Аккумулятор Challenger G12-100H
Международная электротехническая комиссия (IEC) подчёркивает преобразующий потенциал «зелёного» водорода и получаемого из водорода аммиака для декарбонизации морской отрасли. По мнению экспертов, водород вскоре можно будет использовать в качестве морского топлива, поскольку продолжающиеся инновации со временем сделают хранение и транспортировку водорода более эффективными.
Водород — один из вариантов, рассматриваемых в качестве перспективного для устойчивого судоходства. Стандарты IEC и оценка соответствия обеспечивают его безопасную и эффективную реализацию.
Судоходная отрасль сталкивается с острой необходимостью декарбонизации. По большинству оценок, в настоящее время на неё приходится 3% глобальных выбросов парниковых газов (ПГ), и ожидается, что она сократит этот показатель в рамках борьбы за достижение нулевого уровня выбросов. Водород с низким уровнем выбросов или низкоуглеродный водород (часто называемый «зелёным» водородом из-за способа его производства, то есть с помощью электролиза, использующего возобновляемые источники энергии), а также водородное топливо стали многообещающими решениями, которые помогут достичь нулевого уровня выбросов к 2050 году. Однако для их безопасного и экономичного использования необходимо решить ряд проблем. Для обеспечения их безопасности, эффективности и широкого распространения необходимо сочетание надёжных стратегий, правил и стандартов.
Первоначальный упор делался на топливо, получаемое из водорода
Такие инициативы, как «Коалиция за достижение нулевого уровня выбросов» (запущена в 2019 году) и «Катапульта зелёного водорода» (2020 год), которые начали пропагандировать использование топлива на основе водорода в судоходстве, положили начало амбициозным целям по декарбонизации. «Судоходство — один из пяти ключевых секторов конечного потребления, в которых усилия по декарбонизации могут оказать наиболее значительное влияние», — говорит Джаидев Давле, программный директор IRENA. В интервью, посвящённом электронным технологиям , он подчёркивает преобразующий потенциал «зелёного» водорода и получаемого из водорода аммиака. «Зелёный» водород — это энергоноситель, который можно использовать для более экологичных процессов в таких отраслях, как производство стали и химикатов. В судоходстве он может использоваться для питания судов более экологичными видами топлива, такими как электронный аммиак».
К 2022 году на 27-й КС ведущие организации подписали Совместное заявление по экологичному водороду и экологичному судоходству, взяв на себя обязательство по быстрому внедрению топлива на основе водорода для достижения нулевых выбросов к 2050 году. КС 29 подчеркнула необходимость использования топлива, получаемого из водорода, для достижения глобальных целей по обезуглероживанию. 5-10%-ный переход на менее загрязняющие окружающую среду виды топлива, такие как аммиак и метанол, к 2030 году стал переломным моментом в деле обезуглероживания на море. Более 50 руководителей морских компаний подписали «Призыв к действию», чтобы ускорить этот переход.
Водород соединяется с улавливаемым CO₂ для производства метанола, способствуя переработке углерода. Использование низкоуглеродного водорода в этом процессе помогает сократить выбросы на этапе производства. При использовании метанол является топливом для морских перевозок с нулевым уровнем выбросов. Хотя 125 портов по всему миру оборудованы для его обработки, запасы получаемого из водорода аммиака также растут, поскольку он является более дешёвой альтернативой «зелёному» метанолу.
Как и в случае с метанолом, водород является ключевым компонентом для синтеза аммиака. При использовании в качестве топлива при сжигании самого аммиака не выделяется углекислый газ, но водород, используемый при производстве аммиака, традиционно получают из природного газа или угля, что приводит к значительным выбросам углекислого газа. Однако внимание смещается в сторону низкоуглеродного водорода для сокращения или декарбонизации процесса производства аммиака.
