Ποντοπόρος ναυτιλία: Ναυτιλιακά καύσιμα, συστήματα επεξεργασίας καυσαερίων και περιβαλλοντικοί στόχοι

Μπαριτάκη, Καλλιόπη; Baritaki, Kalliopi

dc.contributor.author	Μπαριτάκη, Καλλιόπη	el
dc.contributor.author	Baritaki, Kalliopi	en
dc.date.accessioned	2024-03-13T11:45:45Z
dc.date.available	2024-03-13T11:45:45Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/58997
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26693
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ναυτιλία	el
dc.subject	Νομοθεσία	el
dc.subject	Καυσαέρια	el
dc.subject	Περιβάλλον	el
dc.subject	Scrubbers	en
dc.subject	Καύσιμα	el
dc.subject	Emissions	en
dc.subject	Shipping	en
dc.subject	Fuels	en
dc.subject	IMO 2020	en
dc.title	Ποντοπόρος ναυτιλία: Ναυτιλιακά καύσιμα, συστήματα επεξεργασίας καυσαερίων και περιβαλλοντικοί στόχοι	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Ναυτιλία, Καύσιμα	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-27
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η παρουσίαση των ναυτιλιακών καυσίμων, των συστημάτων επεξεργασίας καυσαερίων που εγκαθίστανται εν πλω, καθώς και των περιβαλλοντικών στόχων που έχουν τεθεί. Η πρόωση των πλοίων πραγματοποιείται χάρη στη λειτουργία δίχρονων κινητήρων, στους οποίους προστίθενται βαριά, υπολειμματικά καύσιμα (HFO) ή ελαφριά αποστάγματα του αργού πετρελαίου (MGO - MDO). Εναλλακτικές προτάσεις που αναπτύσσονται σταδιακά αποτελούν το υγροποιημένο φυσικό αέριο, η μεθανόλη, το υδρογόνο, η αμμωνία και τα βιοκαύσιμα. Μία σημαντική ιδιότητα των καυσίμων είναι η περιεκτικότητα τους σε θείο, που κυμαίνεται από 0.05 – 10% κατά βάρος. Η χαμηλή συγκέντρωση επιδιώκεται για περιβαλλοντικούς και λειτουργικούς σκοπούς, καθώς και για λόγους ασφαλείας. Έτσι, έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι αποθείωσης του πετρελαίου. Η κατανάλωση των καυσίμων επηρεάζεται από πολλές παραμέτρους. Ο ανεφοδιασμός των πλοίων με αυτά, αποτελεί το υψηλότερο κόστος ενός ταξιδιού, προσεγγίζοντας το 54% των συνολικών εξόδων λειτουργίας τους. Κομβικά λιμάνια για πετρέλευση θεωρούνται η Σιγκαπούρη, η Φουτζέιρα και το Ρότερνταμ. Ταυτόχρονα, η ναυτιλία συνιστά έναν ιδιαίτερα ρυπογόνο παράγοντα εξαιτίας των εκπομπών καυσαερίων. Ως εκ τούτου, ο Διεθνής Οργανισμός Ναυσιπλοΐας έχει θέσει διάφορους περιορισμούς, με πιο πρόσφατο τον IMO 2020, που στοχεύει στον περιορισμό των εκπεμπόμενων οξειδίων του θείου. Η εναρμόνιση της λειτουργίας των πλοίων μπορεί να επιτευχθεί με την χρήση καυσίμων μειωμένης περιεκτικότητας σε θείο ή με την εγκατάσταση συστημάτων καθαρισμού των καυσαερίων (scrubbers) σε συνδυασμό με HFO ή με την αξιοποίηση του LNG ως καύσιμο. Tα scrubbers διακρίνονται σε τρεις τύπους, ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας τους: ανοιχτού κύκλου (open loop system), κλειστού κύκλου (closed loop system) και υβριδικά (hybrid system). Θεωρούνται αποτελεσματικά στη μείωση των αέριων ρύπων, επιτρέποντας την χρήση HFO. Ωστόσο, υπάρχουν προβληματισμοί αναφορικά με τη μόλυνση που μπορεί να προκαλέσει στο θαλάσσιο περιβάλλον η απόρριψη των υγρών αποβλήτων τους. Από τα δεδομένα που λήφθηκαν από ναυτιλιακή εταιρεία, προκύπτει ότι το καύσιμο IFO RMG 380, περιεκτικότητας σε θείο 3.5% αγοράστηκε περισσότερο το διάστημα 2002-2016. Ωστόσο, παρατηρείται σταδιακή άνοδος της ζήτησης καυσίμων συγκέντρωσης 0.1% σε θείο. Οι περισσότερες αγορές πραγματοποιήθηκαν στο Νοβοροσίσκ, ενώ ακολουθούν η Σιγκαπούρη, το Αλτζεσίρας, η Φουτζέιρα και ο Πειραιάς. Ο ανεφοδιασμός των φορτηγών πλοίων και των υγραεριοφόρων έγινε κυρίως σε ασιατικές χώρες, ενώ των δεξαμενόπλοιων στην Ρωσία και την Ευρώπη. Η πετρέλευση έλαβε χώρα σε ενδιάμεσους σταθμούς των διαδρομών σε ποσοστό 68%, ενδεχομένως για την επίτευξη χαμηλού κόστους. Όσον