В 2017 году в зонах особого контроля выбросов серы (SECA) Международная морская организация (IMO) запретила использовать судовое топливо с содержанием серы более 0,1 процента, в остальных акваториях - более 3,5 процента. С 2020 года введён более жесткий режим для остальных морских акваторий - не более 0,5 процента серы в топливе.

Это требование коснулось мазута - самого "грязного" судового топлива. Российские компании поставляют его более чем в 120 стран - 35 миллионов тонн из произведенных 51,5 миллиона. Выручка российских экспортеров в прошлом году составила около девяти миллиардов долларов. Инвестбанк Wood & Company полагает, что через год с небольшим мировая выручка от продажи мазута с высоким содержанием серы может сократиться более чем на 3,5 миллиарда долларов.

Из сложившейся ситуации у судовладельцев есть три выхода. Первый из них — переход на сжиженный природный газ (СПГ). Его использование позволяет снизить выбросы оксидов азота и серы на 90–95%. Однако у этого варианта есть целый ряд ограничений, да и многие воспринимают СПГ как промежуточный этап перед использованием водородного топлива и электричества. Второй вариант — установка специальных устройств (так называемых скрубберов), которые будут удалять из выхлопных газов окислы серы и азота. Ведущие производители судового оборудования давно предлагают подобное оборудование, и некоторые новые суда уже оснащаются скрубберами на стадии строительства. И последний путь (наиболее оптимальный для судовладельцев как по цене, так и доступности) — переход на использование низкосернистых продуктов.

        Переработка сырой нефти в конечные продукты требует обессеривания нефти. Технические требования к топливу, регулирующие транспортировку топлива, с годами становятся все более жесткими в отношении содержания серы.  Удаление серы из нефти является одним из основных требований на большинстве нефтеперерабатывающих заводов, и цена (и стоимость переработки) сырой нефти зависит от содержания в ней серы. Сернистые соединения становятся более трудно извлекаемыми с увеличением температуры кипения, поскольку доминирующий класс соединений изменяется от тиолов, сульфидов и тиофена в нафте до замещенных бензотиофеновых соединений в дистиллятных фракциях. Существующие методы обессеривания: экстрактивное, гидрообессеривание, окислительное, биообессеривание, обессеривание путем алкилирования, обессеривание с использованием сверхкритической воды – достаточно энергозатратны и дороги. Стоимость этих методов удорожает конечный продукт в 2-3 раза, что ведет к замене мазутов на дизельное топливо, уже сравнимое по цене. Лишь немногие из этих методов являются жизнеспособными и эффективными для обессеривания . Это связано со свойствами  нефти, такими как высокое содержание серы, высокая температура кипения и сложная природа соединений серы.

С разработанной технологией кавитационной обработки углеводородов  тиофен, пиррол, фуран и селенофен превращают друг в друга при помощи реагентов-водородных соединений  на катализаторе Al₂O₃. Такая же реакция происходит для  тиолана, пирролидина и селенолана (замещение по реакции Юрьева). При проведении экспериментов происходит превращение фурана в пиррол, тиофен или селенофен при действии соответственно аммиака, сероводорода или селеноводорода над АЦО в газовой фазе при высокой температуре.  Испытания на установке РВП-40 дали положительные результаты, соответствующие теоретическим вычислениям.

В жестких условиях кавитационного воздействия, создаваемым реактором вихревым проточным (РВП-40), пиррол, фуран и тиофен раскрывают кольцо под действием нуклеофилов.                               

При наличии подобранного нами реагента  они способны переходить друг в друга. Реакция обессеривания протекала при температуре 400°С в присутствии катализатора Al₂O₃. Проводимые эксперименты показали, что при подобранных катализаторах и эмульгаторах показатели серы снижались от 2,8-3,5% (исследовались разные по серности мазуты) до 0,5% серы за 2 циркуляционных оборота обрабатываемого топлива при соответствующем расходе катализатора и эмульгатора, а до 0,1% серы при 6 циркуляционных оборотах водомазутной эмульсии.

