Gemi egzost emisyonları öncelikle ana makine ve yardımcı makine kaynaklı olmakla beraber kazanlardan kaynaklı da olmaktadırlar. Bu egzost gazı emisyonları, gemide kullanılan hidrokarbon türevi yakıtların yakılması ile meydana gelmektedir. Yazımızın devamında gemilerden kaynaklanan egzost gazı emisyonlarını detaylı şekilde inceleyeceğiz.
Gemi Egzost Emisyonları Nelerdir?
- Azot Oksitler (NOx)
- Sülfür Oksitler (SOx)
- Karbon Dioksit (CO2)
- Karbonmonoksit (CO)
- Hidrokarbonlar, Gaz ve kurum içeren partiküller
Gemilerden kaynaklanan hava kirliliğin önlenmesine dair yönetmelik MARPOL73/78’de kabul edilerek Annex VI’ya dahil edilerek detayları belirtilmiştir. Bu protokol 1997 yılında kabul edilerek 19 Mayıs 2005 tarihinde yürürlüğe girmiştir.
Gemi Egzost Emisyonları MARPOL Annex VI İçeriği
Ana hatları ile MARPOL Ek VI, gemilerden kaynaklı egzost gazı emisyonlarının kontrol altına alınmasını amaçlamaktadır. Buna göre 1 Ocak 2012 tarihinden itibaren gemilerde yakıt olarak kullanılan hidrokarbon bazlı yakıtların içerisindeki kükürtün %3,5 oranına düşürülmesini ve 2020 yılında ise bu oranın %0,5’e düşürülmesini sağlamaktadır.
Özellikle gemilerden kaynaklanan egzost gazı emisyonlarını düşürmek için birden fazla yol mevcuttur. Bunlardan bazıları,
- Kullanılan yakıt içerisindeki kükürt oranını düşürmek,
- Yakıt Temizleyiciler/ Filtreler
- Daha yeni makine teknolojisi olarak belirtilebilir.
Azot Oksitler (NOx)
Azot oksitler, yanma çevrimi sonrasında, yanma olayı neticesinde, atmosfere salınan azot ve oksijen moleküllerinin birleşiminden oluşan maddeyi tanımlamaktadır. Genel isim olarak Azot Oksit dediğimiz gazlar aslında nitrik asit ve nitratlar dahil olmak üzere kompleks kimyasalların etkisi ile atmosfere salınan nitrik oksit ve azot dioksit gazlarıdır.
Yanma sonunda üretilen azot oksitlerin miktarı direk olarak yanma sıcaklığı ile alakalıdır. Üst yanma sıcaklığı ne kadar fazla olursa, üretilen azot oksit miktarı da o derecede fazla olacaktır. Aynı bileşikler kazanlarda da meydana gelse de kazan içi alev sıcaklıklarının düşük olmasından dolayı, ana makinelerin ürettiği miktara oranla miktarları daha az kalmaktadır.
Yanma çevrimi sonrasında atmosfere salınan bu nitrik oksitler, atmosferdeki su ve oksijenle birleşip korozif olan nitrik asit oluşumunu tamamlamaktadır. Nitrik asit, kırmızımsı-kahverengi olan ve akciğer hasarına neden olan yüksek toksik özelliği olan bir gazdır. Bu gazlar, kaynaklarından çok daha fazla uzağa aynı zehirleyici etkiler ile ulaşabildiğinden dolayı ortaya çıkabilecek olan kirliliğin etkisi kirlilik kaynağından çok çok uzaklarda kolaylıkla görülebilmektedir. Olası kirlilik örneklerine duman ve asit yağmurları örnek gösterilebilir.
Günümüz teknoloji ile üretilen motorların azot oksit üretimleri, kanunlar çerçevesinde kalmaktadır. MARPOL Ek 6’nın 13 numaralı yönetmeliği, yeni üretilen motorların ve makinelerin üretebilecekleri azami emisyonu belirlemektedir. Bunlar da kendi içlerinde gruplara ayrılmaktadır. Özellikle makine çeşitlerine bakarken Tier 2 ve Tier 3 nedir diye merak edenler bu konuları araştırabilirler. Bununla beraber eski teknolojiye sahip bir makine veya motor bir revizyon veya modifikasyon geçirirse, değişikliğin yapıldığı tarih itibarı ile mevcut yönetmelik hükümlerini sağlayabilecek durumda olmalıdır.
