Düşük sülfür çağında deniz yakıtları

Sülfür emisyonlarını azaltmak

Yeni IMO mevzuatı genel olarak düşük sülfür çağının başlaması olarak tanımlanmakla birlikte 2020 sonrası sektör için düşük sülfür çağı olacaktır.

Sülfür tüm fosil yakıtlarında bulunan ve doğal olarak oluşan bir elementtir. Yaşam için önemlidir ancak atmosferde yüksek konsantrasyonda sülfür oksit (SOx) olarak bulunması ciddi sağlık ve çevre sorunlarına yol açabilir.

Şu anda dek 2007 yılında en fazla SOx yayan sektörlerden biri gemicilik sektörü olmuştur. Örneğin gemiler 15 milyon ton SOx yaymıştır; bu küresel emisyonun yaklaşık %5-8'ini oluşturmaktadır. Ancak bu durum hızla değişmektedir.

IMO, gemicilik sektörünün çevreye olan etkisini MARPOL 73/78 (1978 Protokolüyle değiştirilen Gemilerin Yol Açtığı Kirliliğin Önlenmesine Yönelik Uluslararası Anlaşma, 1973) ile mevzuat kapsamına almaya başlamıştır.

Ardından, 2005 yılında, gemi emisyonlarındaki sülfür oksidi (SOx) ve nitrojen oksidi ilk kez sınırlayan Anlaşmanın VI. Eki yürürlüğe girdi. SOx ile ilgili olarak ilk küresel sınırlama, akaryakıtta %4,50 kütle/kütle (mm) sülfür olarak belirlendi. Ayrıca Ek VI, sülfür sınırlamasının çok daha düşük olduğu ana popülasyon merkezlerinin çevresinde bulunan az sayıdaki sınırlı bölgeden oluşan Emisyon Kontrol Alanlarını (ECA) belirledi.

2012'de, küresel sınır %3,50 m/m'ye düşürüldü. Ardından 2015 yılında, ECA alan sınırı %0,10 değerine düşürüldü. 2020'de ECA sınırı aynı kalacak ancak küresel sınır %0,50'ye düşürülecektir.

Gemicilik ve arıtma sektörlerinin söz konusu değişikliğe hazırlanması için daha fazla zamana ihtiyaç duymalarına ilişkin bazı endişelere rağmen, IMO son zamanlarda %0,50 sınırının geciktirilmeyeceğini ve 1 Ocak 2020 tarihinden itibaren denize çıkmaya elverişsiz olanlar da dahil olmak üzere tüm gemilerin buna uyum sağlaması gerektiğini veya ciddi yaptırımlarla karşılaşacaklarını onayladı.

Düşük sülfür çağının yakıtları

Son on yılda yapılan değişikliklerin tüm dünyada mevcut olan yakıtların çeşitliliğini etkilemesine rağmen filoların büyük çoğunluğu hala ağır akaryakıt kullanmaktadır.

Ancak mevcut sülfür içeriğini %85 oranında azaltan yeni kurallar, endüstrinin şimdiye kadar gördüğünden çok daha belirgin değişiklikler yaratacaktır. Yakıt parametrelerini ve ilgili işleme gereksinimlerini güncel şekilde kavramayan operatörler temel maliyet ve sorun riskiyle karşılaşırlar.

Son zamanlarda Lloyd’s List Business Briefing'de, panele katılanlar rafinerilerden eşgüdümlü bir yaklaşım olmasa da, sektörün çok yakıtlı bir geleceğe yöneldiğinin aşikar olduğunu belirtti.