Как объясняет Международная морская организация (IMO), аммиак имеет ряд плюсов и минусов. “Аммиак, получаемый из водорода, стал многообещающим морским топливом благодаря его безуглеродному сгоранию. Его можно использовать непосредственно в модифицированных двигателях внутреннего сгорания или топливных элементах. Преимущество аммиака заключается в том, что при сгорании он не выделяет CO2 , и его легче хранить и транспортировать по сравнению с водородом. Однако его токсичность создает проблемы с безопасностью при хранении и обращении, в то время как технологии двигателей все еще требуют дальнейшего развития для оптимизации сгорания аммиака ”, - говорится в нем.
ИМО ставит перед собой цель сократить общие выбросы парниковых газов при судоходстве на 50% к 2050 году по сравнению с уровнями 2008 года. ИМО добилась значительного прогресса в установлении набора обязательных глобальных правил в отношении выбросов при судоходстве. Проект концепции IMO net-zero включает ориентированный на конкретные цели стандарт судового топлива и глобальный механизм ценообразования на выбросы парниковых газов в море, направленный на поэтапный переход на виды топлива с низким содержанием парниковых газов и стимулирование инвестиций в "зеленые" технологии. Ожидается, что эти меры будут официально приняты в конце 2025 года.
В марте 2025 года успешный запуск того, что считается первым в мире судном на двойном топливе, работающем на аммиаке, Fortescue Green Pioneer, продемонстрировал жизнеспособность аммиака как более экологичного морского топлива. Эта важная веха подчёркивает потенциал водородного топлива для перевозок на дальние расстояния и показывает, как политика может способствовать инновациям.
В связи с успешным запуском доктор Эндрю Форрест, исполнительный председатель и основатель Fortescue, сказал: “В ближайшие месяцы глобальные регулирующие органы судоходства в IMO получат шанс ускорить переход судоходства от использования грязного бункерного топлива. Обладая правильным характером и лидерством, они могут проложить курс к более устойчивому будущему планеты и добиться значительного сокращения транспортных расходов за счет широкого внедрения и масштабирования возобновляемых источников. Эту возможность нельзя упустить ”.
Благодаря первоначальному сосредоточению внимания на электронном топливе судоходная отрасль сможет быстрее достичь нулевого уровня выбросов, при этом косвенно ускоряя внедрение низкоуглеродных водородных технологий, необходимых для декарбонизации производства. Такой подход не исключает использования водорода в качестве морского топлива в будущем, поскольку продолжающиеся инновации со временем сделают хранение и транспортировку водорода более жизнеспособными.
Использование водорода для питания судов
Несколько стран объявили о планах по созданию водородных хабов в крупных портах для решения проблем с инфраструктурой и поддержки крупномасштабной заправки водородом. В марте 2025 года администрация Клайпедского государственного морского порта Литвы запустила первое в стране судно, работающее на «зелёном» водороде и электричестве для улучшения работы с портовыми отходами.
К июлю 2025 года в индийском порту Кандла в штате Гуджарат начнёт работу завод по производству «зелёного» водорода с использованием местных электролизеров. Ожидается, что завод будет производить около 18 кг «зелёного» водорода в час, что будет способствовать более экологичному энергетическому будущему за счёт топливных элементов и интеграции «зелёного» аммиака в будущем.
Несколько других портов, в частности в Испании, Венеции, Франции и Египте, инвестируют в установки для заправки «зелёным» водородом и сопутствующую инфраструктуру. Эти инициативы являются примерами прогресса во всём мире, направленного на интеграцию водорода в морскую логистику и сокращение выбросов при портовых операциях.
Также были достигнуты успехи в запуске судов, работающих на водороде. В мае 2023 года в Нидерландах был запущен внутренний контейнеровоз на водородном топливе H2 Barge 1, использующий водородные топливные элементы для движения. За ним последовал второй внутренний контейнеровоз, который начал работу в 2024 году, перевозя грузы по реке Рейн между Роттердамом и Дуйсбургом. Баржа была оснащена водородными топливными элементами, хранилищем водорода и аккумуляторными батареями, что сделало её полностью экологичным судном. Только в апреле этого года было объявлено о строительстве полностью водородного круизного лайнера, две модели которого, как ожидается, будут спущены на воду в 2026 и 2027 годах. Обе модели будут работать на водородных силовых установках.
