چالش سوخت کم سولفور

به گزارش مانا، سازمان جهانی دریانوردی به منظور جلوگیری از آلودگی محیط‌ زیست در سال 1997 قوانین درجه اول خود را معرفی کرد و در سال 2008 اصلاحیه قوانین مربوط به آلودگی درجه 2 و 3 را به عنوان الحاقیه ذکر نمود و در همین راستا در حال حاضر بر روی موارد ذیل تمركز كرده و آنها را مورد بررسی قرار می‌دهد.

 - پالایش آب‌توازن کشتی‌ها؛

- بهره‌وری انرژی کشتی‌ها؛

- كاهش گازهای گلخانه‌ای؛

- سیستم جمع‌آوری اطلاعات در مورد مصرف سوخت کشتی‌ها؛

- اجرای قانون جهانی محدودیت سولفور موجود در سوخت؛

- پروژه همكاری فنی در جهت كمك به كشورها برای ارتقاء توانایی آنها در اجرای قوانین و استانداردهای جهانی؛

- قانون جدید محیط‌زیست دریایی؛

- تعامل نهادهای دولتی و غیردولتی در سازمان جهانی دریانوردی.

در این مطلب به اجرای قانون جهانی محدودیت سولفور موجود در سوخت کشتی‌ها می‌پردازیم.

معمولاً آلودگی هوای ناشی از کشتی‌ها بیشتر در نزدیك بنادر و شهرهای بندری اتفاق می‌افتد به طوری كه 70 تا 80 درصد آلودگی در محدوده 400 كیلومتری بنادر دنیا روی می‌دهد زیرا 70 درصد فعالیت‌های کشتی‌ها در این محدوده انجام می‌شود.

محققین ادعا می‌كنند كه سالانه 50 هزار نفر به خاطر ذرات معلق موجود در هوا كه قطر آنها 5/2 و كمتر از 5/2 میكرون است در اروپا جان خود را از دست می‌دهند. ناگفته نماند ذرات معلق با قطر 10 و كوچك‌تر از 10 میكرون ارتباط بسیار زیادی با سلامتی انسان‌ها دارند و ذرات پنج تا 10 میكرون با فرایندهای فیزیكی گلو دفع می‌شوند اما ذرات کمتر از پنج میكرون وارد لوله‌های برونشیت می‌شود و 5/2 میكرون و كوچك‌تر از آن به عمق ریه نفوذ می‌کند و به بدن آسیب‌های جبران‌ناپذیری می‌رساند.

ذرات معلق شامل گرد و غبار دود و دوده است كه به طور مستقیم در هوا انتشار می‌یابد یا اینكه بر اثر تبدیل آلاینده‌های گازی بوجود می‌آید كه منبع تولید آن می‌تواند عامل طبیعی مثل آتشفشان‌ها و فعالیت‌های انسانی بر روی این كره خاكی باشد. از منابع اصلی این ذرات معلق را می‌توان دی‌اكسید سولفور و دی‌اكسید نیتروژن و تركیبات آلی فرار دانست.

به طور کلی60 تا 70 درصد آلودگی هوا از ذرات معلق ناشی از كشتی‌ها مربوط به سوخت با كیفیت پایین و نامناسب می‌باشد و سولفور موجود در سوخت مسبب تولید ذرات معلق و باران‌های اسیدی است. حال آنكه سوخت با سولفور پایین می‌تواند 90 درصد دی‌اكسید سولفور و 70 درصد ذرات معلق را كاهش دهد كه در بعضی بنادر ترجیح می‌دهند كلاً موتورهای كشتی را خاموش کنند و برق را از خشكی به كشتی انتقال دهند.

 به همین خاطر سازمان جهانی دریانوردی طبق یك برنامه زمان‌بندی شده، قوانین سخت‌تری را نسبت به درصد سولفور موجود در سوخت وضع كرده است.

