"Биотопливо оказалось очень хорошим вариантом, потому что в нем нет или очень, очень мало серы по сравнению с ископаемым топливом", - сказал Эрик Тан, старший инженер-исследователь NREL и ведущий автор новой статьи, опубликованной в журнале Наука и технология в области охраны окружающей среды.

Его соавторами "Варианты биотоплива для морского применения: технико-экономический анализ и анализ жизненного цикла" являются Линг Тао, также из NREL, а также ученые из Аргоннской национальной лаборатории, Тихоокеанской северо-Западной национальной лаборатории и Морской администрации Министерства транспорта США.

Международная морская организация (ИМО) с 2005 года ужесточает допустимое количество выбросов оксидов серы с судов. Новейший верхний предел, вступивший в силу в начале 2020 года, снизил содержание серы в судовом мазуте с 3,5% до 0,5%. ИМО заявила, что сокращение должно иметь серьезные преимущества для окружающей среды и здоровья людей, особенно тех, кто живет вблизи портов и вдоль побережья. Кроме того, ИМО установила агрессивные цели по обезуглероживанию морского судоходства, нацелившись по крайней мере на 50%-ное сокращение выбросов парниковых газов при международном судоходстве к 2050 году по сравнению с уровнями 2008 года.

Новые правила, которые применяются отдельными странами, требуют изменений для приведения судов в соответствие с ними. Судовладельцы могут либо установить серные скрубберы для сокращения выбросов, либо перейти на другое топливо с низким содержанием серы. Оба варианта сопряжены с дополнительными расходами.

Исследование, направленное NREL, является отправной точкой для определения целесообразности использования судами биотоплива. Затраты на заправку уже составляют значительную часть расходов на эксплуатацию судоходной линии, поэтому исследователи изучили как цены, так и выбросы.

Экономические показатели сопоставляются со стоимостью сжигания мазута (HFO), на долю которого приходится около трех четвертей топлива, используемого судами. HFO с низким содержанием серы стоит немного дороже за галлон, чем традиционный HFO. Цены на HFO с низким содержанием серы будут максимальными, которые судовладельцы готовы заплатить за биотопливо для замены один к одному. Биотопливо считается потенциально пригодным для использования в судовых двигателях, но для подтверждения этой совместимости необходима дальнейшая работа.

Изучив различные виды топлива на предмет их способности сокращать выбросы парниковых газов и загрязнителей воздуха, исследователи обнаружили, что биотопливо, произведенное полностью из биомассы, обеспечивает гораздо более значительное сокращение выбросов парниковых газов в течение жизненного цикла - с 67% до 93% меньше, чем HFO. Топливо, получаемое из биомассы, также в основном не содержит серы и демонстрирует снижение выбросов вредных веществ в атмосферу, таких как твердые частицы.

Исследование Тана показало, что, если бы у судоходства не было конкуренции, Соединенные Штаты располагали бы большими запасами биосырья для производства значительного количества морского биотоплива, заменяющего ископаемое топливо. Поскольку суда используют 400 миллионов метрических тонн топлива в год, смесь из 5% биотоплива составляет около 5 миллиардов галлонов.

Исследование финансировалось Управлением биоэнергетических технологий Министерства энергетики США и Морской администрацией Министерства транспорта США.

NREL является основной национальной лабораторией Министерства энергетики США по исследованиям и разработкам в области возобновляемых источников энергии и энергоэффективности. NREL управляется для департамента энергетики компанией Alliance for Sustainable Energy, LLC.