Для чего используется мазут на судах
Обновлено: 18.05.2024
Тяжелое жидкое топливо (HFO) - это категория жидкого топлива с гудроноподобной консистенцией. Также известно как бункерное топливо или мазут , ТНТ является результатом или остатка от перегонки и крекинга процесса нефти . По этой причине HFO загрязнен несколькими различными соединениями, включая ароматические соединения, серу и азот, что делает выбросы при сгорании более загрязняющими по сравнению с другими видами жидкого топлива. [1] HFO преимущественно используется в качестве источника топлива для силовых установок морских судов из-за его относительно низкой стоимости по сравнению с более чистыми источниками топлива, такими как дистилляты. [2] [3] Использование и перевозка HFO на борту судов создает несколько экологических проблем, а именно риск разлива нефти и выброс токсичных соединений и твердых частиц, включая черный углерод . В настоящее время использование ГФО в качестве источника топлива для судов, плавающих в Антарктике, запрещено в соответствии с Международным кодексом Международной морской организации (ИМО) для судов, работающих в полярных водах (Полярный кодекс). [4] По аналогичным причинам в настоящее время рассматривается вопрос о запрете HFO в арктических водах. [5]
Горение и атмосферные реакции
Учитывая повышенное загрязнение серы HFO (максимум 5% по массе) [6], реакция горения приводит к образованию диоксида серы SO 2, который в конечном итоге приведет к образованию кислотных дождей (серной кислоты или H 2 SO 4 ) в Атмосфера.
Пример образования кислотного дождя:
В результате образуется азотная кислота (HNO 3 ), компонент кислотных дождей:
3 HNO 2 → HNO 3 + 2 NO + H 2 O и 4NO + 3 O 2 + 2 H 2 O → HNO 3
С середины 19 века HFO использовалось в основном в судоходной отрасли из-за его низкой стоимости по сравнению со всеми другими жидкими топливами, на 30% дешевле, а также из-за исторически слабых нормативных требований по выбросам оксидов азота. (NO x ) и диоксид серы (SO 2 ) ИМО. [2] [3] По этим двум причинам HFO является единственным наиболее широко используемым моторным топливом на борту судов. Имеющиеся до 2007 года данные о глобальном потреблении HFO в международном морском секторе показывают, что общее использование мазута составляет 200 миллионов тонн, при этом потребление HFO составляет 174 миллиона тонн. Доступные до 2011 года данные о продажах мазута сектору международных морских перевозок показывают общий объем продаж мазута на 207,5 млн тонн, из которых 177,9 млн тонн приходится на тяжелое дизельное топливо. [8]
Морские суда могут использовать различные виды топлива в качестве движителя, которые делятся на две большие категории: остаточные масла или дистилляты. В отличие от HFO, дистилляты - это нефтепродукты, получаемые при переработке сырой нефти, и включают дизельное топливо, керосин, нафту и газ. Остаточные масла часто смешивают в различной степени с дистиллятами для достижения желаемых эксплуатационных и / или экологических характеристик. В таблице 1 перечислены наиболее часто используемые категории судового мазута и смесей; все смеси, включая судовое жидкое топливо с низким содержанием серы, по-прежнему считаются тяжелым газом. [3]
| Категория морских HFO | Состав морского ГФО |
|---|---|
| Бункер С / Мазут №6 | остаточное масло |
| Промежуточное жидкое топливо (IFO) 380 | дистиллят в сочетании с 98% остаточного масла |
| Промежуточное жидкое топливо (IFO) 180 | дистиллят в сочетании с 88% остаточного масла |
| Судовые топливные масла с низким содержанием серы (производное HFO) | смесь дистиллята и остаточного масла (более высокое соотношение дистиллята) |
Животный мир пострадал от разлива нефти с танкера. Смолистый HFO покрывает и устойчиво прилипает к перьям.
