Из-под крыла Крыловского государственного научного центра сегодня выходят самые инновационные флотские проекты. В КГНЦ создают первые отечественные зерновозы, танкеры-газовозы и водородное судно. Гендиректор предприятия Олег Савченко, как всегда откровенно, рассказал, как эти и другие проекты даются российской судостроительной науке.
Зачем нужны два разных вида арктических танкеров для перевозки СПГ? Почему стоит вкладываться в экономически невыгодные проекты? В чем отечественная авиация выигрывает у судостроения? В интервью «Медиапалубы».
П: Олег Владиславович, пожалуй, один из самых обсуждаемых проектов Крыловского центра на сегодня — разработка балкеров-зерновозов. Это первый опыт создания таких судов?
— Да, в России подобных судов ранее не проектировали. Был опыт создания зерновозов в СССР, но у них была меньшая грузовместимость.
Не исключается возможность заказа первой партии судов на иностранных верфях.
П: Какие сложности возникали при проектировании?
— Основная проблема стандартная — нехватка профильных кадров, которая возникла из-за большого временного провала в создании такого типа судов. Нам пришлось собрать всех специалистов, знакомых с тематикой. Прежде всего это были специалисты по оценке конструкционной прочности как локальной, так и общей. С учетом возросших требований Международной морской организации это была задача с достаточно противоречивыми критериями.
Параллельно шло взаимодействие со специалистами в области гидродинамики, перед которыми стояла задача оптимизировать элементы пропульсивного комплекса. Их целью было создать такой комплекс, который, с одной стороны, обеспечивал бы пониженный расход топлива. А с другой — задавал необходимые скоростные характеристики.
Все вопросы мы смогли решить, консолидировав усилия профильных специалистов и разработчиков из «Балтсудопроекта».
П: На прошлой встрече вы анонсировали разработку проектов двух отечественных танкеров-газовозов СПГ для восточного и западного направлений Севморпути. На какой стадии работа по ним?
— Минпромторг ведет конкурсный отбор исполнителя эскизного проектирования. Далее мы будем рассматривать варианты строительства самих корпусов, типы энергоустановок, подбирать оптимальные системы удержания газа и так далее.
П: От чего будет зависеть выбор этих решений и систем?
— Здесь все будет взаимосвязано. Например, мы рассматриваем мембранную систему для технологии удержания газа. Она, по сути, интегрируется в корпус. А значит, надо будет оценивать не только стандартные прочностные характеристики корпуса, но и его влияние на работу этой системы.
Это, как и в случае с зерновозами, потребует дальнейшей консолидации, когда в одной проектной команде должны быть специалисты по прочности, проектированию, гидродинамике. Также подключатся специалисты, которые представляют технологии создания систем хранения жидкого газа и его транспортировки. То есть к нам присоединятся криогенщики и материаловеды.
П: Чем технически будут отличаться газовозы западного и восточного направлений?
— Из того, что находится на поверхности, — у них будут разные ледовые классы. Мы рассчитываем, что «восточный» газовоз будет иметь класс не ниже седьмого, а то и выше. На западном маршруте таких льдов нет, и там ледовый класс будет ниже.
Соответственно, отсюда пойдут уже более конкретные отличия: толщины, материалы, мощность, вид энергоустановки и так далее. Все это будет решаться при дальнейшем проектировании. В зависимости от требований заказчика к автономности, скорости и другим характеристикам эксплуатации может меняться почти все, вплоть до формы корпуса.
Технический проект отечественного газовоза будет готов в 2025 году
В настоящее время идут работы по созданию эскизного проекта судна.
П: На пресс-подходе по случаю 130-летия КГНЦ вами была высказана мысль, что безэкипажное судоходство не будет иметь экономического выхлопа. В чем тогда суть подобных разработок?
