Снижение выбросов парниковых газов и других загрязняющих веществ судовыми двигателями: современные тенденции и перспективные решения
Reduction in greenhouse gas and other emissions from ship engines: Current trends and future options
2022-11-24
SCID: 54.1/6dcs2fat
Discuss with AI
выбросы Well-to-Wakeуглеродно-нейтральное судовое топливоочистка выхлопных газовсудоходство с почти нулевыми выбросамиконтроль выбросов судов
Figures from the paper
Abstract (AI)
Воздействие мер по снижению выбросов судов можно максимизировать за счёт одновременного учёта климатических, медицинских и экологических последствий, а также использования решений, совместимых с существующими судовыми двигателями и инфраструктурой. Наличие нескольких доступных вариантов позволяет выбирать оптимальные решения для различных судов, маршрутов и регионов. Углеродно-нейтральные виды топлива, включая низкоуглеродные и углеродно-отрицательные топлива биогенного или небиогенного происхождения (биомасса, отходы и возобновляемый водород), могут быть аналогичны используемым в настоящее время судовым топливам (топлива дизельного типа, метан и метанол). Углеродная нейтральность топлива зависит от его выбросов парниковых газов (ПГ) по принципу «от скважины до кильватерного следа» (Well-to-Wake, WtW), включая выбросы диоксида углерода (CO2), метана (CH4) и закиси азота (N2O). Кроме того, негазообразные выбросы чёрного углерода (BC) обладают высоким потенциалом глобального потепления (GWP). Выбросы из отработавших газов, вредные для здоровья человека или окружающей среды, необходимо в равной мере сокращать с помощью технологий контроля выбросов, предусматривающих использование топлива, конструктивные решения в двигателе или доочистку отработавших газов. К вредным компонентам выбросов относятся оксиды азота (NOx), оксиды серы (SOx), аммиак (NH3), формальдегид, выбросы массы твёрдых частиц (PM) и их количества (PN). Частицы могут переносить полициклические ароматические углеводороды (PAHs) и тяжёлые металлы, вызывающие серьёзные неблагоприятные последствия для здоровья. Углеродно-нейтральные топлива обычно не содержат серы, что обеспечивает пренебрежимо малые выбросы SOx и эффективное применение технологий доочистки отработавших газов, таких как фильтрация твёрдых частиц. Сочетание углеродно-нейтральных взаимозаменяемых (drop-in) топлив и эффективных технологий контроля выбросов может обеспечить судоходство с выбросами, близкими к нулевым, и такие решения могут быть адаптированы в кратко- и среднесрочной перспективе. Существенное снижение внешних издержек для общества, обусловленных выбросами судов, служит аргументом в пользу регулирования, соответствующей политики и инвестиций, необходимых для поддержки этого развития.
Key Findings
1
Углеродно-нейтральное топливо можно производить из биомассы, отходов или возобновляемого водорода, адаптируя его к дизельным, метановым или метанольным видам топлива.
2
Сочетание не содержащего серу углеродно-нейтрального топлива прямой замены с эффективными системами контроля выбросов может обеспечить почти нулевые выбросы судоходства в кратко- и среднесрочной перспективе и снизить общественные внешние издержки.
3
Углеродную нейтральность топлива необходимо оценивать по выбросам парниковых газов на всём жизненном цикле Well-to-Wake, включая CO2, CH4 и N2O, а также учитывать высокий потенциал глобального потепления чёрного углерода.
4
Вредные для здоровья и окружающей среды выбросы, включая NOx, SOx, NH3, формальдегид, твёрдые частицы, число частиц, ПАУ и тяжёлые металлы, требуют очистки топлива, двигателя или выхлопа.
5
Сокращение судовых выбросов должно одновременно учитывать климатические, медицинские и экологические последствия и быть совместимым с существующими двигателями и инфраструктурой.
Research Object
Судовые морские двигатели и их системы выхлопа (включая топлива, двигатели и технологии очистки отработавших газов)
Research Subject
Снижение и контроль выбросов парниковых газов, загрязнителей воздуха, твёрдых частиц и других вредных выбросов, включая реализуемость применения углеродно-нейтральных топлив и технологий контроля выбросов для судоходства с почти нулевыми выбросами
Publication Details
Publication Date
2022-11-24
Journal
Progress in Energy and Combustion Science
Publisher
Elsevier BV
ISSN
0360-1285
Cited by
263
Open access PDF
Access Type
Author Information
Download PDF
Subscribe to digest