Comparative analysis of alternative ways to ensure compliance with environmental standards for marine exhaust emissions (part 2)

Authors

DOI:

https://doi.org/10.24866/2227-6858/2025-1/74-88

Keywords:

environmental requirements, sulfur emission control, low sulfur fuel oil, liquefied natural gas as fuel, gas-powered vessels, scrubbers, exhaust gas purification, economic efficiency, fuel economy, ferries

Abstract

The requirements adopted by the International Maritime Organization in 2020 and set out in annex VI to the MARPOL 73/78 Convention concerning the limitation of sulfur and nitrogen oxides in ship exhaust gases have led to an increase in international transportation costs. These costs are primarily related to the need to switch to expensive low-sulfur fuels while completely eliminating the use of traditional fuel oil, and although marine exhaust gas purification equipment (the so-called scrubber) allows you to continue using high-sulfur fuels, this is also associated with significant costs for installing and operating a scrubber.

At the same time, compliance with environmental standards can be achieved through the use of non-traditional fuels on board as a truly "clean" fuel, which, among other things, includes natural gas, which, in order to achieve maximum efficiency of storage, transportation and use, is liquefied on special equipment, cooled to a temperature of -163 °C. The constructive aspects of implementing the above-mentioned methods to achieve compliance with environmental standards on ships are highlighted below, and their cost is compared using the example of CNF19M ferries.

In their previous work [1], the continuation and addition of which is the proposed article, the authors have already made a similar comparison using the example of Aframax class tankers under construction at the Zvezda shipbuilding complex, but found it necessary to highlight a number of additional aspects in using methods, which became the object of the proposed publication.

Author Biographies

  • Gennadij F. Demeshko, Saint Petersburg State Marine Technical University

    Doctor of Engineering Sciences, Professor

  • Vladislav M. Kashaev, Far Eastern Federal University

    Postgraduate Student, Department of Marine Engineering and Transport, Polytechnic Institute

References

1. Демешко Г.Ф., Кашаев В.М. Сравнительный анализ альтернативных способов обеспечения соответствия экологическим нормам выбросов выхлопных газов судов // Труды Крыловского государственного научного центра. 2024. № 4(410). С. 111–126. EDN: ARLSNL

2. ИМО. МАРПОЛ 73/78. Книга III, пересмотренное Приложение VI к МАРПОЛ «Правила предотвращения загрязнения воздушной среды с судов». СПб: ЗАО ЦНИИМФ, 2012.

3. OilMonster. Bunker fuel prices. URL: https://www.oilmonster.com/bunker-fuel-prices/west-northern-europe/ust-luga/136 (дата обращения: 27.09.2023).

4. Климентьев А.Ю, Леонтьев С., Сульдин А. Карта Российской СПГ отрасли 2024. Справочные материалы. URL: http://agaz.org/Материалы/ (дата обращения: 27.09.2023).

5. Гайнуллин Ф.Г., Гриценко А.И., Васильев Ю.Н., Золотаревский Л.С. Природный газ как моторное топливо. М.: Недра, 1986. 255 с.

6. Епифанов В.С. Эксплуатация судовых энергетических установок на природном газе. М.: ТрансЛит, 2010. 216 с.

7. Фёдорова Е.Б. Современное состояние и развитие мировой индустрии сжиженного природного газа: технологии, оборудование. М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2011. 159 с. EDN: QNFHLH

8. Реуцкий А.С. Особенности проектирования судов-бункеровщиков сжиженным природным газом: дис. … канд. техн. наук. Санкт-Петербург, 2021. 27 с.

9. Рахимов В.О., Коробков Г.Е. Определение радиуса аварийного разлива сжиженного природ-ного газа на водной поверхности // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводо-родного сырья. 2011. № 3. С. 21–24.

10. Ведрученко В.Р., Крайнов В.В., Кокшаров М.В., Лазарев Е.С., Кузнецова Д.К. О технических решениях при переводе транспортных и судовых ДВС на использование газообразного топлива // Омский научный вестник. 2014. № 3. С. 186–189. EDN: TKDKHZ

11. Безюков О.К., Жуков В.А., Воробей К.А. Анализ энергоэкологического эффекта применения газопоршневых двигателей в судовых энергетических установках // Вестник ГУМРФ им. адм. С.О. Макарова. 2015. № 6(34). С. 143–149.

