Denizcilikte sıvılaştırılmış dogal gaz uygulamaları

Günümüzde gemilerden salınan azot oksit (NOX), sülfür oksit (SOX) and karbon dioksit (CO2) gibi egzost emisyonlarının global ısınmaya verdiği olumsuz etkileri, dikkatlerin gemilerin doğaya nasıl etkilediği konusuna çevrilmesine yol açmaktadır. Bu tezin amacı egzost emisyonları konusunda bilgilerin verilmesi, bu emisyonların çevreye ve insan sağlığına verdiği zaraların anlatılması, bu zararların azaltılması için yapılan çalışmalar konusunda bilgi verilmesi ve bu çalışmalar sonrasında oluşan egzost emisyon limiterinin belirtilmesi, bu limit değerlerine ulaşabilmek için geliştirilen metodların ne olduğunun açıklanması ve bu metodlardan biri olan tek yakıt yakan makinelerin likit dogal gaz (LNG) da yakabilen çift yakıt yakabilen makinelere dönüştürülmesinin nasıl yapıldığı konusunda bilgi verilmesidir. Bu belirtilenlere ek olarak global ve yerel regülasyonlara göre NOX ve SOX egzost limitler belirtilmiş ve belirtilen emisyon değerlerinin sağlanabilmesi için hangi metodların uygulanması gerektiği detaylı bir şekilde açıklanmıştır. Bu tezde ayrıca egzost emisyon ölçümlerinin fabrikada ve sonrasında gemi üzerinde nasıl geçekleştirildiği detaylı bir şekilde açıklanmıştır. Global regulasyonları belirleyen Uluslararası Denizcilik Örgütü (IMO) 2015 yılında, NOX ve SOX egzost emisyon değerleri limitlerinin son halini açıkladı. Bu belirtilen limitlerin egzost emisyon kontrol alanlarında 2015 tarihinden itibaren geçerli oldugunu, 2020 yıllından sonrada dünyada belirtilen bölgelerde de geçerli olacağını duyurdu. Bu limitler ışığında belirtilen alanlarda egzost emisyon değerlerine ulaşabilmek için gemi sahiplerinin gerekli tedbirleri alması kaçınılmaz olmuştur. Regulasyonlarda belirtilen egzost emisyon limitlerinin sağlanabilmesi için, yapılan araştırmalara göre ya egzost gazı temizleme sistemlerinin kullanılması yada LNG yakıtın makinelerde alternatif yakıt olarak kullanılması gerekliliği ortaya çıkmıştır. Araştırmalar sonucunda egzost emisyon değerleri içindeki NOX değerini belirtilen limitler seviysesine düşürmek için SCR ve EGR gibi egzost dumanı içine kimyasal madde salarak NOX değerini istenen limitler seviyesine düşüren sistemler kullanılmakta yada belirtilen seviyeye ulaşmak için alternatif yakıt olarak LNG kullanılmaktadır. Emisyon değeri içindeki SOX değerini düşürmek için egzost dumanı içine kimyasal madde salarak SOX değerini istenen limitler seviyesine düşüren Sucrubber sistemleri yada düşük SOX değerli yakıtlar yada alternatif yakıt olarak LNG kulanılmaktadır. Makinelerin LNG yakıt yakabilen makineye dönüşümlerinde en önemli unsur LNG yakıt tankları için uygun bir yer bulunması olayıdır. Dönüşüm işinde ikinci faktor ise gemi üstündeki mevcut makinelerin dönüşüme uygun olup olmadığının belirlenmesidir. Eğer mevcut makine donüşüme uygun değil ise, yeni çift yakıt yakabilen makinelerin eskisi ile yer değiştirilmesi gerekmektedir. Genellikle mevcut makinelerin dönüşümünün yapılma maliyeti yeni makinelerin konulma maliyetinden daha düşüktür. Mevcut makinelerin dönüştürülmesi ile elde edilecek faydaların yeni makinelerin eskisi ile değiştirilmesi sonucu kazanılabilecek faydaların aynısının kazanılacağı konusunu unutulmamalıdır. Makinelerin dönüşümünü sırasında yeni parçalar kullanılacağı için parçaların kullanım süreleri sıfırlanacak bu durum garanti süresinin yeniden başlamasına ve makinenin bakım tutum maliyetlerinin azalmasına neden olacaktır. Makinenin calışma saatlerinin sıfırlanması ve kullanılan sistemler ile geminin değerininde artacağı konusuda göz ardı edilmemelidir. Tezimin ikinci bölümünde ana makine egzost emisyonları tanıtılmış çevreye ve insan sağlığına olan etkileri detayları ile belirtilmiştir. Bu egzost emisyonlarının verdiği zararları minimuma indirmek için çeşitli local ve global regülasyonlar ortaya çıkmıştır. Ayrıca bu bölümde global ve local regülasyonlar tanıtılmış ve bu regülasyonlardaki egzost emisyonlarının değerleri ile bu değerlerin