Kükürt Oksitler (SOx)
Marpol Ek VI , kükürt oksitlerin denetlenmesi konusunu titizlikle takip ederek dünya genelinde özel emisyon kontrol bölgeleri oluşturmuştur. SECA (Sulphur Emission Control Area) adı verilen bu özel bölgelerde kullanılan akaryakıt içerisindeki kükürt oranı %1,5’i geçmemektedir. Bu sınır kademeli olarak önce %1’e ve 1 Ocak 2016 tarihi itibarı ile %0,1’e kadar düşürülmüştür.
1 Temmuz 2010 tarihinden itibaren Kükürt Emisyon Kontrol Alanı (SECA) kapsamı genişletilerek ECA olarak değiştirilmiş, atmosfere atılması izin verilen Partikül Madde(PM) ve Azot Oksitlerin(NOx) izin verilen değerlerinde indirgemeler yapılmıştır.
Gemi Egzost Emisyonları Kükürt Oranı Nedir?
IMO’nun aldığı karar gereği 1 Ocak 2020 tarihinden itibaren mevcutta %3,5 olan kükürt kullanım oranı ECA bölgesi harince direk %0,1’e düşürülecektir. Bu da yakıtların daha fazla kükürtten ayrılması neticesinde yakıt fiyatlarında olası artışlara veya kükürtü yüksek olan ucuz yakıtların kükürtten arındırılması için kurulacak filtrasyon sistemlerine ciddi oranda para yatırılması gereken bir sistem gerektirecektir.
Partikül Madde (PM)
Partikül madde genellikle partikül boyutlarında olan ve ikincil sülfat ve nitrat parçaları ile beraber kül, kurum gibi tam olarak yanmamış olan madde olan iki ana gruba ayrılmıştır. Bu maddeler üst düzeyde kanserojen özellikte olabilir. Astım, bronşit ve kalp yetmezliğine sebep olabildiği tespit edilmiştir.Kendi içlerinde büyüklüklerine göre farklı etki alanına ulaşabilir. Yüksek çapa sahip olanlar fazla uzaklaşamazken, küçük parçaların etki alanları yayılgan olabilir.
Karbon Dioksit (CO2)
Atmosferde bilindiği üzere belirli olan bir karbon dioksit oranı bulunmaktadır ve önemli bir sera gazı olarak bilinmektedir. Tüm dünyada salınan karbondioksit miktarını düşürmek için çalışmalar yapılmaktadır. Yanma çevriminin ana ürünüdür ve dizel motorların yanma gazlarının %5’ini oluştururken, su borulu kazanların yanma gazının %13’ünü oluşturmaktadır.
Mevcut kanunlarda gemiler için salınan karbondioksitler için belirlenmiş bir kanuni zorunluluk bulunmamaktadır. Sadece ABD’de Güney Kaliforniya eyaletininde 20 mile kadar mesafede seyir yapan gemilere 12 knot hız limiti getirilmiştir. ABD’deki uygulama, tüm dünya için uygulanması muhtemel kısıtlamalar için örnek teşkil etmektedir.
Uçucu Organik Bileşikler (VOC)
Uçucu Organik Bileşikler, tankerlerde kargo işlemleri ve tank yıkama işlemleri sırasında petrol türevi kargolardan salınan maddelerdir. Deniz seviyesinde, bu bileşikler nitrojen oksitler ile tepkimeye girerek atmosfer için önemli bir kirletici olabilen Ozon(O3) meydana getirmektedir. Saf ozon, akciğerleri kirleten önemli bir maddedir.
Uçucu Organik Bileşikler çeşitli kimyasal veya fiziksel atmosferik reaksiyonladan sorumlu olan fotokimyasal oksidantların oluşumunda önemli bir rol oynarlar. Bu gazlar mümkün olursa kıyı tesislerine özel bir hat vasıtası ile teslim edilmelidir.
Gemi Egzost Gazı Emisyonları Azaltma Yöntemleri
Gemilerden kaynaklanan egzost gazı emisyonlarını azaltmak için ana etkenler, daha temiz yakıtlar kullanmaktır. Bunların yanısıra aşağıdaki yöntemlerle de egzost gazı emisyonlarının düşürülmesi sağlanabilir.
- Motor Tasarımındaki Değişiklikler,
- Sulandırılmış Yakıt Karışımları (WIF)
- Silindirlere Doğrudan Su Püskürtülmesi(DWI)
- Scavenge Hava Nemlendirmesi (SAM) olarak da bilinen charge havasına su püskürtülmesi (CWI)
- Egzost gazı sirkülasyonu(EGR)
- Seçici Katalitik İndirgeme (SCR)
- Alkali Su Yıkayıcılar
- Kuru Kimyasal Gaz Temizleyiciler
- Deniz Suyu Yıkayıcı
- Siklon Santrifüj Filtresi
- Elektrostatik Filtre
- Örgü Filtre