Проблемы, связанные с низкоуглеродистым водородом
В то время как несколько портов постепенно адаптируются к заправке водородом, широкое внедрение «зелёного» водорода по-прежнему сопряжено с серьёзными трудностями. Ключевым препятствием остаются высокие производственные затраты, из-за которых «зелёный» водород не может конкурировать по цене с ископаемым топливом и другими альтернативами, такими как аммиак или метанол. Низкая плотность энергии также затрудняет хранение, требуя либо энергозатратного сжатия, либо сложных криогенных систем для сжижения при температуре -253 °C. Для повышения рентабельности изучаются криогенные хранилища и твердотельные носители водорода. Исследования и разработки в этой области по-прежнему требуют значительных инвестиций для усовершенствования двигательных систем и повышения мер безопасности при работе с этим легковоспламеняющимся топливом. Однако в этой области достигнуты многообещающие успехи: по всему миру реализуется несколько пилотных проектов и исследовательских инициатив.
Необходимость политики, регулирования и стандартизации
В то время как технологические достижения дают надежду, именно политика, регулирование и стандартизация в конечном счёте обеспечат безопасную и эффективную реализацию. Чтобы преодолеть разрыв между амбициями и реальностью, отрасль должна принять многостороннюю стратегию, сочетающую «зелёный» водород с другими низкоуглеродными решениями, повышением энергоэффективности и скоординированными усилиями по созданию вспомогательной инфраструктуры.
Для обеспечения гармонизации, глобальной совместимости и взаимодействия, а также для укрепления доверия между заинтересованными сторонами необходимы инфраструктурные стандарты и схемы сертификации. К счастью, большая часть работы уже ведется. Стандарты IEC для технологий водородных топливных элементов прокладывают путь к более безопасному и эффективному внедрению этих альтернативных источников энергии. Технический комитет IEC TC 105 разрабатывает международные стандарты для применения топливных элементов, в том числе в транспортной отрасли. Технический комитет IEC TC 31 разрабатывает стандарты для оборудования, используемого во взрывоопасных и опасных средах.
Для обеспечения глобального соответствия требованиям и безопасности IECEx — система оценки соответствия IEC, которая контролирует сертификацию, связанную с водородом, — также расширяет сферу своей деятельности в области тестирования и сертификации водородных технологий. IECEx сотрудничает со многими другими международными организациями, в том числе с ISO. IECEx также установила официальные связи с ISO TC/197, которые касаются тестирования и сертификации водородных технологий, а в последнее время — с IEC TC 105, который занимается топливными элементами. Оба этих партнерства способствуют созданию безопасной инфраструктуры для использования водорода в энергетическом секторе. В постоянном тесном сотрудничестве с IRENA, а также с Советом по водороду IECEx вносит свой вклад в разработку будущей дорожной карты по созданию качественной инфраструктуры для производства чистого водорода.
В экономике с низким уровнем выбросов углерода, основанной на водороде, IECEx и сотрудничающие с ним международные организации будут играть важную роль в решении проблем, связанных с производством экологически чистого водорода в будущем, и в обеспечении безопасности.
Перспективы водорода заключаются не только в его техническом потенциале, но и в нормативно-правовой базе, регулирующей его использование. По мере того как морской сектор движется к более устойчивому будущему, политики должны наметить курс, в котором приоритетными будут безопасность, эффективность и гармонизация на основе международных стандартов.
Международная электротехническая комиссия (МЭК) — это глобальная некоммерческая организация, объединяющая 174 страны и координирующая работу 30 000 экспертов по всему миру. Международные стандарты МЭК и оценка соответствия лежат в основе международной торговли электротехническими и электронными товарами. Они упрощают доступ к электричеству и проверяют безопасность, производительность и совместимость электрических и электронных устройств и систем, в том числе, например, потребительских устройств, таких как мобильные телефоны или холодильники, офисного и медицинского оборудования, информационных технологий, электростанций и многого другого.