Geleceğin Yakıtları Deniz Ticaretinde Önem Kazanıyor
Ocak 2021
Dünya deniz ticaretinden oluşan karbondioksit emisyonu, dünyada oluşan karbondioksit emisyonunun sadece 3ünü teşkil etmektedir.
Dünya çevresinde C02 oluşumunun yarattığı olumsuz çevre koşullarını önlemek için ilk önce denizdeki taşıtlardan oluşan karbondioksit emisyonunu düşürmek için 2030 ve 2050 yılında olmak üzere iki ayrı karbon dioksit emisyon hedefi belirlenmiştir. 2030 yılı için belirlenen karbondioksit emisyonunun 50 azaltılmasıdır.
2050 yılında ise karbondioksit emisyon azaltma hedefi 99 olacaktır. Başlangıçta ulaşılması mümkün olmayan bu hedefin 2030 yılına yaklaştıkça hiç de zor olmadığı görülmektedir.
Sentetik yakıtların üretim maliyetlerinin yanı sıra, güç ve enerji üretim araçlarında şekil ve sistem değişikliğine gidilmekte önde gelen makine ve sistem üreticileri MAN, Wartsila ve Ulstein vb. sentetik yakıtlara uygun makine ve ekipman üretimi ve testlerine başladılar. Sentetik yakıtların üretimi, bununla ilgili yeni makineler, mevcut makinelerin dönüşümü, dolum istasyonları, yeni yapılacak cihazlar ve yakıt depolama kabiliyetlerinde önemli gelişme ve sonuçlar beklenmektedir.
Hatta günümüzde yapılan çalışma ve araştırmalar 2021 yılında karbondioksit emisyonu sıfır yakıtlı deniz taşıma araçları işletmeye alınarak kısa sefer yapan yolcu gemileri olarak seyre çıkacaklardır. Bunun yanı sıra özel hizmet gemilerinde sondaj gemileri, açık deniz balıkçı gemileri, okyanus servis gemileri gibi belirli alanda sefer yapan gemilerle denemelere başlanacaktır.
Günümüzde yıllara göre Emisyon kısıtlayıcı bölge planları:
Gelecekte yıllara göre Emisyon beklentisi:
Kısa Sefer yapan gemilerdeki uygulamalar
Kısa mesafeli sefer yapan gemiler yeni nesil yakıtları denemek için ideal özellik taşırlar. Az yakıt harcamaları kolay dolum yapabilmeleri yakıt depolama giderini düşürmektedir. Bu nedenle çoğu ülkemizde inşa edilen Norveç feribotları kendi sektörlerinde elektrik güç kullanımına öncülük etmektedir. Bu tip elektrikli feribotlarda elli civarında akü ünitesi desteği ile sadece elektrik veya hibrit güç sağlanmaktadır.
Dünyada bir ilk olan hidrojen yakıtı kullanacak bir feribot Norveç Devlet ve DNV GL teknik desteği ile 2020 yılında servise alınmak üzere Tuzla’da Selah Tersanesinde denize indirilmiştir.
Derin sondaj / Deep Sea gemileri
Bu gemilerde taşınan yakıtların yüksek yoğunluklu olması taşıma kapasitesinde hacim kazancı oluşturmaktadır. LNG yakıt, yeterli dolum istasyonları bulunması halinde doğru bir çözüm olabilir. Sürdürebilir biyo-yakıtlar, metanol ve LPG yeterli miktarda bulunabilirliği ve istenilen kalite sağlandığında tercih edilebilir.
Günümüz yakıtları:
Fiyatlar:
Piyasadaki Durum:
Sentetik Yakıtlar:
Sentetik yakıtlar olarak geleceğin yakıtları sıralamasında karbon elementi düşük hidrojeni yüksek yakıtlar olarak düşünmeliyiz. Bu yakıtların tercih edilmesi sadece karbondioksit emisyonunu düşürmesinin yanısıra fiyat, elde edilebilirliği, kullanım kabiliyeti mevcut makineler ya da yeni cihazlar olarak değerlendirebilirsek Doğalgaz ve Amonyak ön sıralara şimdiden yerleşmektedir.