Кавитационная обработка мазута вместе с 15-20 процентами воды не только удаляет серу до нормативных значений, но и имеет сверхэффект. Мазут после обработки перестает гореть и взрываться вне двигателя, что очень важно для боеспособности кораблей. Фактически при кавитационной обработке с добавлением воды мы получаем не только снижение серы до нормативных пределов, но и повышение текучести и снижение вязкости мазута, при сохранении его теплотворности и лучшей сгораемости. Эти характеристики соответствуют параметрам флотского мазута стандарта F-5, применяемого на военных кораблях.

Основная причина недостаточной боевой живучести бронекораблей кроется в том, что корабль является носителем двух очень пожаровзрывоопасных элементов: боезапаса и мазута. Вся мощь средств противника направлена на преодоление брони корабля и оказания огневого воздействия именно на эти два самых уязвимых его элемента. Современные автоматические системы пожаротушения не способны бороться с взрывом и горением большого количества легковоспламеняющего топлива на борту. Вода при испарении поглощает большое количество тепла. Теплоемкость воды 1 кал/гЧград, вода характеризуется наивысшей теплотой парообразования, то есть способностью поглощать тепло при испарении (539 кал/г). Наиболее близкий к воде по данному показателю метиловый спирт имеет теплоту парообразования всего лишь 263 кал/г.  Образующийся при испарении воды водяной пар предотвращает доступ воздуха и, следовательно, кислорода к источнику пламени и тем самым прерывает процесс горения. Водяной пар очень теплопроводен, то есть способен быстро отводить тепло из нагретого объекта, объема или поверхности, и так же, как и вода, характеризуется высокой теплоемкостью (0,48 кал/гЧград) по сравнению с другими газообразными веществами.

Проведенные расчеты при лабораторных и опытных испытаниях показали, что обессеривание мазута с содержанием серы 2,8-3,5% при помощи кавитационной специализированной установки при использовании подобранных эмульгаторов и катализаторов дает общее удорожание продукта в следующих размерах:

Таким образом, продукт даже при самых жестких требованиях снижения серы будет дороже исходного продукта не более чем на 10% при рыночной цене аналогичных продуктов, которые дороже на 100-150%. Это позволит судовладельцам не искать альтернативы замены двигателей, установки экструдеров, перевода на газ, что занимает ¾ от стоимости самого судна. Да и сама замена на все возможные типы альтернатив возможна технологически по имеющимся и перспективным мощностям не более 2,5% в год от всего состава флота судов на мазуте (60 000 коммерческих судов). Структура спроса на низкосернистые мазуты характеризуется неопределенностью из-за высокой цены на низкосернистые мазуты (VLSFO) и сверхнизкосернистые мазуты (ULSFO) в сравнении со стандартными флотскими мазутами (IFO).

Определяющим фактором неопределенности является величина цены на разные марки мазута: от базового (HSFO) до низкосернистых (FO, MGO). Спред между ценами, даже при колебаниях меняется мало. Спред между FO 0,5% и HS-380 не изменялся – в среднем составляет 135$/t. Спред между MGO 0,1% и HS-380 также не изменился – в среднем 225$/t. Спред и между MGO 0,1% и FO 0,5% не изменился – в среднем составляет 90$/t.

Согласно прогнозу бункерных цен до 2022 года в 3 кв. 2020 года в порту Сингапур цена на HSFO-380 будет на 303$/t ниже, чем на FO 0,5%. Сейчас разница 155-160$/t. В 4 кв. 2020 года согласно прогнозу цена на FO 0,5% в Сингапуре понизится до 565$/t.

 При выходе на рынок продукта с параметрами ULSFO по цене близкой к IFO рынок выйдет из зоны неопределенности и стабилизируется в объемах и структуре потребления 2019 года.

Изменится и базовый прогноз спроса на бункерном рынке и мировом и российском. Это означает, что потенциальный объем глобального рынка (РАМ) составляет 250-380 млн. т/тод с общим ростом рынка в 2,6% в год (в среднем 5,3 млн. баррелей в день), общий объем целевого рынка (ТАМ) составляет 50 млн./т, доступный объем рынка для предлагаемого продукта (SAM) составляет 10 млн./т, достижимый объем рынка продукта (SOM) в годовой перспективе оценивается (потребители по предварительным переговорам готовы купить продукт) в 2 млн./т.