Использование и транспортировка HFO в Арктике - обычная практика в морской индустрии. В 2015 году более 200 судов вошли в воды Арктики, перевезя в общей сложности 1,1 миллиона тонн топлива, при этом 57% топлива, израсходованного во время арктических рейсов, составляло HFO. [9] В том же году, согласно отчетам, тенденции в перевозке ГФО составили 830 000 тонн, что представляет собой значительный рост по сравнению с 400 000 тонн в 2012 году. В отчете норвежского органа по утверждению типа Det Norske Veritas (DNV GL) за 2017 год подсчитано, что общее массовое использование тяжелого дизельного топлива в Арктике должно превышать 75%, при этом основными потребителями являются более крупные суда. В свете увеличивающегося транспортного движения и с учетом того, что Арктика считается чувствительной экологической зоной с более высокой интенсивностью реакции на изменение климата, экологические риски, связанные с тяжелым газом, вызывают озабоченность у экологов и правительств в этом районе. [10] Двумя основными экологическими проблемами, связанными с HFO в Арктике, являются риск разлива или случайного сброса и выброс черного углерода в результате потребления HFO. [9] [3]
Воздействие на окружающую среду разливов мазута
Из-за своей очень высокой вязкости и повышенной плотности HFO, выбрасываемый в окружающую среду, представляет большую угрозу для флоры и фауны по сравнению с дистиллятом или другим остаточным топливом. В 2009 году Арктический совет определил разлив нефти в Арктике как самую большую угрозу для местной морской среды. Будучи пережитком процессов дистилляции и крекинга, HFO характеризуется повышенной общей токсичностью по сравнению со всеми другими видами топлива. Его вязкость предотвращает разложение в окружающей среде, что усугубляется холодными температурами в Арктике, что приводит к образованию комков смолы и увеличению объема за счет эмульгирования. Его плотность, склонность к сохранению и эмульгированию могут привести к загрязнению HFO как толщи воды, так и морского дна. [9]
| Категория морских HFO | Немедленное воздействие разлива | Воздействие на окружающую среду | Характеристики очистки |
|---|---|---|---|
| Бункер С / Мазут №6 | Может превращаться в эмульсию, превращаться в шарики смолы, сохранять плавучесть или опускаться на морское дно. | Смолистая консистенция HFO прилипает к перьям и меху, оказывает краткосрочное и долгосрочное воздействие на морскую флору и фауну (бентические, приливные и прибрежные виды) | Сбор воды после разлива ограничен, очистка состоит в основном из восстановления береговой линии и загрязненного грунта. |
| Промежуточное жидкое топливо (IFO) 380 | Эмульгирует до трехкратного увеличения первоначального объема разлива, может опускаться на морское дно или оставаться на плаву. | Скиммеры используются для сбора разливов на воде до тех пор, пока нефть не превратится в эмульсию, что затрудняет ее удаление. После нанесения на поверхность масло трудно удалить с подложки и отложений. | |
| Промежуточное жидкое топливо (IFO) 180 | |||
| Судовые топливные масла с низким содержанием серы (производное HFO) | Нет наземных данных для определения немедленного воздействия разлива. Лабораторные тесты показывают поведение, аналогичное другим смесям HFO, а именно устойчивость к воздействию окружающей среды и эмульгирование. | Ограниченная информация. Вероятно, будет иметь такое же воздействие, как и IFO, с повышенной начальной токсичностью из-за более высокого содержания дистиллята, вызывающего немедленное рассеивание и испарение. | Ограниченная информация. Вероятно, будет иметь такое же воздействие, что и другие смеси HFO. |
История аварийных разливов мазута с 2000 года
С 2000 года произошли следующие конкретные разливы тяжелого топлива. Информация систематизирована по годам, названию судна, количеству выпущенного судна и месту разлива:
- 2011 Golden Traded (205 тонн в Скагерраке )