Sentetik yakıtlardan sırası ile,
Metanol: Kimyasal yapısı CH3OH2 olup Basitçe Alkol olarak tanımlanır. Düşük karbon miktarı ile yüksek hidrojen içermektedir. Her sıvı Metanolun basit yapısında yüzlerce kimyasal bileşikler sıralanmaktadır. Karada Taşıma sektöründe yakıt olarak kullanılmaktadır. Değişik kaynaklardan üretilebilmektedir. LNG, Kömür, Yenilenebilir kaynaklar, Biomass, C02, Hidrojen’den elde etmek mümkündür.
Doğal gaz LNG: Sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG) en azından evde ya da santral de ve endüstride doğalgazdan hiç farkı yoktur. Ana yapısı metan (CH4) bir hidrokarbon olup düşük karbon içermektedir.
Sıvılaştırılmış Petrol gazı LPG: Sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG) Propan ve Butan karışımı olup sıvı formda bulunur. ABD’den örnek verirsek LPG de genellikle propan bütana karıştırıldığından propan spesifik buharlaşma basınç ve sıcaklık karakteristiğindedir.
Hidrojen H2: Hidrojen (H2) değişik yöntemlerle birkaç yoldan üretilebilir. Örnek olarak Elektroliz yöntemi ile Yenilenebilir kaynaktan ya da LNG yapısı değiştirilerek elde edilir.
Enerji depolama araçları:
Bataryalar: Bataryalar doğrudan elektrik enerjisini depolama özelliğine sahiptir. Güç sistem optimizasyonu ve gelişen batarya teknolojisi ve maliyetlerin azaltılması ile bataryalara dünya çapında istek artmış olup deniz sanayinde ilgi çoğalmıştır.
Yakıt Hücreleri: Yakıt hücreleri kimyasal enerjiyi yakıtla birlikte doğrudan elektrokimyasal oksidasyondan geçirerek elektrik ve termal enerjiye dönüştürmektedir. Bu doğrudan enerjiye çevirme prosesinde 60 verimlilikte elektrik enerjisi yakıt piline ve kullanılan yakıta bağlı olarak elde edilmektedir.
Değişen dünya enerji kaynaklarına göre Türkiye’de neler yapabiliriz
Türkiye de değişen enerji kaynaklarına yönelik mevcut diesel ve otto çevrimi makinelerinde fiziksel değişiklikler yaparak çift yakıt olarak yakılabilen LNG doğal gazı 100 doğal gaz yakıt olarak yakabiliriz. Bu çalışmalarımızla kurulacak servis ağı ve sistem yedek parça üretiminde Türkiye Dünyada avantaj sağlayabilir.
100 LNG Dönüşümü: Çift-türbülans girdap yanma odasında gerçekleşen MR-Süreci yanma mekanizması hem dizel hem de otto çevrim avantajlarını tek yapıda toplama olanağı sağlar. Ayrıca TÜLOMSAŞ A.Ş. üretimi TLM16V185 tipi ağır dizel motorunun verim ve emisyon açısından mevcut durumu, günümüz en etkin alternatif teknoloji olarak daha verimli ve düşük emisyonlu, yakın geleceğin ana yakıtı olarak CNG ve LNG doğal gazlarla çalışma imkânı veren “MR-Process” yanma mekanizması kullanılarak, bu motor bazında ülkemizde ve dünyada kabul edilebilir, sivil ve askeri amaçlı gemiler, lokomotifler, iş makineleri, jeneratörler ve enerji santralleri için gücü 500 - 2800 kW arasında değişen, 6-8-12-16 silindirli yenilikçi ve rekabetçi yerli marka gemi motorları geliştirilmesi mümkün olacaktır.
Diesel ve otto makinelerinin pistonlarında yapılacak fiziksel değişikliklerin 100 LNG yakılmasına imkân verecek projeler destek beklemektedir.
