернатив углеводородным топливам нефтяного происхождения для судовых энергетических установок обусловлен главным образом экологическими факторами. В статье сформулированы требования, которым должны удовлетворять альтернативные топлива, определены наиболее перспективные из них: водород, аммиак, метанол. Проанализирован имеющийся опыт использования данных видов топлива в судовой энергетике, выявленные проблемы и необходимые модернизации судовых двигателей. Описаны существующие способы получения водорода, аммиака и метанола с указанием их достоинств и недостатков. Отмечено, что большинство существующих технологий получения альтернативных топлив требуют значительных энергетических затрат и сопровождаются вредными выбросами в атмосферу. В связи с этим при оценке энергоэффективности использования альтернативных топлив необходимо учитывать энергетические и экологические факторы как в сфере использования, так и в сфере производства топлива. Намечены направления дальнейших научных исследований в области альтернативных топлив для судовых энергетических установок. Целью исследований является формирование подхода, обеспечивающего объективную оценку экологического эффекта в результате перехода на альтернативные топлива. Сделаны выводы, что использование водорода, аммиака и метанола в судовых установках перспективно для снижения углеродного следа морских перевозок, хотя может увеличивать выбросы NOx. Реальный экологический эффект следует оценивать по всему жизненному циклу топлива — от добычи сырья до сжигания. Современные технологии производства этих топлив слишком энергоемки и экономически невыгодны, а судовые двигатели требуют серьезной модернизации. Расширение их применения возможно только при дальнейшем совершенствовании технологий получения топлив и рабочих процессов ДВС.

1. Блинков А.Н. Анализ способов применения газового топлива в судовых энергетических установках / А.Н. Блинков, А.А. Власов, В.К. Шурпяк // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2011. — № 34. — С. 177–197. — EDN OKELKP.

2. Безюков О.К. Газомоторное топливо на водном транспорте / О.К. Безюков, В.А. Жуков, О.И. Ященко // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. — 2014. — № 6(28). — С. 31–39. — EDN TDOCEH.

3. Zhukov V.A. Prospects of use gas engines on sea and river vessels / V.A. Zhukov, I.I. Kostylev, A.A. Ivanchenko, O.K. Bezyukov // Proceedings of the 2018 International Conference ''Quality Management, Transport and Information Security, Information Technologies'', IT and QM and IS 2018, St. Petersburg, 24–28.09.2018. — St. Petersburg: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2018. — P. 287–289. — DOI 10.1109/ITMQIS.2018.8525103. — EDN RVPMBQ.

4. Шурпяк В.К. Анализ потребления альтернативных видов топлива на морских судах / В.К. Шурпяк, М.С. Богданов // Научнотехнический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2023. — № 70/71. — С. 29–36. — EDN QYFSKP.

5. Шурпяк В.К. Анализ применения альтернативных видов топлива на судах с классом Регистра / В.К. Шурпяк, М.С. Богданов // Актуальные проблемы морской энергетики: материалы Одиннадцатой междунар. науч.-техн. конф., Санкт-Петербург, 17–18 февраля 2022 года. — СПб.: СПбГМТУ, 2022. — С. 92–95. — DOI 10.52899/9785883036322_92_95. — EDN TYRFMT.

6. Загрязнение окружающей среды: Три шага к экологичному судоходству. — [Электронный ресурс] URL: https://www.nature.com/articles/530275a (дата обращения 01.10.2025).

7. The International Maritime Organization’s initial greenhouse gas strategy. — [Электронный ресурс] URL: https://theicct.org/sites/default/files/publications/IMO_GHG_StrategyFInalPolicyUpdate042318.pdf (дата обращения 02.10.2025).

8. Березин А.О. Сравнительный анализ документов стратегического планирования ИМО и Российской Федерации в области сокращения выбросов парниковых газов / А.О. Березин, С.А. Толмачев, В.К. Шурпяк // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2025. — № 78. — С. 23–34. — EDN WZWOPO.

9. Ерофеев В.Л. Опыт применения и перспективы водородной энергетики на водном транспорте / В.Л. Ерофеев, В.А. Жуков // Транспорт. Горизонты развития: Труды 4-го Международного научно-промышленного форума, Нижний Новгород–Новосибирск–Владивосток–Самара, 23–26 апреля 2024 года. — Н. Новгород: ВГУВТ, 2024. — С. 28. — EDN GGKLIQ.