αφορά την κατανάλωση καυσίμων 7 θεωρείται πολυπαραγοντική, μιας και εξαρτάται από τον αριθμό των πλεύσιμων ημερών, το μέγεθος του σκάφους και την κατάσταση πλεύσης. Η ταχύτητα πλεύσης, κυμαίνεται μεταξύ των τιμών 10.50 – 11.20 κόμβων όταν το πλοίο δεν φέρει φορτίο και 11.20 – 12.13 κόμβων όταν είναι φορτωμένο. Τα μηχανήματα που καταναλώνουν τη μεγαλύτερη ποσότητα καυσίμων είναι η κύρια μηχανή πρόωσης και η γεννήτρια diesel, ενώ εξαιρετικά λιγότερη χρειάζεται ο ατμολέβητας. Αξίζει να αναφερθεί ότι κατά τη λειτουργία των scrubbers αυξάνονται οι απαιτήσεις σε ηλεκτρική ενέργεια, οδηγώντας μέχρι και σε αύξηση 4% των καυσίμων.	el
heal.abstract	The main purpose of this diploma thesis is the presentation of the marine fuels, the scrubber systems that are installed on board and the environmental goals that have been set. The ships’ propulsion is driven by two – stroke engines to which heavy fuel oils (HFO) or light crude oil distillates (MGO - MDO) are added. Alternative choices as LNG, methanol, hydrogen, ammonia and biofuels are being developed, gradually. An important fuel’s property is their sulphur content, ranging from 0.05 to 10% by weight. A low concentration is aimed for environmental and operation purposes, as well as safety reasons. Therefore, various methods of crude oil’s desulphurisation have been developed. Fuel’s consumption is influenced by many parameters. The ship’s refuelling is the highest cost of a voyage, representing close to 54% of their total operating costs. Singapore, Fujairah and Rotterdam are considered to be the key ports for bunkering. At the meantime, shipping industry is a highly polluting factor due to the exhaust emissions. As a result, the International Maritime Organization has set various restrictions, the most recent being IMO 2020, which aims to limit the vessel’s emission of sulphur oxides. The compliance of ship’s operation can the achieved by using fuels of reduced sulphur content or by installing scrubber systems in combination with HFO or by using LNG as a marine fuel. Scrubber systems can be classified into three types, depending on their operating mode: open loop, closed loop and hybrid system. They are considered to be effective in reducing the air pollutants, allowing the use of HFO. However, there are concerns about the pollution that their waste water discharge can cause to the marine environment. Data obtained from a shipping company shows that IFO RMG 380 with a sulphur content of 3.5% was the most purchased fuel between 2002 – 2016. However, there is a gradual demand increase for fuel of 0.1% sulphur content. Most purchases were made in Novorossiysk, followed by Singapore, Algeciras, Fujairah and Piraeus. Bunkering process of dry vessels and LNG – LPG carriers took place in Asian countries mainly, whereas tankers’ refuelling was in Russia and Europe. Fuel consumption is considered to be multi-factorial, as it depends on the number of the sailing days, vessel’s size and sailing condition. The vessel’s speed ranges between 10.50 – 11.20 knots in ballast status and 11.20 – 12.13 knots in laden status. The main engine and the diesel generator consume the largest amount of marine fuels, whereas boiler consumes considerably less. It is worth mentioning that during the scrubber’s operation, the electricity requirements increase, leading even to a 4% increase in fuel consumption.	en
heal.advisorName	Καρώνης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Καρώνης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Ζαννίκος, Φανούριος	el
heal.committeeMemberName	Προυσαλίδης, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	98 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false