Sodyum Bor hidrür üretimi: Türkiye, Dünya da bor rezervlerinin 73 üne sahiptir. SBH (NaBH4) üstün özelliklerinden dolayı ticari olarak kullanılan en önemli borohidrit’lerden biridir. SBH, çeşitli endüstriyel alanlarda ve uygulamalarda da yaygın olarak kullanılmaktadır:
-Kağıt, tekstil, seramik ve porselen endüstrisi;
-Gözenekli plastik üretimi;
-Yüksek saflıkta organik bileşik üretimi;
-Atık sudan ağır metallerin uzaklaştırılması.
Hidrojen ve yakıt hücresi teknolojisi dünya çapında hızla gelişmekte ve yaygınlaşmaktadır. SBH'nin en önemli rolü, tüm ulaşım araçları, taşınabilir güç kaynakları, sivil ve askeri amaçlı insansız hava araçları gibi uygulamalarda kullanılan hidrojen için emniyetli bir depolama aracı olmasıdır.
Dünyada üç aşamada üretilen sodyum bor hidrür üretiminde te aşamada üretilmesi için laboratuvar çalışmaları yapılmış olup pilot uygulamaları için destek ve katılım beklenmektedir.
Çözelti halindeki sodyum bor hidrür aşağıdaki reaksiyona göre hidrojeni açığa çıkararak sodyum meteborata dönüşür.
NaBH4 + 2H2O → 4H2 + NaBO2 H2O ve NaOH ilavesi ile sodyum bor hidrürün sıvı içerisindeki miktarı ağırlıkça 20-35 arasında olabilmekte, bu da sistemde ağırlıkça 4.4-7.7 arasında hidrojenin depolanmasına imkân vermektedir.
Toryum: Türkiye’nin dünya toplam toryum rezervindeki payının 5.9 olduğu belirtilmektedir (374,000 / 6,355,000). Sadece Isparta Aksu bölgesinde tespit edilen 20 bin ton üzerindeki toryum rezervi, Türkiye’nin 100 yıl boyunca enerji ihtiyacını karşılar. Bu bölgedeki toryum, Sivrihisar rezervlerinden farklı olarak, çok daha kolay işlenebilir niteliktedir.
En çevreci, ucuz ve güvenli enerji üretim mekanizmalarından biri olan Hızlandırıcı Sürümlü Sistemler (ADS teknolojisi) bilim insanlarının ortak çalışmasında toryum yakıtlı sistemlerin, geleceğin en önemli enerji kaynaklarından (Yeşil Nükleer Enerji) biri olacağı vurgulanmaktadır. Fosil yakıt rezervleri tükendikçe petrol ve diğer konvansiyonel enerji türlerinin fiyatının artmaya devam etmesi nedeniyle (15-20 yılda ticarileşebilecek) ADS teknolojisinin en çevreci, ucuz ve güvenli enerji üretim mekanizmalarından biri olmasının kaçınılmaz olduğu kaydedilmiştir. Gelecekte bir ülkenin hem toryum rezervlerine hem de onu güvenle kullanacak kendi ürettiği ADS teknolojisine sahip olmasının kalıcı bir ekonomik ve stratejik değer oluşturacağı değerlendirilmektedir.
Sonuç olarak:
2021 yılından sonra deniz taşımacılığında sentetik yakıtların kullanımı yapılacak alt yapı ve gemi güç sistemlerindeki değişikliklerle uygulamaya alınacaktır. 2030 yılında denizlerde öngörülen 50 karbondioksit salınımı şimdiden azaltılmaya başlanacak dev projelerin yatırımları tamamlanma aşamasındadır.
Dünya denizlerinde yapılacak güç kaynağı değişimi ve emisyon azaltılması yeni bir deniz ticareti anlayışı ve sistemi getirecektir.
LNG, Amonyak ve Hidrojen sentetik yakıtlarda önemli rol oynayacaktır. Toryum, deniz taşımacılığında radyasyonsuz nükler enerji özelliği ile alternatif bir güç kaynağı olarak yerini alması için dünya genelinde çalışmalar başlatılmıştır.
© 2022 Ömür Karataş, Tüm Hakları Saklıdır.