Изменение климата не снимает потребности в финских ледокольных инновациях

Хотя изменение климата становится все заметнее по сокращающейся площади морского льда в Арктике и на Балтийском море, условия остаются суровыми, а ледоколы – необходимыми. Обращаемся к Aker Arctic, ведущей компании в области ледоколов, чтобы узнать, каково это – проламывать лёд.

Отчасти за счет географического расположения и технологических инноваций, Финляндия стала лидером в области ледоколов. Изменение климата особенно очевидно в арктическом регионе, но это не значит, что ледоколы исчезнут в ближайшее время.

Профессор-исследователь Яри Хаапала, эксперт по морскому льду, руководит морскими исследованиями в Финляндском метеорологическом институте. Он считает, что от изменения климата страдает в первую очередь Арктика, где температуры повышаются двойными темпами по сравнению с другими регионами.

«В Арктике без сомнения происходит изменение климата», заявляет он. «Все показатели (зона обледенения [площадь, покрытая льдом], толщина льда, многолетний лёд и так далее) указывают на одну тенденцию: льда всё меньше и меньше.

Но меняющиеся температуры и относительное сокращение ледовой поверхности не облегчили работу транспорта. «Несмотря на изменение климата, важно иметь в виду, что условия в Арктике остаются чрезвычайно сложными», напоминает Хаапала.

Шуга – балтийская помеха

Сине-белое судно отдыхает у покрытого льдом моря.

Polaris, финский ледокол, спроектированный и протестированный с участием Aker Arctic, спущенный в 2016 как первый в мире ледокол на СПГ, ходит на Балтийском море.
Фото: Сэм Кингсли/AFP/Lehtikuva

«Говоря о преодолении льда, необходимо отличить арктические области от субарктических, таких как Балтийское море, регионы Сахалина и Великих Озёр», отмечает Реко-Антти Суоянен, исполнительный директор компании Aker Arctic Technology, известной по всему миру своим мастерством в области строительства судов ледокольного класса, высококачественными проектами и инновационными решениями.

На Балтийском море, даже при тонком морском льде, сильные ветры гонят лёд к берегам и портам. В северных частях Ботнического залива между Финляндией и Швецией лёд разламывается и вновь замерзает бесчисленное количество раз в течение зимы. В результате образуются толстые слои шуги, глыб до двух метров в диаметре. Этот же тип льда образуется и в арктических водах.

Погодные условия на Балтийском море становятся труднее, и кораблям сложнее соблюдать график и поддерживать навигацию транспорта равномерной. В то же время, в связи с экологическими нормами, мощность двигателей торговых судов уменьшается, хотя их габариты растут. В результате уменьшается зимостойкость.

«Это увеличит потребность в помощи ледоколов в будущем», считает Суоянен.

Каким же образом они проламывают лёд?

Два красных судна в океане под снежным покровом, на фоне ледяных барьеров.

Спроектированное в Финляндии полярное исследовательское судно Xue Long 2 (Снежный Драгон 2, справа) оснащено новейшим оборудованием для климатических, океанологических и геологических исследований в Арктике и Антарктике.
Фото: Институт полярных исследований Китая

Значение Северного морского пути в качестве экспортного коридора из арктической России в Европу и Азию увеличилось в 2010-х годах. Суда специального назначения и ледоколы необходимы для обеспечения безопасного, надёжного плавания в ледяных арктических водах. Технические и экономические факторы ограничивают маршруты к регионам с однолетним льдом.

С целью обеспечения широкомасштабного коммерческого транспорта в Арктике, Aker Arctic разработал и зарегистрировал технологию судна двойного действия (DAS). Чтобы понять, что это такое, мы должны нырнуть под лёд и объяснить еще два термина: «азимутальная тяга» и «проламывание льда». Последний не так ясен, как может казаться.

Термин «азимут» применяется в угловых измерениях при навигации. Азимутальная тяга относится к подруливающему устройству или комплекту винтов, способных поворачиваться в любом горизонтальном направлении и значительно повышать манёвренность судна.

