Группа исследователей из Университета Амстердама впервые подробно изучила, насколько выгодно использовать аммиак вместо мазута на морских грузовых судах. Они хотели понять, может ли аммиак реально заменить традиционное судовое топливо.
Международная морская организации (IMO) поставила перед отраслью амбициозные цели: сократить выбросы СО2 как минимум на 20 % к 2030 году, на 70 % к 2040-му и достичь углеродной нейтральности к 2050-му. При этом около 99 % топлива, используемого в морском транспорте сегодня, производится из ископаемого сырья. А поскольку срок службы одного судна составляет 25 лет, внедрение безуглеродных или низкоуглеродных технологий становится критически важно уже сейчас.
Аммиак рассматривается как один из потенциальных видов топлива для перехода на «чистые» технологии. В отличие от водорода, его не нужно хранить при сверхнизких температурах, он не содержит углерода и уже массово производится— в основном для удобрений. Причем идея использовать аммиак в качестве топлива далеко не нова: еще во время Второй мировой войны им заправляли автобусы в Бельгии в условиях дефицита нефти. С тех пор интерес к нему периодически возникал, а в последние годы заметно усилился на фоне климатических целей, принятых в рамках Парижского соглашения.
Однако аммиак имеет и свои очевидные недостатки: он токсичен, обладает низкой температурой сгорания, высокой температурой самовоспламенения и узким диапазоном воспламеняемости. Кроме того, при неполном сгорании в атмосферу могут выбрасываться вредные вещества — оксиды азота (NOx), закись азота (N₂O) и остатки самого аммиака. Чтобы улучшить характеристики сгорания, его предлагают использовать в смеси с небольшим количеством дизеля или водорода в рамках схемы двойного топлива.
В ходе исследования голландские ученые рассмотрели два варианта силовой установки для судна на аммиаке: двигатель внутреннего сгорания и его комбинацию с твердооксидным топливным элементом. Они сравнили полную стоимость владения таким судном с аналогичным судном на мазуте, учитывая затраты на строительство, топливо и обслуживание в течение 25 лет эксплуатации.
Результаты показали, что даже в самом оптимистичном сценарии, то есть при высокой эффективности двигателя (до 55 %) и низкой цене на аммиак, владение таким судном обойдется на 19–25 % дороже, чем обычным. Основная причина — высокая стоимость самого топлива. Варианты с применением топливных элементов оказались еще дороже. Они окупаются только в случае крайне высоких цен на топливо или низкой эффективности обычного ДВС. При этом доля капитальных затрат на само судно или топливные баки оказалась небольшой: почти все удорожание связано именно со стоимостью аммиака.
Исследователи пришли к выводу, что аммиак сможет стать полноценной альтернативой мазуту только при двух условиях: значительном снижении его стоимости и введении высокого углеродного налога. Без субсидий цена аммиака должна упасть ниже 28 центов за килограмм, либо цена на мазут должна вырасти вдвое, то есть до 1,4 доллара за килограмм, но это возможно только при углеродном налоге в размере 200 долларов за тонну CO₂.
Таким образом, заключают голландские исследователи, аммиак остается интересным направлением для декарбонизации, но его практическое применение потребует не только технологического прорыва, но и жесткого государственного регулирования.