— Раскрою свою мысль. В первую очередь, нужно соотносить деньги, вложенные в реализацию безэкипажной технологии, и то, что мы получаем на выходе. Пока вопросы безаварийности в этой тематике старательно обходятся. Я не слышал, чтобы кто-то из апологетов безэкипажного судоходства привел статистику, что, например, с исключением человеческого фактора аварийность снизится, условно, на 10 или 20%. Пока что единственный видимый эффект от применения безэкипажных технологий состоит только в сокращении численности экипажа. А сколько мы вкладываем и сколько это дает в итоге в цифрах? По нашим оценкам, вклад менее чем скромный.
В то же время у нас есть технологии, которые позволяют реализовывать высокие классы автоматизации, и их использование сокращает затраты по сравнению с традиционными экипажами в 3–5 раз.
Второе. Безэкипажность должна закладываться еще на этапе проектирования судна. У нас же из обычного обитаемого судна решили убрать экипаж, поставить систему автоматизации органов управления и назвали его безэкипажным. То есть все сделали наоборот. При проектировании решается и анализируется множество нюансов, чтобы деньги не были потрачены впустую. Например, нужны ли успокоители качки и система кондиционирования на борту, если там нет людей?
Но! Это оценка именно на текущем этапе развития безэкипажных технологий. Нужно понимать, что это лишь первые шаги, которые на практике сейчас никак не облегчают жизнь. И все же они нужны, чтобы потом на этой базе создать что-то полезное и эффективное.
И третий момент — это правильный выбор сферы, где безэкипажное судоходство будет эффективнее, чем судоводитель.
П: Например, для военных?
— Не только. Есть задачи, связанные, например, с оценкой метео- и ледовой обстановки и прочие работы по добыче данных в труднодоступных местах.
П: А будет ли по такой логике экономически выгодной для заказчиков эксплуатация судов, работающих на водороде, в создании которых участвует КГНЦ? Это ведь, по сути, тоже практически эксперимент.
— Нет, конечно. Это такая же история, как и с безэкипажными судами. Зачем тогда КГНЦ в этом участвует? Потому что мы видим в этом потенциал. Во-первых, водород прекрасно интегрируется в единую электроэнергетическую систему и систему электродвижения судна.
Во-вторых, водород — это максимальная экология, потому что на выходе работы энергоустановки на водородных топливных элементах ничего, кроме воды, не получается.
В-третьих, наша энергоустановка быстро реагирует на изменения нагрузки. Это означает, что мы можем мгновенно увеличить мощность, когда это необходимо. Например, если судно сталкивается со льдом и нагрузка увеличивается, оборудование может быстро адаптироваться и компенсировать это изменение, обеспечивая стабильную работу.
Четвертое: водородная энергоустановка отлично сочетается с теми же безэкипажными технологиями, потому что ей необходимо техническое обслуживание один раз в 9–10 месяцев. Не надо, как в дизельных двигателях, постоянно менять масло, фильтры и так далее.
Но есть одна проблема — экономика. Проблема эта вызвана мелкосерийностью не только самих корпусов судов, но и комплектующих, включая энергоустановку, а также отсутствием отечественных материалов для реализации водородных технологий.
П: Как может осуществляться заправка водородом у такого флота?
— Вариантов несколько. Самый простой — это гидролизная станция, в которой будет вырабатываться водород. Из плюсов — топливо будет максимально чистым, из минусов — это достаточно дорогой способ. Согласно расчетам, для производства 1 кубометра водорода требуется около 3,56 кВт·ч электроэнергии.
Есть и более изощренные методы получения водорода, которые мы тоже отрабатывали. Например, метод паровой конверсии метана или дизельного топлива. С точки зрения создания инфраструктуры этот способ дороже, но само производство будет дешевле первого варианта.
П: Что нужно для полноценного запуска водородного судоходства?
— По-хорошему, необходима определенная государственная политика, например в виде госпрограммы. Потому что это будет не как стандартно бывает: построили судно, спустили на воду, испытали и отправили его работать.