Konuya derinlemesine bakıldığında, 2020 sonrasında yakıtların beş ana kategori altında toplanmasını bekleyebiliriz:

• Ultra düşük sülfürlü akaryakıt (ULSFO), maks. %0,10
• Çok düşük sülfürlü akaryakıt (VLSFO), maks. %0,50
• Ağır akaryakıt, maks. %3,50
• LNG (sıvı doğal gaz)
• Diğerleri

ULSFO %0,10 S

%0,10 ECA gerekliliklerini karşılamak üzere pazara giren yeni yakıt ürünleri kullanılmaya devam edecektir. Bu yakıt türleri çoğunlukla temiz damıtılmış ürünlerdir. Bununla birlikte artık yağla karışmış motorinden oluşan karma ürünler de olabilir. Genel olarak, bu yakıtlar standart motor konfigürasyonlarıyla uyumludur ancak operasyonel değişiklikler yapılması gerekebilir. Örneğin, damıtılmış ürünlerde daha dikkatli işlem yapılması gereken nispeten düşük viskozite seviyeleri bulunur. Ayrıca, yeni karma ürünlerin bazıları, denizcilik uygulamalarında geleneksel olarak kullanılmayan ürünleri kullanmakta, bu da stabilite, uyumluluk ve kirlenme hakkında belirsizlik sağlamaktadır. Bu yakıtlara yönelik potansiyel olarak yüksek talep nedeniyle, denizcilik sektörü kendini diğer endüstrilerle rekabet eder halde bulabilir ve bu yakıtlar pahalı bir seçenek olacaktır.

VLSFO %0,50 S

Rafineriler daima proaktif olarak artıklarını kullanmaya ihtiyaç duyacaktır. İyi kalitede ve uyumlu yakıtlar oluşturmak için uygun artık ürünleri düşük sülfürlü damıtılmış ürünlerle karıştırmak mümkündür. Bu karışımlar %40 oranında kalıntı içermekle birlikte %0,50 sülfür limitinin altında kalabilir. Ancak, yüksek bir kararsızlık riski içerirler ve potansiyel olarak gemideki diğer yakıtlarla karışmaya aşırı duyarlı olabilirler.

Yıkayıcılara sahip ağır akaryakıt (HFO)

Her ne kadar IMO düzenlemeleri yakıttaki sülfür seviyeleri cinsinden ifade edilse de, gemilerde egzoz gazlarından sülfürü "temizlemeye" uygun azaltma teknolojisi varsa, gemiler uyumlu olarak kabul edilir. Halen kullanılmakta olan temizleyiciler, yakıtta bulunan yüksek seviyelerdeki sülfürü işleme yeteneğine sahip olduklarını kanıtlamışlardır. Operatörlerin zaten iyi bildikleri ucuz ve verimli artık yakıtları kullanmaya devam etmelerini sağlar. Tüm gemiler için uygun olmasa da, bu çoğu için cazip bir seçenek olacaktır.

LNG

LNG'nin sülfür içeriği düzenleme sınırının çok altındadır ve temiz yanma özellikleri onu çekici bir seçim haline getirir. Yine de pratikte donatma, üretim, nakliye ve depolama maliyeti (hem sahilde hem de gemide) çoğu operatör için uygulanabilir bir seçenek olarak kabul edilmemektedir. LNG çoğunlukla güçlü bir sera gazı olan metandır; bu nedenle sızıntı önemli bir çevresel sorundur. Ve LNG yakmakla hala birçok insanın düşündüğünden daha fazla karbondioksit salgılanır. Halen, kullanımda veya sipariş halinde sadece 200 civarında LNG gemisi bulunmaktadır. Bu sayı yeni inşa edilenlerle birlikte istikrarlı bir şekilde artacaktır ve ExxonMobil 2040'da kullanılan yakıtın %12'sinin gaz olacağını tahmin etmektedir. Başka bir deyişle, LNG geleceğin ana denizcilik yakıtı haline gelebilir, ancak buna daha çok zaman var.

Diğerleri

Karışıma başka çeşitli yakıt türleri de girmeye başladı. Bunlar arasında, FAME (yağ asidi metil eter) olarak da bilinen ve atık plastik, metanol ve henüz piyasada bulunmayan diğer yeni türlerden elde edilen yakıtlardan oluşan biyo-yakıtlar bulunmaktadır. Bu yakıtların bazıları, mikrobik büyüme riskinin yüksek olması gibi deniz kullanımı için sorun oluşturan özellikler gösterir. Bununla birlikte, biyodizel sülfür içermez ve göreceli olarak yüksek kayganlığa sahiptir. Bu tür yakıtlar kendi başlarına cazip bir seçim olamayacak kadar pahalıdır, ancak sülfür içeriğini azaltmak için diğer yakıtlarla karıştırılmaları yararlı olabilir.