Далее, мы должны понять, каким образом ледокол проламывает лёд. Собственно, ледокол не проламывает лёд, а сгибает его вниз. Сгибание льда требует значительно меньше энергии чем его дробление. Поэтому мощный стальной корпус ледокола не вертикальный, а плоский и почти горизонтальный. Такая форма естественна для кормы судна. Следовательно, если судно идёт задним ходом, трата энергии на проламывание льда меньше. Проблема в том, что при заднем ходе судно неуправляемо, если вместо винта нет азимутальной винторулевой колонки, которую можно поворачивать на 180 градусов при заднем ходе.

Совмещение этих двух свойств привело к созданию судна типа DAS, способному идти в двух направлениях, вперед и назад. Задний ход можно использовать для проламывания льда, а обычный ход вперед – на открытой воде. Задний ход настолько эффективный, что эти суда способны проломить почти любой лёд, благодаря плоской форме и винтам, раздробляющим остатки ледяных блоков.

Суда типа DAS компании Aker Arctic, относящиеся к высоким ледовым классам, не боятся самых сложных ледовых условий. Помимо ледоколов, в эту категорию входят суда, разработанные для плавания без сопровождения ледоколов. Благодаря таким инновациям, коммерческий транспорт в Арктике становится рентабельным. Одновременно, DAS также вдвое сократил потребность в мощности, что приводит к соответствующему сокращению выбросов.

СПГ и гибридная технология

Сине-белое судно отдыхает у покрытого льдом моря.

Polaris, финский ледокол, спроектированный и протестированный с участием Aker Arctic, спущенный в 2016 как первый в мире ледокол на СПГ, ходит на Балтийском море.
Фото: Сэм Кингсли/AFP/Lehtikuva

Использование сжиженного природного газа (СПГ) вместо тяжёлой нефти также сокращает загрязнение. СПГ производит меньше выбросов двуокиси углерода и окиси азота, а окиси серы вообще нет. СПГ не выбрасывает и чёрного углерода, частиц сажи, особо вредных для Арктики и усиливающих изменение климата.

Aker Arctic спроектировал большие суда для перевозки СПГ из Арктики. СПГ хранится на борту в объёмных резервуарах при температуре минус 163°С. СПГ также играет растущую роль в качестве судового топлива. Первым из ледоколов, СПР использовал финский Polaris, спроектированный компанией Aker Arctic.

Следующий шаг в сокращении выбросов – гибридная технология.

«Для проламывания льда необходима большая мощность, которой невозможно достичь за счет аккумуляторов», отмечает Суоянен. «Но их можно использовать для приведения равновесия при быстрых изменениях уровня мощности, для повышения КПД по топливу. Изучаются и другие топлива, например, метанол.»

Будущее без ископаемого топлива

One large cruise ship and three slightly smaller ones sail across smooth water.

Четыре азимутальных тяги портового ледокола Обь придают ему большую манёвренность при оказании помощи судам в арктическом порту Сабетта в России.
Фото: Дмитрий Лобусов/Росатомфлот

К недавним примерам устойчивого потока инноваций Aker Arctic относятся сочетание ледокола и роскошного круизного лайнера Le Commandant Charcot, СПГ-электрический гибрид для французской компании Ponant; полярное исследовательское судно высшего класса Xue Long 2 для китайского Института полярных исследований; и сверхповоротливый портовый ледокол Обь для российского Росатомфлота. Обь, первый неатомный ледокол Росатомфлота, теперь базирующийся в Сабетте на севере России, может повернуться на месте с помощью четырех азимутальных тяг.

«Наши следующие проекты – СПГ-танкер для круглогодичного использования в Арктике, первый в своем роде, а также новый балтийский ледокол, готовый для будущего без ископаемого топлива», сообщает Суоянен.

«Суда с ледовыми подкреплениями и ледоколы будут нужны и в будущем. Судно, спроектированное и построенное для своей задачи и для условий, в которых будет плавать, есть лучшее решение с точки безопасности и окружающей среды.»

Текст: Катарина Стевен, февраль 2021