Paliwowy ból głowy

Paliwowy ból głowy

Zbliżająca się data wejścia w życie dyrektywy paliwowej – styczeń 2015 r. – sprawia, że wiele miejsca poświęcano ostatnio tematowi LNG, jako alternatywnego paliwa dla statków, operujących w strefie ograniczonej emisji, czyli na Bałtyku, Morzu Północnym i w Kanale La Manche.

Z liczby konferencji i czasu poświeconego temu tematowi mogłoby się wydawać, że LNG jest jedyną, oprócz scrubberów, alternatywą. Jak zwykle w takich sytuacjach monopol jednego rozwiązania nie jest najlepszy, szczególnie, że mamy też inne paliwa alternatywne, które są w różnych fazach rozwoju i mogą stanowić atrakcyjną konkurencję dla LNG.

Aby ocenić przydatność poszczególnych paliw alternatywnych, należy ustalić jakie wymagania powinny one spełniać. Obecnie są to przepisy konwencji MARPOL Annex VI oraz dyrektyw unijnych, dotyczących ochrony środowiska przed takimi zanieczyszczeniami jak SOx, NOx, sadze (Particulate Matters) i GHG (Green House Gases, głównie CO2). Z punktu widzenia armatora najlepszym rozwiązaniem byłoby urządzenie, które mogłoby oczyszczać spaliny, w takim stopniu, aby spełnione były wszystkie wymagania. Jak więc sprawują się rozwiązania, oferowane armatorom, w stosunku do wymagań?

W przypadku paliwa lekkiego MGO, niskosiarkowego, spełnia ono wymagania dyrektywy siarkowej, ale niekoniecznie innych przepisów, związanych z ograniczeniem emisji spalin okrętowych do atmosfery. Pomocne mogą być więc silniki spalinowe przerobione do pracy w obiegu Millera i wyposażone w nowoczesne turbosprężarki, które wydzielają mniej niż wymagane przez IMO ilości NOx. Poza tym będzie to paliwo drogie (jego koszt szacowany jest na ponad 300 USD za 1 t) oraz nie ma pewności, czy rafinerie będą w stanie wyprodukować ilości wystarczające do zaspokojenia potrzeb żeglugi. Jeśli chodzi o scrubbery, usuną one siarkę do wymaganego poziomu, zredukują częściowo sadze, ale nie zmniejszą w znaczący sposób NOx, ani też CO2. Ich ciężar i rozmiar stwarzają za to trudności w montażu i mają negatywny wpływ na parametry eksploatacyjne statku. LNG pozwala zaś na spełnienie prawie wszystkich wymagań z wyjątkiem GHG (głównie CO2). Poza tym wymaga kosztownej modyfikacji statku, której wartość może przekroczyć aktualną cenę jednostki. Systemy LNG są już generalnie sprawdzone i coraz częściej instalowane, a infrastruktura dystrybucyjna tego paliwa szybko się rozwija.

I w końcu mamy metanol oraz jego pochodne, które spełniają wszystkie wymagania nowych przepisów, szczególnie jeśli będą odpowiednio produkowane. Wydaje się, że jest to najlepsze rozwiązanie dla statków już istniejących, bo wymaga minimum przeróbek. Nie są np. potrzebne skomplikowane, kriogeniczne systemy paliwowe, gdyż po odpowiednim przygotowaniu można użyć dotychczasowych zbiorników. Istnieją już nawet odpowiednie przepisy klasyfikacyjne dotyczące wymagań stawianych konstrukcji zbiorników na metanol. Ponadto, istnieje odpowiednia infrastruktura i zapasy tego paliwa w każdej rafinerii.

Aby uzasadnić, dlaczego paliwa stworzone na bazie metanolu można uznać za realną alternatywę, najlepiej porównać je z innym paliwami.

Właściwości Paliwo dieslowe LNG Metanol
Cena u producenta w USD za 1 t 843, ropa 183, gaz 183, gaz
Ciężar właściwy, kg/l 0,85 0,45 0,79
Temperatura wrzenia, stop. C 150-370 -162 65
Temperatura zapłonu, stop. C 60 -188 11-12
amozapłon, stop. C 464 540 240
Lepkość, cSt przy 20 stop. C 13,5 0,6
Wartość cieplna, LHV MJ/kg 42.9 34 20
Cena w USD za 1 t 1070 345 432
Koszt energii euro/kWh 0,062 0,03 0,025

Źródło: „Spireth Project”

Porównanie paliw produkowanych na podstawie metanolu wskazuje, że:

  • pod względem wartości energetycznej paliwa metanolowe są tańsze od MGO i porównywalne z LNG,
  • po odpowiednim przygotowaniu mogą być spalane w silnikach diesla bez specjalnych przeróbek,
  • są toksyczne i mają niski punkt zapłonu, ale mogą być przechowywane w normalnych zbiornikach po odpowiednim ich przygotowaniu (ze względu na wartość energii zbiorniki muszą być 2 razy większe niż w przypadku MGO),
  • nie wytwarzają SOx i w niewielkim stopniu NOx, a jeśli będą produkowane syntetycznie z CO2, to będą redukowały ilość tego gazu w środowisku,
  • są łatwe do transportu, a ich rynek i sieć dystrybucji już działają (globalne możliwości produkcji wynoszą ok. 90 mln t rocznie, a aktualne zapotrzebowanie to 45 mln t).

Metanol może być produkowany z różnych materiałów bazowych, takich jak węgiel, gaz ziemny, biomasy czy nawet odzyskiwane z atmosfery CO2, co uniezależnia go od pól naftowych. Przede wszystkim może być wytwarzany lokalnie. Dzięki badaniom i testom przeprowadzonym przez członków grupy „Spireth Project”, paliwa produkowane na bazie metanolu mogą być dostępne już w marcu 2014 r. Haldor Topsoe, jeden z członków grupy pracującej nad tym projektem, wyprodukował paliwo nazwane OBATE (On Board Alcohol to Ether Process), które składa się z metanolu, DME (dimethal ether) oraz wody. Mieszanka ta może być tworzona na statku, przy użyciu składników bazowych w sposób w pełni zautomatyzowany lub bunkrowana z brzegu. OBATE ma być paliwem, które w pełni odpowiada wymaganiom obecnych silników spalinowych. Konieczne mogą być jedynie pewne przeróbki w systemie paliwowym, związane z faktem, że DME wymaga specjalnych uszczelek. Muszą być uwzględnione także pozostałe cechy nowego paliwa, takie jak: niska smarowalność, gęstość czy ciężar właściwy. Należy zaznaczyć, że obecnie próby przeprowadzane są na silnikach 4-suwowych, a przydatność tego paliwa dla silników wolnoobrotowych będzie sprawdzana w oddzielnych badaniach. Natomiast możliwość spalania metanolu została już sprawdzona w ramach, finansowanego przez Unię Europejską, projektu METHAPU.

Wybór rozwiązania, które pozwoli na żeglugę na Północy Europy po styczniu 2015 r., w dużym stopniu będzie zależał od wieku statku i rejonu, w którym operuje, funduszy koniecznych dla dokonania przeróbek, preferencji armatora oraz rozwoju infrastruktury zaopatrywania statków w paliwo. Warto jednak pamiętać, że LNG nie jest jedynym rozwiązaniem umożliwiającym spełnienie wymagań dyrektywy paliwowej. Istnieje obawa, że przy monopolizacji rynków paliwowych przez dostawców skroplonego gazu jego ceny pójdą w górę i mogą przekroczyć wysokość dla obecnie stosowanego paliwa MGO.

Ireneusz Kuligowski