12. РМРС. Правила классификации и постройки морских судов. Часть XVII «Дополнительные знаки символа класса и словестные характеристики, определяющие конструктивные или эксплуатационные особенности судна». Санкт-Петербург, 2024. С. 141–176.

13. Газпром International. Информационно-справочный материал о мировых тенденциях развития применения СПГ в качестве топлива на водном транспорте. URL: https://www.gazprom-international.ru/d/textpage/9b/155/mirovye-praktiki-primeneniya-spg-na-vodnom-transporte.pdf

14. Морское инженерное бюро. Проект CNF19M. URL: https://mebspb.com/fery/CNF19M.html

15. Егоров Г.В., Ильницкий И.А., Егоров А.Г. Обоснование главных параметров железнодорожного парома-газохода для линии Усть-Луга – Балтийск // Труды Крыловского государственного научного центра. 2019. Спец. вып. 1. С. 208–215.

16. Дорохов А.Ф., Апкаров И.А, Хоан Коанг Лыонг. Особенности применения газообразных топлив в судовых энергетических установках // Вестник АГТУ. Сер.: Морская техника и технология. 2012. № 2. С. 70–75.

17. Зоря Е.И., Гладков И.В., Нещадимов В.С., Орехова И.В. Потери сжиженного природного газа при хранении на КриоАЗС в полуизотермическом резервуаре // Технологии нефти и газа. 2023. № 5(148). С. 52–56.

18. БелКрио. Вакуумно-перлитная теплоизоляция. URL: https://tdbelocrio.ru/news/sravnivaem-perlitno-vakuumnuyu-i-ekranno-vakuumnuyu-izolyacziyu-kriogennyh-sosudov/

19. Wärtsilä. Руководство на изделие скруббер (газоочиститель) Wärtsilä. URL: https://www.wartsila.com/docs/default-source/local-files/russia/products/project-guides/w%C3%A4rtsil%C3%A4-scrubber-product-guide-rev-c_rus.pdf

20. Wärtsilä. Руководство по средствам защиты окружающей среды компании Wärtsilä. URL: https://www.wartsila.com/docs/default-source/product-files/egc/product-guide-o-env-environmental-solutions.pdf

21. Стоимость 50 %-го водного раствора натра едкого. URL: https://a8800.ru/catalog/cshelochi/natr-edkij-ochishhennyij-50

22. Ятчук К.В. Совершенствование методов планирования расходов на топливо судоходных компаний речного флота: дис. … канд. экон. наук. Новосибирск, 2017. 145 с. URL: http://www.stu.ru/science/theses_get_file.php?id=1024&name=1024.pdf

23. Магаровский В.В., Половинкин В.Н., Пустошный А.В., Савченко О.В. Новое в международной политике снижения эмиссии парниковых газов и необходимые мероприятия в морском секторе. Ч. 3. Альтернативное топливо как мера для достижения целевых показателей эмиссии парниковых газов // Труды КГНЦ. 2023. № 4(406). С. 174–190.

24. Демешко Г.Ф., Власьев М.В. Анализ состояния и организации работы мирового транспортного флота как основного звена международной торговли // Труды Крыловского государственного научного центра. 2023. Т. 4, № 406. С. 146–161.

25. Иванов В.И. Вакуумная техника. Санкт-Петербург: Университет ИТМО, 2016. 129 с.

26. Kristin Omholt-Jensen. Global Sulphur regulations, ECA and SECA zones. URL: https://www.maritimeoptima.com/insights/global-sulphur-regulations-eca-seca-zones

27. Scrubbers: The costs & Retrofit Time. URL: https://maritimehub.co.uk/scrubbers-the-costs-retrofit-time/

28. Nippon Kaiji kyokai (ClassNK). Pathway to Zero-Emission InInternational Shipping – Understanding the 2023 IMO GHG Strategy. URL: https://www.classnk.or.jp/hp/pdf/info_service/ghg/PathwaytoZero-EmissioninInternationalShipping_ClassNK_EN.pdf.

Downloads

Published

2025-03-31

Issue

Section

Ship Design, Construction of Vessels

How to Cite

1.
Comparative analysis of alternative ways to ensure compliance with environmental standards for marine exhaust emissions (part 2). Вестник Инженерной школы ДВФУ [Internet]. 2025 Mar. 31 [cited 2025 Apr. 27];1(1(62):74-88. Available from: https://journals.dvfu.ru/vis/article/view/1653