منابع تجدیدپذیر، اصلی‌ترین کلید کشتیرانی بدون کربن

به گزارش گروه بین الملل مانا در میان تلاش‌های بین المللی زیست محیطی و حفاظت از آب و هوا، تعداد بیشماری محدودیت برای صنعت کشتیرانی تعیین و به مرحله اجرا درآمده یا طی سال‌های آتی تحقق می‌یابد. درحال حاضر، تحقیقاتی در زمینه گزینه‌های جایگزین برای انتشار کمتر آلاینده‌های ناشی از سوخت‌های نفتی در جریان است. در این میان تصمیم سازمان بین المللی دریانوردی (آیمو) مبنی بر محدود کردن محتوای سولفور در سوخت شناور‌ها از نخستین روز ژانویه ۲۰۲۰ میلادی به ۰.۵ درصد در سطح جهان و همچنین کاهش ۵۰ درصدی انتشار گاز‌های گلخانه‌ای تا سال ۲۰۵۰ میلادی قواعد بازی در صنعت کشتیرانی را تغییر داده و ابهام و تردیدی را در بین مالکان، کشتی سازان و اپراتور‌ها به وجودآورده و آن‌ها را نسبت به انتخاب بهترین گزینه برای سازگاری سرگردان کرده است.
از این رو، سالانه ۴۸ میلیون تن سوخت با محتوای سولفور ۰.۱ درصد یا کمتر در سال نیاز است. زمانیکه قانون سوخت کم سولفور آیمو اجرا شود، ۷۰ تا ۸۸ درصد از سوخت مصرفی محتوای سولفور ۰.۱ یا ۰.۵ درصد را خواهد داشت و به مصرف سوخت با سولفور بالا که امروزه در صنعت جای خوش کرده، پایان می‌دهد. در سال ۲۰۱۶ میلادی، نصب چهار هزار دستگاه اسکرابر تا دو سال آتی در دستور کار قرار گرفته است. برآورد‌های اخیر نشان می‌دهد تاکنون تنها بین یک تا دو هزار اسکرابر نصب شده که مصرف سوخت با سولفور بالا را تا ۲۰۲۰ میلادی به کمتر از ۱۰ درصد کاهش می‌دهد. این روند سوالی را در ذهن ایجاد می‌کند که آیا سوخت سنگین در بسیازی از بنادر به موجب درخواست پایین موجود خواهد بود و اگر پاسخ مثبت است با چه قیمتی عرضه می‌شود؟ برای حمایت از دو قانون کنترل بندری و پرچم، سازمان بین المللی دریانوردی در نشست MEPC ۷۲ توافق خود مبنی بر اعمال ممنوعیت ورود شناور‌های ناسازگار با قانون جدید در بنادر را اعلام کرد، به موجب آن شناور‌هایی که اسکرابر را بر روی سیستم خود نصب نکرده باشند اجازه ورود به بندر را ندارند. در حال حاضر شناور‌هایی که مجهز به اسکرابر نیستند، مجوز تردد در بنادر و استفاده از سوخت‌های ناسازگار را تنها بعنوان بار دارند.

 