- 2011 Годафосс, Малайзия (200 000 галлонов на островах Хвалер )
- 2009 Full City , Панама (6 300-9 500 галлонов в Лангесунде )
- 2004 Селенданг Аю, Малайзия (336 000 галлонов на острове Уналаска - недалеко от Арктики)
- 2003 Fu Shan Hai, Китай (1680 тонн в Балтийском море )
- 2002 Разлив нефти Prestige , Испания (17,8 миллиона галлонов в Атлантическом океане )
- 2001 Baltic Carrier, Маршалловы острова (2350 тонн в Балтийском море)
- 2000 г. Янра, Германия (40 тонн в Аландском море ) [11]
Воздействие на окружающую среду использования мазута
Сжигание HFO в судовых двигателях приводит к самым высоким выбросам черного углерода по сравнению со всеми другими видами топлива. Выбор судового топлива является наиболее важным фактором, определяющим коэффициенты выбросов сажи судовыми двигателями. Вторым по важности фактором выбросов черного углерода является грузоподъемность судна, при этом коэффициенты выбросов черного углерода увеличиваются до шести раз при низких нагрузках на двигатель. [12] Черный углерод - это продукт неполного сгорания и компонент сажи и мелких твердых частиц ( [13] Несмотря на споры о радиационном воздействии черного углерода, комбинации наземных и спутниковых наблюдений предполагают, что глобальное поглощение солнечной энергии составляет 0,9 Вт · м -2 , что делает его вторым по значимости фактором воздействия на климат после CO 2. [14] [15] Черный углерод влияет на климатическую систему: уменьшая альбедо снега / льда за счет темных отложений сажи и увеличивая время таяния снега, [16] уменьшая планетное альбедо за счет поглощения солнечной радиации, отраженной облачными системами, земной поверхностью и атмосферой, [ 15], а также прямое уменьшение альбедо облаков из-за загрязнения воды и льда сажей. [15] [13] Наибольшее повышение температуры поверхности Арктики на единицу выбросов черного углерода является результатом уменьшения альбедо снега / льда, что делает выбросы черного углерода в Арктике более пагубными, чем выбросы где-либо еще. [17]
Международная морская организация (ИМО), специализированное подразделение Организации Объединенных Наций , ввела в действие 1 января 2017 года Международный кодекс судов, эксплуатируемых в полярных водах, или Полярный кодекс. Требования Полярного кодекса являются обязательными как в рамках Международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов (МАРПОЛ), так и Международной конвенции по охране человеческой жизни на море (СОЛАС) . Две широкие категории, охватываемые Полярным кодексом, включают безопасность и предотвращение загрязнения, связанные с судоходством как в арктических, так и в антарктических полярных водах. [4]
Перевозка и использование HFO в Арктике не поощряется Полярным кодексом, в то время как она полностью запрещена в Антарктике правилом 43 Приложения I к МАРПОЛ. [18] Запрет на использование и перевозку HFO в Антарктике предшествует принятию Полярного кодекса. На своей 60-й сессии (26 марта 2010 г.) Комитет по защите морской среды (КЗМС) принял Резолюцию 189 (60), которая вступила в силу в 2011 г. и запрещает использование топлива со следующими характеристиками [19] :
1. сырая нефть, имеющая плотность при 15 ° C более 900 кг / м 3 ;
2. масла, кроме сырой нефти, имеющие плотность при 15 ° C более 900 кг / м 3 или кинематическую вязкость при 50 ° C более 180 мм 2 / с; или
3. битум, гудрон и их эмульсии.
Комитет ИМО по защите морской среды (MEPC) поручил Подкомитету по предотвращению загрязнения (PPR) ввести запрет на использование и перевозку тяжелого топлива в арктических водах на своих 72-й и 73-й сессиях. Эта задача также сопровождается требованием правильно определить HFO с учетом его текущего определения в соответствии с правилом 43 Приложения I. МАРПОЛ. [18] Принятие запрета ожидается в 2021 году с повсеместным введением в действие к 2023 году. [20]
Устойчивость к отказу от мазута
Читайте также: