Καινοτόμος μεθοδολογία για τον αποτελεσματικό υπολογισμό του αποτυπώματος άνθρακα στις θαλάσσιες μεταφορές

Abstract

Αντικείμενο της συγκεκριμένης εργασίας είναι η μελέτη του παραγόμενου Αποτυπώματος Άνθρακα σε μια μεταφορική αλυσίδα, εκφρασμένο σε μονάδες ποσότητας διοξειδίου του άνθρακα ανά τόνο μεταφερόμενου εμπορεύματος και ανά μονάδα διανυόμενης απόστασης. Θεωρούμε ότι σε μια μεταφορική αλυσίδα χρησιμοποιούνται τα εξής μέσα μεταφοράς:

• Ένα φορτηγό (truck) μεταφέρει το φορτίο σε εμπορευματοκιβώτια (containers) από τον τόπο παραγωγής του σε ένα λιμάνι, ώστε να γίνει η φόρτωσή του σε ένα πλοίο μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων (containership).

• Έπειτα, φορτώνεται το εμπόρευμα στο πλοίο και αυτό αναχωρεί από εκεί για ένα άλλο λιμάνι, όπου θα ξεφορτώσει το φορτίο.

• Τέλος, πραγματοποιείται η φόρτωση του εμπορεύματος από το πλοίο σε ένα δεύτερο φορτηγό. Από το λιμάνι άφιξης, το φορτηγό παίρνει το φορτίο και το μεταφέρει στον τόπο διανομής του.

Παράλληλα, αναπτύχθηκε λογισμικό, το οποίο υπολογίζει αναλυτικά τα απαιτούμενα μεγέθη. Το εν λόγω λογισμικό είναι φιλικό προς τον χρήστη, έτσι ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί εύκολα από οποιονδήποτε επιθυμεί να υπολογίσει το Αποτύπωμα Άνθρακα, απλά και μόνο εισάγοντας ορισμένα από τα δεδομένα της διαδρομής, της ταχύτητας, της κατανάλωσης καυσίμου ή του τύπου των χρησιμοποιούμενων μεταφορικών μέσων (πλοίο μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων και φορτηγό). Αρχικά, αναφέρεται ο σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας παρουσιάζοντας βήμα-βήμα τα στάδια που ακολουθήθηκαν προκειμένου να παραχθεί ο αλγόριθμος. Τα στάδια αυτά αναφέρουν, με περιληπτικό τρόπο, τον υπολογισμό του Αποτυπώματος Άνθρακα για το πλοίο μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων, ύστερα για το φορτηγό και τέλος για ολόκληρη τη μεταφορική αλυσίδα (φορτηγό - πλοίο - φορτηγό). Στα επόμενα κεφάλαια, παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο και εξηγούνται ορισμένες έννοιες οι οποίες σχετίζονται άμεσα με το θέμα με το οποίο ασχολείται η παρούσα εργασία. Στη συνέχεια, περιγράφεται με αναλυτικό τρόπο η διαδικασία - μεθοδολογία που ακολουθείται για την ανάπτυξη του αλγορίθμου και αναφέρονται τα δεδομένα και οι τύποι οι οποίοι χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό του Αποτυπώματος Άνθρακα για το πλοίο, αλλά και για το φορτηγό ξεχωριστά. Με αυτόν τον τρόπο γίνεται κατανοητή η πορεία που ακολουθούμε για να καταλήξουμε, σταδιακά, στους τελικούς τύπους που υπολογίζουν το Αποτύπωμα Άνθρακα για τα δύο προαναφερθέντα μέσα μεταφοράς. Ύστερα, περιλαμβάνονται στην πράξη οι υπολογισμοί που πραγματοποιήθηκαν κατά την διαδικασία παραγωγής του αλγορίθμου, με τη βοήθεια του προγράμματος Microsoft Excel. Για διάφορους τύπους πλοίων, αλλά και ταχύτητες πλεύσης, βρέθηκε ένας τρόπος αναλυτικού υπολογισμού του Αποτυπώματος Άνθρακα για το πλοίο μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων. Με παρόμοιο τρόπο έγινε η παραγωγή του αντίστοιχου αλγορίθμου για το φορτηγό για διάφορες μέσες αποστάσεις που διανύει ανά ημέρα. Ακολούθως, παρατίθεται το λογισμικό που αναπτύχθηκε. Το εν λόγω λογισμικό υλοποιήθηκε σε περιβάλλον Visual Basic, ενώ το Graphic User Interface σχεδιάστηκε με στόχο να είναι φιλικό προς τον χρήστη και να του παρέχει τη δυνατότητα να υπολογίσει αυτό το μέγεθος για οποιαδήποτε διαδρομή επιθυμεί. Τέλος, παρουσιάζονται εν συντομία ορισμένα βήματα που γίνονται για τη βελτίωση των πλοίων από οικολογικής άποψης, έτσι ώστε να περιορισθούν οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα και προτείνονται σημεία για την περαιτέρω βελτίωση της διαδικασίας υπολογισμού του Αποτυπώματος Άνθρακα.

The scope of this study is to calculate the carbon footprint in a transport chain, expressed in units of carbon dioxide per units of transported volume and distance traveled. We suppose that in a transport chain the following modes are used:

• A truck that carries cargo packaged in containers from the production site to a port. Containers are then being reloaded on a containership.

• Then the ship travels to another port.

• Finally, the goods are being loaded to a second truck. From the port of arrival, this truck carries the cargo to the place of distribution.

A software that calculates analytically the required sizes was developed, as part of this study. This software is user friendly, so it can be easily used by anyone wishing to calculate the carbon footprint, simply by entering some of the data, such as the distance, speed, fuel consumption or the type of vehicles used (container ship and truck). Initially, we state the purpose of this work by presenting step -by-step the stages followed to produce the algorithm. These stages indicate in a summary way the calculation of the carbon footprint of the container ship, the truck and, finally, for the entire transport chain (truck-vessel-truck). In the following chapters, we present the theoretical background and explain some concepts that are directly related to the issue addressed by this paper. Then we describe, analytically, the process - methodology used to develop the algorithm and the data and formulas that were used to calculate the carbon footprint, individually, of the ship and the truck. In this way, we comprehend the path followed to reach final formulas that calculate the carbon footprint of the two aforementioned modes of transportation. Furthermore, we include all of the calculations made during the production process of the algorithm, using the program of Microsoft Excel. For various types of ships and cruising speeds, we produced a detailed way to calculate the carbon footprint of the container ship . In a similar way, the algorithm for the truck was made, for various average distance traveled per day. Then we present the software produced. This program was, also, developed in a Visual Basic environment, while the Graphic User Interface was designed to be user friendly and provide the ability to calculate this size for any path desired. Finally, there are briefly presented some steps which can be taken to improve the ship transportation in an ecological point of view, to reduce emissions of carbon dioxide and there are some suggested points to further improve the process of calculating the carbon footprint.