بر این اساس از ابتدای سال 2020 در كل آب‌های بین‌المللی درصد سولفور موجود در سوخت از 5/3 درصد به مقدار 5/0 درصد تقلیل پیدا خواهد كرد. این در حالی است كه از حدود 10 سال قبل در منطقه كنترل آلودگی كه در اروپا قرار دارد این مقدار از  یک درصد به 1/0 درصد از سال 2015 تاكنون تقلیل پیدا كرده است. 

اكنون كه از ابتدای سال 2020 با محدودیت جدید سوخت كشتی‌ها روبه‌رو می‌شویم بهتر است راه‌های روبه‌رو شدن با این چالش جدید بررسی شود که راهكارهای ذیل پیشنهاد می‌شود.

1- استفاده از سوخت با درصد سولفور بسیار پایین مثل دیزل دریایی، گازوئیل دریایی و سوخت سنگین با درصد سولفور پایین؛

2- استفاده از سوخت‌های جایگزین، استفاده از سوخت حاصل از فرایند بیولوژیكی، متانول و گاز مایع طبیعی؛

3- دستگاه تصفیه‌كننده گاز خروجی موتور كشتی (SCRUBBER) برای ژنراتور و دیگ بخار كشتی انواع مختلف دارد. با توجه به اینكه یكی از راه‌های اصلی برای رویارویی با چالش جدید محدودیت آلودگی ناشی از سوخت برای كشتی‌های ساخته شده و در حال ساخت، نصب SCRUBBER می‌باشد كه در این مقاله به جزئیات بیشتری از این دستگاه پرداخته شده است.

 البته در بحث كیفیت سوخت انواع دیگری همچون تزریق آب به سوخت یا همان نانو امولسیون و تزریق گاز هیدروژن در سوخت وجود دارد كه در حال تكمیل مراحل فنی قرار دارد و هنوز به نتیجه قطعی و كاربردی نرسیده‌ است.

SCRUBBER چیست؟

اسکرابرها (كاهنده آلودگی سولفور) كه در واقع در انواع مختلف به بازار عرضه شده است دستگاه‌هایی هستند كه می‌توان در مسیر گاز خروجی كارخانجات و كشتی‌ها نصب كرد و به وسیله این دستگاه‌ها از انتشار گازهای اسیدی و ذرات معلق كه باعث آلودگی محیط‌زیست می‌شوند جلوگیری نمود و در صورت مورد تأیید قرار گرفتن عملكرد و استاندارد بودن آنها توسط مؤسسات رده‌بندی، كارخانه‌ها و كشتی‌ها بعد از نصب این دستگاه‌ها طبق قانون اجازه فعالیت خواهند یافت.

در حـــــــال حاضــــــر در 1300 كشتـــــی، نصـــــب SCRUBBER مورد تأیید قرار گرفته است. نمودار شماره 1- تعداد تخمینی نصب  SCRUBBERدر سال‌های آتی را نیز نمایش می‌دهد و به دو دستهWET &DRY  تقسیم می‌شوند كه گروه WET نیز شامل سه نوع می‌باشد كه به طور خلاصه توضیح داده شده است.

1- نوع خیس (WET TYPE)  

- نوع خیس با سیستم باز (OPEN LOOP): دود حاصل از موتور كشتی توسط آب دریا كه اساساً قلیایی است شسته شده و آب تصفیه می‌شود و سپس بر اساس استانداردهای خاص آن را به دریا می‌ریزند. تصویر شماره (1)

 - نوع خیس با سیستم بسته (CLOSE LOOP): دود حاصل از موتور كشتی توسط آب و مواد افزودنی شیمیایی مانند سود سوزآور شسته شده و سپس خاصیت قلیایی پیدا كرده و تصفیه می‌شود و بعد به تانك‌های تعبیه شده در كشتی انتقال یافته و در بنادر تحویل داده می‌شود.

آب شیرین استفاده شده در یك سیستم بسته در جریان است و در صورت لزوم مقداری از آن با آب تازه جایگزین می‌شود. تصویر شماره (2)

- نوع هیبریدی با تركیب سیكل بسته و باز (HYBRIDE TYPE): در این نوع از دستگاه تصفیه هر دو نوع سیكل باز و بسته طراحی شده است به گونه‌ای كه با توجه به شرایط  می‌توان از هر سیستم دلخواه استفاده كرد.

2- نوع خشك (DRY TYPE)

نوع خشك آن به دو گونه است:

1- در مسیر گاز خروجی موادی قرار داده شده است كه گازهای اسیدی را جذب می‌كند.

2-دستگاه كنترل ذرات جامد به منظور زدودن محصولات حاصل از واكنش احتراق، مواد جاذب اضافی و هر ذره    آلاینده‌ای كه در مسیر گاز خروجی قرار داده شده است.

  زمان كوتاه است و قانون 2020 مالكان كشتی‌ها را برای اتخاذ تصمیم تحت فشار قرار داده است. سازمان جهانی دریانوردی از اول ژانویه سال 2020 قانون محدود كردن استفاده از سوخت كشتی‌ها را به 5/0 درصد الزامی خواهد كرد كه كاهش آلودگی دی‌اكسید سولفور را به خصوص در شهرهای بندری به دنبال خواهد داشت چون این قانون در MARPOL قید شده است و هر گونه تغییری نیازمند یك اصلاحیه می‌باشد. البته ایجاد هر اصلاحیه‌ای به زمان قانونی خود نیاز دارد كه به نظر می‌رسد در حال حاضر برای هر گونه تغییر و یا تأخیری دیر است.

فرصت كوتاه مالكان كشتی در اتخاذ تصمیمی بزرگ در خصوص استفاده از سیستم SCRUBBER به منزله یك قمار بزرگ تجاری است چرا كه درست بودن یا نبودن این تصمیم را قیمت سوخت در سال‌های آتی تعیین خواهد كرد. بسیاری از مالكان كشتی‌ها تصمیم خود را در نصب اسكرابر گرفته‌ و نقشه راهبردی خود را ارائه داده‌اند و برخی دیگر نیز هنوز تصمیم خاصی نگرفته و راهكاری را نیز ارائه نداده‌اند.

بد نیست بدانید كه شرکت مرسك تاكنون به دلیل اینكه تكنولوژی SCRUBBER هنوز عملكرد خود را ثابت نكرده است و استفاده هر نوع از آن مشكلات عملیاتی خاص خود را داراست تصمیم به نصب این دستگاه نگرفته و می‌خواهد از سوخت با سولفور پایین و LNG استفاده كند كه در این صورت باید سالانه هزینه دو میلیارد دلاری مابه‌التفاوت سوخت را پرداخت كند. 

در صورت تصمیم مالكان برای نصب SCRUBBER، موارد ذیل مهم است و باید در نظر گرفته شود.

1- در قالب یك كارگروه، تمامی كشتی‌های ناوگان باید تك‌تك بررسی شده و كشتی‌هایی را كه ساختار فعلی آنها توانایی نصب این سیستم را دارند مشخص شود.

2- كشتی‌هایی كه قابلیت نصب این دستگاه را دارند از نظر سن كارشناسی شود كه آیا این كشتی‌ها توانایی بازگشت سرمایه و سود‌دهی را در باقی‌مانده عمر خود دارند یا خیر، چرا كه ممكن است استفاده از سوخت با سولفور پایین مقرون به صرفه‌ باشد.

3- كشتی‌هایی كه فعالیت بازرگانی كمی دارند نیز باید شناسایی و بررسی شده و در صورت تأیید  از دور خارج شود.

4- كشتی‌هایی که در مسیرهای طولانی تردد دارند گزینه بهتری برای نصب این سیستم هستند و باید در اولویت قرار گیرند.

5- نصب این سیستم باید توسط شركت‌های معتبر انجام شود تا قطعات یدكی و خدمات پس از فروش را پوشش دهد. 

6- با توجه با اینكه نصب این سیستم پیچیدگی‌های خود را داراست بهتر است شركت‌ها به این امر به عنوان یك پروژه نگاه کنند و انتخاب یك مدیر پروژه با تجربه لازم و ضروری است.