10. Ерофеев В.Л. Перспективы водородной энергетики в судостроении / В.Л. Ерофеев, Е.В. Ерофеева, В.А. Жуков, В.В. Гаврилов // Судостроение. — 2023. — № 6(871). — С. 33–40. — EDN FPEGRY.

11. Recent advances in sustainable and safe marine engine operation with alternative fuels. — [Электронный ресурс] URL: https://www.frontiersin.org/journals/mechanicalengineering/articles/10.3389/fmech.2022.994942/full (дата обращения 27.03.2026).

12. Белобородов С. С. Возобновляемые источники энергии и водород в энергосистеме: проблемы и преимущества / С.С. Белобородов, Е.Г. Гашо, А.В. Ненашев. — СПб.: Наукоемкие технологии, 2021. — 151 с.

13. Корнилов С.В. Перспективы развития водородной энергетики и рынка транспортных средств на водородном топливе / С.В. Корнилов, Э.Р. Зверева, А.А. Федорова, И.Ф. Гумеров и др. // Вестник Казанского государственного энергетического университета. — 2022. — Т. 14, № 4(56). — С. 3–18. — EDN SAJDAV.

14. Процессы производства водорода — [Электронный ресурс] URL: https://lifegaming.ru/photo/protsessiy-proizvodstva-vodoroda/ (дата обращения 21.11.2025).

15. Водородное топливо: что это такое и как работает. — [Электронный ресурс] URL: https://www.petrolplus.ru/article/vodorodnoe-toplivo/(дата обращения 20.11.2025).

16. Водород как топливо и особенности способов его получения. — [Электронный ресурс] URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vodorodkak-toplivo-i-osobennosti-sposobov-ego-polucheniya (дата обращения 20.11.2025).

17. Золотых А.И. Аммиак как альтернативный тип топлива / А.И. Золотых, Д.Н. Гусев, А.И. Епихин, М.Р. Нейжмак // Эксплуатация водного транспорта. — 2022. — № 1. — С. 140–147. — [Электронный ресурс] URL: https://aumsu.editorum.ru/ru/nauka/article/53904/view (дата обращения 09.11.2025).

18. Гриффитс С. Низкоуглеродное судовое аммиачное топливо / С. Гриффитс, Дж. Уратани. — [Электронный ресурс] URL: https://engtech.spbstu.ru/userfiles/files/articles/2022/4/Stiven-Griffits%2C-Dzhoao-Uratani.pdf?ysclid=m8mp88xoeb943794160 (дата обращения 20.10.2025).

19. Viking Energy to be retrofit for ammonia fuel in 2024 // Ammonia Energy Association. — [Электронный ресурс] URL: https://www.ammoniaenergy.org/articles/viking-energy-to-be-retrofit-for-ammonia-fuel-in-2024/ (дата обращения 20.10.2025).

20. Yara and Nel collaborate to reduce electrolyzer costs; announce green ammonia pilot in Norway by 2022 // Ammonia Energy Association. — [Электронный ресурс] URL: https://www.ammoniaenergy.org/articles/yara-and-nel-collaborate-to-reduce-electrolyzer-costs-announce-green-ammonia-pilot-in-norway-by-2022/ (дата обращения 20.10.2025).

21. В Японии разрабатывают первый в мире буксир с двигателем, работающим на аммиаке // Корабел.ру. — [Электронный ресурс] URL: https://www.korabel.ru/news/comments/v_yaponii_razrabatyvayut_pervyy_v_mire_buksir_s_dvigatelem_rabotayuschim_na_ammiake.html (дата обращения 20.10.2025).

22. Буянов А.С. Анализ опыта применения метанола и этанола в качестве топлива на судах / А.С. Буянов, О.Н. Леонова, А.С. Реуцкий // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. — 2021. — № 64/65. — С. 91–97.

23. Синтез метилов. — [Электронный ресурс] URL: https://immunocap.ru/photo/sintez-metilov/35 (дата обращения 21.11.2025).

24. От метана к метанолу: промышленное производство и возможности использования. — [Электронный ресурс] URL: https://rosstip.ru/news/5145-ot-metana-k-metanolu-promyshlennoe-proizvodstvo-i-vozmozhnosti-ispolzovaniya (дата обращения 20.11.2025).

25. Правила классификации и постройки морских судов. Ч. ХVII. Дополнительные знаки символа класса и словесные характеристики, определяющие конструктивные или эксплуатационные особенности судна / Российский морской регистр судоходства. — СПб., 2026. 26. Правила классификации и постройки морских судов для перевозки сжиженных газов наливом. Ч. Х. Специальные требования / Российский морской регистр судоходства. — СПб., 2023.