yürürlüğe girme tarihleri de belirtilmiştir. Üçüncü bölümde ise, local ve global çalışma sahalarında belirtilen en son egzost emisyon limitlerine göre, makinelerde yakılan yakıt türlerinin egzost emisyon değerlerini düşürmek için hangi ekipmanların kullanılması gerektiği belirtilmiştir. NOX emisyon değerlerinin düşürülmesi için kullanılan SCR ve EGR ekipmanları detaylı birşekilde anlatılmıştır. SCR ve EGR sisteminin çalışma detayları ve SCR sistemi içinde gerçekleşen kimyasal tepkimeler detaylı bir şekilde anlatılmıştır. SOX emisyon değerinin düşürülmesi için kullanılan Sucrubber sisteminin çeşitleri anlatılmıştır. Her iki emisyon değerinin düşürülmesi için kullanılacak sistemlerin dizayn edilmesi için hangi kuralların geçerli olduğu belirtilmiştir. Tezin dördüncü bölümünde ise gemilerde kullanılan yakıtlara alternatif yakıt olarak LNG ele alınmış LNG yakıtın faydaları konusunda detaylı bir sekilde anlatılmıştır. LNG ile diğer yakıtlar arasında karşılaştırmalar yapılarak, LNG yakıtın temiz yakıt oldugu ve egzost emisyon değerlerinin diğer yakıtlara göre daha düşük olduğu belirtilmiştir. Beşin bölümde ise LNG yakabilen makinelerden, bu makinelerin çalışma prensiplerinden bahsedilmiştir. Bu bahsedilen makine tiplerinin avantajları, dez avantajları ve egzost emisyon değerlerini sağlayıp sağlayamadığından bahsedilmiştir. Altıncı bölümde ise, dönüşümü yapılacak makinenin üzerinde değişecek parçalar, makine üzerine eklenecek parçalar ve dönüşüm ile birlikte mevcut sistemler üzerindeki değişimler ve mevcut sistemlere ek olarak montajı yapılacak sistemler detaylı bir şekilde ele alınmıstır. Bu dönüşüm sırasında makine üzerindeki ve bağlı olduğu sistemlerdeki değişiklikler ve eklentiler için başvurulacak kurallar da ilgili bölümlerde belirtilmiştir. Dönüşümü yapılacak makine ve sistemler için hazırlanması ve onaylanması gereken dokümanlarda ayrıca belirtilmiştir. Tezin yedinci bölümünde, deniz tipi makinelerde ilk LNG ve MDO yakıt yakan makine dönüşümü detaylı bir şekilde anlatılmıştır. Dönüşüm sırasında makine üzerindeki değişen parçalar, dönüşüm sırasında makine bünyesine eklenen parçalar, dönüşüm sırasında hangi sistemeler üzerinde değişikliklerin yapıldığı ve hangi sistemlerin montajının yapıldığı detaylı bir şekilde anlatılmıştır. Bu dönüşümün gerçekleştiği gemi ve bu geminin sahibi olan firma hakkında detaylı bilgiler de paylaşılmıştır. Dönüşümün yapılamasının nedenleri de ayrıca detaylı bir şekilde anlatılmıştır. Ayrıca 2017 yılı da dahil olmak üzere dönüşümü yapılan makinelere sahip gemiler, bu gemilere sahip olan firmalar ve dönüşümün yapıldığı yıl çizelge şeklinde paylaşılmıştır. Tezin sekizinci bölümünde ise egzost emisyon ölçüm metodlarından bahsedilmiştir. Emisyon ölçüm metodlarının ne olduğu, hangi şartlarda yapıldığı ve egzost emisyonlarını etkileyen parametrelerin neler olduğu konusunda detaylı bilgiler verilmiştir. Bu ölçümlerin hangi metodalara göre ve hangi kurallara bağlı kalınarak yapıldığı detaylı bir şekilde anlatılmıştır. Bu ölçümler sonrasında nasıl bir belge hazırlandığı ve bu belgede nelerin bulunması gerektiği detaylı bir şekilde belirtilmiştir. Tezin sonuç bolümünde yapılan calışma sonucunda 2020 yılında SECA olacak bölgeler içerisinde Akdenizin, Ege Denizinin ve Marmara Denizinin olmasına rağmen, Karadenizimizin olmaması konusu vurgulanmıştır. İstanbul Boğazındaki ve Çanakkale Boğazındaki gemi trafiğine dikkat çekilmiştir. Boğazlardaki ve Marmara Denizindeki gemi trafiğinden kaynaklanan egzost salınımları insan sağlığına ve ekolojik dengeye olan olumsuz etkilerinden dolayı bu bolgenin ECA bölgesi olması için çalışmaların yapılması yada Maramara Bölgesi için özel düzenlemelerin yapılması gerektiği vurgulanmıştır. Bu düzenlemeler ile birlikte egzost emisyon değerlerinin düşürülmesi için nasıl tedbirler alınacağı ve bu tedbirlerin gemi sahiplerine getireceği ek maliyetler ve maliyetlerin en azından belli bir kısmının karşılanması konusunda nasıl çalışmalar yapılması gerektiği belirtilmiştir.