7- در نظر گرفتن زمانی حدود30 الی 45 روز توصیه می‌شود كه این مدت بدون در نظر گرفتن زمان تهیه نقشه و هماهنگی در اجرای پروژه است.

8- باید برنامه‌ریزی و زمان‌بندی دقیقی انجام شود تا هر كشتی كوتاه‌ترین زمان ممكن را خارج از فعالیت بازرگانی داشته باشد و به همین جهت با انتخاب یك شیپ‌یارد مناسب و توانا می‌توان بر اساس برنامه‌ریزی، مسیر نصب را طی کرد.

9- بر اساس بودجه اختصاص یافته تعداد كشتی‌های انتخابی اولویت‌بندی شده و به یارد تعمیراتی هدایت شوند.

10- برای هر كشتی در نصب سیستم پالایش هوا مشخصات (Spec) جدا با جزئیات دقیق تهیه شود.

همان طور كه گفته شد به عملیات نصب و راه‌اندازی سیستم پالایش هوا بر روی كشتی باید از منظر یك پروژه نگاه شود و  نكات ذیل در حین اجرای آن باید مورد توجه قرار گیرد.

1- سیستم لوله‌گذاری به خاطر جا نمایی و مسیر عبور لوله‌ها بسیار حائز اهمیت بوده و جنس لوله به خاطر خاصیت خورندگی گاز خروجی از موتور، جنس و مقاومت لوله‌ها بسیار مهم است.

2- با ذات خورندگی این سیستم، شركت‌های سازنده باید از مواد استاندارد و تأیید‌شده‌ای در لوله‌ها، تانك‌ها، شیر‌آلات، رنگ‌های به كار برده شده و سیستم كنترل و مونیتورینگ استفاده كنند كه مقاومت لازم و سازگاری با محیط را داشته باشند.

3- در فاصله لوله خروجی سیستم از سی‌چست كشتی باید دقت لازم را داشت.

4- آشنا كردن و آموزش کارکنان به چگونگی عملكرد سیستم و مسائل ایمنی سیستم باید مورد توجه قرار گیرد.

عقد قرارداد

در عقد قرارداد غیر از مسائل مالی و چگونگی پرداخت هزینه باید به مسائل فنی هم توجه کرد و موارد ذیل را هم تحت پوشش قرار داد.

 عقد قرارداد با شركت سازنده سیستم

- علاوه بر قیمت و مدیریت زمان مسائلی همچون خدمات پس از فروش تهیه قطعه، آموزش کارکنان و مطابقت عملكرد سیستم با نیاز كشتی بر اساس استانداردهای موجود ضروری است.

- شركت سازنده باید ملزم به تهیه و ارائه محاسبات مقدار مقاومت سیستم در مسیر و فشار معكوسی كه به سیستم موتور اصلی وارد می‌كند، باشد و در صورت نیاز به نصب سیستم كمكی با محاسبه و دلایل كافی، بهره‌وری آن را ثابت كند.

- توان و ظرفیت خروجی دستگاه‌ها نیز گارانتی شود و تداخلی از نظر میزان توان الكتریكی كشتی و خنك‌كننده‌ها وجود نداشته باشد و همچنین سیستم از نظر ظرفیت با كشتی هم‌خوانی داشته باشد.

  عقد قرارداد با یارد تعمیراتی

نصب این دستگاه بر روی كشتی‌هایی كه از قبل ساخته شده را RETROFIT می‌نامند و به خاطر وسعت این كار باید در یارد تعمیراتی انجام شود كه در عقد قرارداد نصب علاوه بر هزینه، زمان آغاز و اتمام كار باید در نظر گرفته شود و كیفیت كار تحت نظارت شركت سازنده سیستم پالایش هوا، نماینده مالك و مؤسسه‌های رده‌بندی تماماً بر اساس استانداردهای موجود انجام گیرد.

                                                                                                                                                                 محمدحسین طالع‌زاری