Здесь нужно взять какой-то опытный район, допустим Байкал, где вопрос экологической безопасности стоит на первом месте. Специально под локацию мы отрабатываем требования, включая то, какие суда должны ходить, какой типоряд энергоустановок на водородном топливе нужен, как мы будем производить водород в этом регионе.
Ведь регион — это тоже важная составляющая, которая сильно влияет на экономику всего проекта. В Мурманске есть атомная электростанция, потому в этом районе дешевая электроэнергия. Там можно поставить огромную гидролизную станцию и производить чистый водород по бросовой цене, и транспортом доставлять его куда хочешь, пока логистика рентабельна.
В общем, для запуска полноценного водородного судоходства нужно, во-первых, создать и проанализировать научно-механический аппарат, во-вторых, определить опытный район с эксплуатацией четырех-пяти прогулочных катеров (либо двухпалубных пассажирских судов или грузопассажирских паромов), в-третьих, создать под них инфраструктуру. И в течение двух-трех лет смотреть на показатели экономики, экологии и интереса туристов и местных жителей.
Первое отечественное пассажирское судно на водороде
Некоторые подробности проекта 00393 с топливными элементами на водороде.
П: А уже известно, где будет эксплуатироваться прогулочное судно «Экобалт» проекта 00393, работающее на водородном топливе?
— Это вопрос к Минпромторгу, я пока не знаю ответа на него. Мы обсуждали несколько предложений, в том числе Волгу и уже упомянутый Байкал.
Для запуска опытной эксплуатации мы также ждем свод требований РС. Там есть определенные сложности, но, на мой взгляд, они носят формальный характер.
П: Есть ли у КГНЦ компетенции, наработки, идеи по одной из главных проблем судостроения — строительству отечественных судовых двигателей?
— У нас нет инфраструктуры для самостоятельного развития этого направления: нет стендового хозяйства, специалистов, госконтракта и прочего.
Проведем аналогию с авиастроением, где есть НИЦ Институт имени Жуковского. По сути, это аналог Крыловки, но для авиации. У них есть ЦИАМ — Центральный институт авиационных моторов со всем необходимым набором для проектирования, испытаний двигателей и прочих процессов. У нас таких технологических возможностей нет. ЦНИИ СЭТ работает только по электрическим двигателям, а для ДВС, к сожалению, у нас нет стандартной базы.
Чтобы действительно контролировать все направления технологического развития судостроения, нам надо значительно подрасти. А для этого надо вкладывать деньги.
П: Давайте подытожим нашу беседу чуть нестандартно. Поясните, как сегодня происходит взаимодействие науки и рынка? К вам обращаются заказчики со своими пожеланиями или вы что-то придумываете в инициативном порядке и предлагаете потенциальным покупателям?
— И то и другое. Есть понятие научно-технического задела, без которого развитие технологий невозможно. В последнее время на этот научно-технический заделнаучно-технический задел спрос нулевой. Даже в рамках госпрограмм начали обнулять эти работы. Все это закончилось очень плачевно: по технологическому развитию и военно-морской флот, и наше гражданское судостроение значительно отстают от ведущих стран мира.
Например, в Европе когда-то изобрели технологию Azipod. Она появилась благодаря тому, что заинтересованные в развитии бизнеса предприятия вложили деньги в эту инновационную продукцию, а потом еще вложились в ее распространение.
И у нас должно быть так же. Заказчики должны анализировать, задаваться вопросом: «Что надо сделать, чтобы качество судов возросло?» Нам совместно нужно опережать проектантов, потому что, когда КБ начинает проектировать, ему нужны готовые решения. Пока же политика такая, что нам готовы дать деньги, если будет покупатель. Получается порочный круг.
Хотя и решения по запросу под текущие проекты тоже работают. Удачный пример — система электродвижения на проект атомных ледоколов 22220, аналогов которой в мире не было. На момент ее разработки уже был и контракт, и проект. Мы изучили тематику и с нуля разработали оборудование, которое сегодня успешно показывает себя в эксплуатации.