По мере того как мировая судоходная индустрия ускоряет свой переход к нулевым выбросам, Международная морская организация (IMO) поставила амбициозную цель: сократить выбросы парниковых газов на 50% к 2050 году по сравнению с уровнем 2008 года. Для достижения этой цели грузовые суда с нулевыми выбросами, работающие на батареях, водороде или аммиаке, определят будущее морских перевозок.

Однако традиционные суда из стали имеют серьёзные ограничения. Большая собственная масса, частое обслуживание и низкая эффективность снижают их совместимость с новыми энергетическими системами. Здесь на помощь приходят композитные материалы, созданные с помощью таких технологий, как компрессионное формование, пресс-формы SMC, BMC и FRP-инструменты, обеспечивая трансформационные преимущества.

Ограничения стали в судоходстве с нулевыми выбросами

• Масса против дальности: Стальное судно массой 2000 тонн требует аккумуляторных блоков, составляющих 30% от его общей массы, чтобы пройти всего 200 морских миль, что значительно снижает грузоподъёмность.
• Коррозия и обслуживание: Сталь быстро корродирует в морской среде, требуя перекраски каждые 2–3 года, что увеличивает стоимость жизненного цикла и выбросы.
• Гидродинамическая неэффективность: Сварные стальные корпуса имеют на 15–20% большее сопротивление по сравнению с композитными корпусами, снижая эффективность движения.

Преимущества композитных материалов в судостроении

Современные композиты, такие как GFRP (стеклопластики) и CFRP (углепластики), обеспечивают непревзойдённые преимущества:

• Лёгкость и эффективность: Снижение массы корпуса до 44% с GFRP и более 50% с CFRP, что напрямую увеличивает дальность и грузоподъёмность.
• Долговечность: Композитные корпуса служат 25–30 лет по сравнению с 15–20 годами для стальных и требуют гораздо меньше обслуживания.
• Оптимизированная гидродинамика: Методы формования, такие как компрессионное формование и VARTM, позволяют создавать цельные корпуса с меньшим сопротивлением и повышенной эффективностью.

Применение композитов за пределами корпуса

Композитные материалы также играют ключевую роль в системах хранения и движителях:

• Аккумуляторные корпуса: CFRP-оболочки повышают безопасность и снижают массу до 60%.
• Водородные баки: Баллоны с CFRP-обмоткой на 75% легче стальных.
• Системы хранения аммиака: Гибридные баки CFRP + PTFE устойчивы к химической коррозии и имеют меньшую массу.
• Винты и палубное оборудование: Винты из CFRP/GFRP повышают эффективность движения на 12–15%.

Будущее: курс на IMO 2050

Благодаря постоянным инновациям в области композитных материалов и технологий формования ожидается значительное снижение затрат к 2030 году. Это сделает композитные суда всё более конкурентоспособными по сравнению с традиционными стальными или алюминиевыми.

К 2030 году прогнозируется, что суда на основе композитов будут составлять 40% речного флота и 25% прибрежных флотов. Как лидер в области технологий композитных форм, MDC стремится поддержать мировых судостроителей в достижении целей IMO по декарбонизации к 2050 году.