Denizcilik açısından zorluk

0,50 çağına yönelik yapılan değişiklik için sorunsuz geçiş yoktur; yukarıda belirtildiği gibi ilk günden itibaren ciddi şekilde uyum sağlamak gerekecektir. Bu anlamda, en büyük ilk zorluk denizde değil, temizlenip hazır olması gereken yakıt bölmesi mavnalarının ve uyumlu yakıtla doldurulması gereken tankların yer aldığı tedarik zincirinde görülecektir.

Bununla birlikte, gemi sahipleri için en büyük sorunun düşük sülfürlü yakıtların mevcudiyeti olması beklenmemektedir. Gerçek sorunları, mevcut farklı yakıt türlerini tahmin etmek ve bunların bireysel olarak ve diğer yakıtlarla birlikte nasıl kullanılacağını anlamak olacaktır. Lloyd's Register'ın yakıt uzmanı Tim Wilson şöyle açıklıyor:

Gemi sahibinin bir yakıt bölmesinden diğerine karşılaşacağı büyük çeşitlilik ve yakıt formülleri aralığını göz önünde bulundurmak için yakıt yönetimini çok açıkça tanımlamak üzere hazırlanmaması durumundaki riskin farkında olması gerekir. Gemiyle ilgili büyük operasyonel risklerle karşılaşabilirler.

Kararsızlık

Bir yakıt, materyal özelliklerini zamanla kaybetmeme eğilimi göstermesi durumunda kararlı olarak nitelendirilir. Kararsız yakıtlar, ciddi operasyonel sorunlara yol açabilecek şekilde kısa dönemde kimyasal değişikliklere uğrayabilir.

Kararsız damıtılmış ürünlerde, doymamış hidrokarbonlar oksitlenir ve reçine, zamk ve vernik üretir.

Kararsız atık yakıtlarda, asfaltenler ve diğer aromatik, kutupsal, hidrokarbon molekülleri depolama tanklarında kalın tortular oluşturarak bir araya gelme eğilimi gösterir. Bu tortular yapışkan ve yüksek seviyede viskozdur.

Kararsız yakıtlar kullanan bir gemi tıkanmış filtrelere, separatörlere ve borulara maruz kalabilir. Yakıt pompaları aşırı yüklenirse, ateşleme ve yanma ile ilgili sorunların yanı sıra pistonlara, piston segmanlarına ve silindir gömleklerine ilişkin kalıcı hasar riski olabilir. Aşırı durumlarda, ana ve yardımcı motorları durabilir ve gemi ile mürettebatı için ciddi tehlike oluşturabilir.

Uyumsuzluk

İki veya daha fazla yakıt kendi başına kararlı olsa bile, bunların birlikte karıştırılması kararsız bir karışım oluşturabilir. Buna uyumsuzluk denir.

Örneğin, HFO ve VLSFO'nun harmanlanması kararsız bir yakıt meydana getirebilir. Aynı şekilde, ULSFO'ların HFO, VLSFO ve hatta diğer ULSFO'larla uyumluluk sorunları olabilir. 2020, pazara her zamankinden çok daha çeşitli yakıtlar getirdiğinden, uyumsuzluğun sektör için daha yaygın ve karmaşık bir sorun haline gelmesini bekleyebiliriz.

Yakıtların test edilmesinin ve tankların temizlenmesinin önemi

Tedarikçiler yakıt bölmesinde mevcut stokları kullanmak amacıyla karışımlar oluşturduğundan ya da gemiler atık yakıtlarla tanklara yeni yakıt aldığından ECA alanlarının oluşturulmasından bu yana yaşadığımız kararlılık ve uyumluluk sorunlarının 2020 yılından itibaren yaygın hale gelmesi beklenebilir.