 اسکرابر‌های حلقه باز یا حلقه بسته؟
در مارس سال جاری میلادی، بیشتر تانکر‌های حمل نفت به سیستم اسکرابر که در دو نوع حلقه باز و حلقه بسته معرفی می‌شود، مجهز شده اند. زمانی که شناور در حرکت است می‌توان از نوع حلقه باز آن برای تنها بهره مندی از آب دریا استفاده کرد. بدین ترتیب، سولفور دی اکسید موجود در لوله‌های اگزوز با آب واکنش نشان داده و به اسید سولفوریک تبدیل می‌شود. برای خنثی کردن اسید نیازی به مواد شمیایی نیست چراکه خاصیت قلیایی آب آن را خنثی می‌کند. ۴۱ درصد از تانکر‌ها استفاده از اسکرابر‌های حلقه باز را ترجیح می‌دهند. این اسکرابر‌ها سازگار با قوانین آیمو در خصوص انتشارات سولفور اکسید هستند و در ضمن ساده تر، ارزان‌تر و سرعت نصب آن‌ها بالاتر است و زمان بسیاری در آن صرفه جویی می‌شود. این نوع اسکرابر تجهیزات کمتری با نوع حلقه بسته دارد و بنابراین، نظارت و تعمیر و نگهاداری آن برای خدمه آسان‌تر است.
سوخت‌های جدید کم سولفور
 سوخت‌های ترکیبی کم سولفور ۰.۵ درصد تا سال ۲۰۲۰ میلادی در بازار قابل دسترس خواهد بود. انتظار می‌رود تنوعی از تولیدات در بخش‌های مختلف جهان بسته به تکنولوژی پالایشگاه‌های محلی و کیفیت نفت خام وجود داشته باشد. بدون شک سوخت‌های جدید ترکیبات محتلفی در مقایسه با سوخت سنگین موجود کنونی دارند بنابراین سازگاری آن‌ها با یکدیگر چالش‌های بسیاری را به همراه دارد که در همین راستا باید میزان ذخیره سوخت و تریکب آن مدنظر قرار بگیرد. استاندارد سوخت ایزو ۸۲۱۷ در تلاش برای یافتن روش‌های تست سازگاری و پایداری سوخت است که پیش نویس آن در پاییز سال آتی میلادی منتشر خواهد شد. نخستین نمونه‌های سوخت‌های ترکیبی اواخر سال جاری در دسترس قرار می‌گیرد و فرصتی را برای سهامداران فراهم می‌کند تا بتوانند تجربه استفاده از آن را به اشتراک بگذارند.
 موارد مذکور چالش‌های کاربردی منتج شده از کاهش سولفور در سوخت‌های دریایی است. در همین حین، افزایش گرایش‌ها در جهان به سمت محدودیت در استفاده از نیتروژن اکسید، دی اکسید کربن و ذراتی که از سوخت‌ها منتشر می‌شود، دلیل محکمی است تا اهمیت جستجو برای سوخت و تکنولوژی‌های پیشرفته برای مقابله با چالش‌ها را نشان دهد.
گزینه‌های جایگزین در دسترس
در بین گزینه‌های جایگزین برای سوخت شناورها، مووسسه رده بندی DNV GL نروژ، LNG، LPG، متانول، سوخت‌های زیستی و هیدروژن را به عنوان بهترین انتخاب‌های سازگار معرفی کرده است.
نخستین موتور دوگانه سوز در سال ۲۰۱۶ میلادی با سیستم LFL بر یک تانکر اقیانوس پیما نصب شد که از متانول بعنوان سوخت دریایی بهره برد. متانول انتشار سولفور اکسید و نیتروژن اکسید را به ترتیب تا ۹۵ و ۳۰ درصد در مقایسه با سوخت دیزلی کاهش می‌دهد. موسسه DNV GL نخستین موسسه رده بندی در جهان است که در جولای ۲۰۱۳ میلادی قوانینی را منتشر کرد تا سیستم LFL نیز پوشش داده شود. امروزه متانول از گاز طبیعی تولید می‌شود، اما می‌تواند از منابع تجدیدپذیر نیز مانند زیست توده، کربن دی اکسید بازیافتی، هیدروژن یا بازمانده الوار‌ها و محصولات کشاورزی تامین شود. سطح انرژی موجود در این سوخت در مقایسه با سوخت سنگین استاندارد نصف است، اما مایع است و می‌تواند با تکیه بر راه حل‌های ذخیره‌ای و سوخت رسانی ساده مدیریت شود. 
در همین راستا، نخستین تانکر‌های افراماکس حمل نفت خام با موتور LNG در سال جاری تحویل داده می‌شوند. این شناور‌ها به موتور‌های دوگانه سوز X-DF با فشار کم مجهز خواهد شد که منطبق با الزامات Tier III در حالت‌های عملیاتی است. تانکر‌های جدید از موسسه رده بندی نروژی نشان برتر طراحی و پاکی را دریافت می‌کنند. 
تکنولوژی سوخت سلولی در ترکیب با دیگر سوخت‌ها می‌تواند کارآمدتر باشد و از سیستم‌های محرکه کنونی بهتر عمل کند. اما کاربرد‌های سوخت سلولی برای کشتی‌ها مفهوم نوپاییست. استفاده از سیستم‌های محرک بادی نیز گزینه مناسبی برای کاهش مصرف سوخت به ویژه در شناور‌هایی که سرعت حرکت آن‌ها کند است، به شمار می‌آید. باتری‌هایی که به منظور ذخیره انرژی مورد استفاده قرار می‌گیرند نیز می‌توانند بر روی شناور‌هایی که در مسیر‌های کوتاه تردد دارند، نصب یا به عنوان گزینه مکمل و با هدف افزایش کارآمدی سیستم محرک در نظرگرفته شوند. در کشتیرانی آب‌های عمیق تکنولوژی باتری نمی‌تواند جایگزین سوخت‌های مایع یا گازی شود.

 گام بعدی کجاست؟
نخستین چالش‌های مرتبط با سوخت‌های جایگزین در کشتیرانی ناشی از ملاحظات زیست محیطی است که در مقدار کافی سوخت، هزینه‌های و قوانین IGF Code خلاصه می‌شود. پس از آنکه LNG توانست بر موانع قوانین بین المللی پیروز شود، متانول و سوخت‌های زیستی نیز بزودی وارد میدان می‌شوند و توسعه قوانینی برای LPG و هیدروژن در محدوده کد IGF سازمان بین المللی دریانوردی به زمانی طولانی نیاز دارد. در همین راستا، تقاضای بالای سوخت‌های جایگزین نیازمند سرمایه گذاری وسیع در بخش ظرفیت تولید به استثنا LNG است چراکه این سوخت بیشترین میزان ظرفیت را در میان سوخت‌های جایگزین طی سال‌های آتی به خود اختصاص می‌دهد.
بدون اقدام دولت در شکست مالیات و پرداخت کمک هزینه، سوخت‌های تجدیدپذیر نمی‌توانند به راحتی با قیمت‌های قراردادی سوخت‌های فسیلی وارد رقابت شوند. LNG و LPG تنها سوخت‌های فسیلی هستند که می‌توانند طی پنج تا ۱۰ سال آتی میزان انتشار کرین دی اکسید را به حداقل برسانند. کشتیرانی با «کربن خنثی» به نظر می‌رسد فقط با تکیه بر سوخت‌های تولیدی از منابع تجدپذیر دست یافتنی باشد. درصورتیکه کشتیرانی اقدام به استفاده از سوخت‌های ترکیبی تولید شده از هیدروژن کرین دی اکسید ناشی از منابع تجدیدپذیر کند، جایگزین‌های موجود متان مایع و سوخت‌های دیزلی خواهد بود.