Yeni yakıtların kararlılık testi kesinlikle gereklidir. Bu amaçla, ISO WG6 (ISO 8217) ve CIMAC WG7 şu anda kararlılık ve uyumluluk sorunlarını daha iyi anlamak için yöntemler üzerinde çalışıyor. Rafineriler ve test laboratuvarları arasındaki işbirliği, yeni ürünlerin iyi anlaşılmasını sağlamaya da yardımcı olabilir.

Ayrıca, operatörler gemide farklı yakıtların ayrıştırılmasını ve tıkanma risklerini azaltmak için tanklarının ve yakıt işleme hatlarının bağımsız çalışacak şekilde tasarlanmasını sağlamalıdır. Yakıtın karıştırılması kaçınılmaz ise, önce uygunluk testleri yapılmalıdır. Gemide basit testler yapmak mümkündür, ancak derinlemesine laboratuvar testleri daha yüksek düzeyde güvence sağlayabilir.

En iyi uygulamalardan biri olarak, denizde tortu oluşma ihtimalini azaltmak için tanklar düzenli olarak temizlenmelidir. Aynı şekilde ekiplerin, bir yakıttan diğerine geçerken uyumsuzluk belirtileri için özellikle dikkatli olması gerekecektir.

Diğer hususlar

Yeni deniz yakıtları karışımı, yakıt kullanımı ve koşullandırmaya ilişkin diğer bakış açılarındaki karmaşıklığı artıracaktır. Kısaca, diğer zorluklardan bazıları şunlardır:

• Sıcaklık - Farklı yakıtların farklı viskoziteleri ve parlama noktaları olacaktır. Bu nedenle, çalışma sıcaklıkları hem pompalarda hem de diğer ekipmanlarda termal şoka neden olmadan tutarlı yakıt akışı sağlamak ve yangın riskini önlemek için dikkatli bir şekilde yönetilmelidir.
• Yağlama - Ekiplerin her yakıtın ne kadar yağlama sağladığının farkında olmaları ve motorlarını korumak için gerekli ayarlamaları yapmaları gerekir.
• Katalizör tanecikleri - Sülfürün yakıttan çıkarılması, yakıttan etkin şekilde ayrılmadığı takdirde ardında motorlara ve diğer ekipmana zarar verebilecek küçük, sert parçacıklar bırakan katalizörler gerektirir. Ayrıca, düşük sülfürlü yakıtlarda daha yüksek katalizör tanecikleri seviyesi bulunabilir.
• Su kirliliği - Bazı yakıt türleri, suyu diğerlerinden daha fazla çeker, bu da yakıt ekonomisini azaltabilir ve etkili bir şekilde giderilmezse motorları ve diğer bileşenleri paslandırabilir.
• Mikrobiyal kontaminasyon - Özellikle biyoyakıtlar, tıkanmalara ve korozyona neden olabilen mikrobiyal çoğalmaya eğilimli olabilir.

Bilgi eğrisinin önünde olma

Denizcilik endüstrisi çok fazla ve çok hızlı şekilde değişeceğinden ve 2020 sonrası yakıt durumunun pek çok yönü belirsizliğini koruduğundan özellikle yeni döneme geçerken, gelişmeleri takip etmek çok önemlidir.

Bilgi ve farkındalık başarının anahtarı olacaktır, bu nedenle tüm sorumlu paydaşlara düşen bilgiyi paylaşmak, uzman görüşleri almak ve konuşmanın bir parçası olmaktır. Alfa Laval akaryakıt hattı sitesi ve diğer yeni siteler bilgilendirme yapmayı ve diyaloğa odaklanmayı amaçlamaktadır. Gemi sahipleri ve operatörlerden tersanelere, sigortacılara, rafinerilere, ekipman ve motor üreticilerine kadar sektör olarak birlikte çalışmak keşfedilmemiş sularda güvenle gezinmek için en iyi şansı sağlar.