Düzenli AB seferi yapan bir Ro-Ro gemisi için EU ETS ve FuelEU düzenlemeleri açısından 2 stroklu ve 4 stroklu makine seçiminin maliyet yükleri açısından Karşılaştırması-2

ÖZET
Bir önceki yazıda 2050 hedefine ulaşmada kritik noktanın önümüzdeki 10-15 yıllık kritik geçiş sürecinde düşük maliyetli en uygun yakıt tipinin belirlenmesi konusuna giriş yapılmıştı. Hatırlanacağı üzere bu sürecin ilk kritik aşaması doğru makine seçimiyle başlamaktadır. Özellikle Ro-Ro gibi yoğun manevraya uygunlukları ve düşük hacim işgal etmeleri gerektiği için dört stroklu makineler çok daha fazla tercih edilmektedir. Ancak, Fuel EU ve EU ETS düzenlemeleri ile IMO karbon net sıfır düzenlemeleri, dört stroklu makinelere göre çok daha fazla yakıt ekonomisi sağladıkları için iki stroklu ana makineler ciddi alternatif haline gelmektedir. Dört stroklu ana makineler düşük makine yüklerinde çalışma imkânı sağlarken 2 stroklu makineler %40 yükün altına düştüklerinde kötü yanma sorunlarıyla karşı karşıya gelmektedirler. Anca elektronik kontrollü makinelerin üretilmeye başlaması ve türbo doldurucuların düşük makine yüklerine göre ana makineye eşlenmeleri (derating) bu olumsuzlukları önemli ölçüde ortadan kaldırabilmektedirler. Bu durum düşük yüklerde 2 stroklu dizel makineleri çok daha cazip kılmaktadır. Ayrıca yakıt tüketiminin azalmasıyla hem FuelEU hemde EU ETS ceza ve vergilerinde önemli avantajlar sunmaktadır. Makine seçimi yapıldıktan sonra diğer seçim kriteri makinede kullanılacak düşük karbonlu yakıt seçimidir. Düşük karbonlu yakıtın seçimi tek başına yeterli olmamakta tedarik sorununun da çözüme kavuşması gerekmektedir. 

2050 hedefine ulaşmada kritik nokta geçiş sürecini minimum maliyetle aşabilmekte yatmaktadır. Bu çalışma 4 stroklu fosil yakıt tüketen bir Ro-Ro gemisine 2 stroklu LNG ana makine ile 4 stroklu LNG makine yakıt tüketimi, EU ETS ve FuelEU cezaları açısından karşılatılmıştır.

1.GİRİŞ
Çalışmada, 2 stroklu MAN 6G60ME C10.5 GI HPSCR ve 4 stroklu MAN 8L4960 GI DF makine karşılaştırılmıştır. Teknik veriler kendi sayfasından alınmıştır.

Tablo 1 ve Şekil 1 iki makinenin Tier II modunda yüke bağlı olarak özgül yakıt tüketimi ve günlük yakıt tüketim verilerini karşılaştırmaktadır. Tablo ve grafikler incelendiğinde iki makine aynı anda %35 yükte çalıştırıldığında (paralel çalışma odu) 2 stroklu makine günlük 8,2 MT tasarruf sağlamaktadır. Tüm yüklerde 2 stroklu ana makine yakıt tüketimi 4 stroklu makineden daha düşüktür.

1.1    HFO kullanımına göre 2 stroklu ve 4 stroklu makinelerin karşılaştırması

Tablo 1. 6G60ME C10.5 GI HPSCR ve 8L4960 GI DF Tier II HFO tüketim karşılaştırması

Şekil 1. 6G60ME C10.5 GI HPSCR ve 8L4960 GI DF Tier II HFO tüketim farklar

Konuyu bir örnek ile açıklığa kavuşturalım.

Örnek 1. A firması yeni inşaa edeceği bir Ro-Ro gemisine 4 stroklu ve 2 stroklu makine takma konusunda araştırma yapmaktadır. Gemi 2,5 günlük seferi yılda 100 sefer tekrarlamaktadır. Ana makineler paralel ve seri olmak üzere iki modda çalıştırılmaları durumunda 2 stroklu ve 4 stroklu makinelerin yakıt tüketim farkları hesaplanmak istenmektedir.  Yapılan araştırmada 6G60ME C10.5 GI HPSCR ve 8L4960 GI DF makineler için karar verilmek istenmektedir. Birinci modda iki makine %50 yükte (5229kW) paralel çalıştırılmakta, ikinci modda tek makine %100 yükte (10459 kW) yükte çalıştırılmaktadır. Tüketim ve AB vergileri açısından karşılaştırma yapılması istenmektedir.

Tablo 2 incelendiğinde paralel çalışmada 2 stroklu makinenin 4 stroklu makineye göre yıllık yakıt tasarrufu 1425 MT, tekli çalışmada ise 1024 MT olmaktadır. Paralel çalışmada sağlanan tasarrufun fazlalığının nedeni %50 makine yükündeki özgül yakıt sarfiyatının %100 makine yüküne göre daha düşük olmasıdır.

Tablo 2. Paralel (%50) ve tekli çalışma (100%) şartlarına göre 2 stroklu ve 4 stroklu makinelerin yıllık yakıt tüketim karşılaştırması

Tablo 3 paralel çalışma durumunda 2 stroklu ana makinenin 4 stroklu makineye göre yakıt, FuelEU ve EU ETS vergileri açısından karşılaştırılmıştır. HFO yakıt fiyatı 500$ olarak alınmıştır.

Tablo 3 Paralel çalışma durumunda 2050 yılına kadar sağlanacak vergi ve yakıt kaynaklı tasarruf değerleri 

Tablo 3 incelendiğinde 2 stroklu makine seçimi durumunda hem yakıt tasarruf sağlanmakta hemde bu tasarruf kaynaklı vergilerden de tasarruf sağlanmaktadır.2050 yılında ulaşılan toplam tasarruf 34.403.790 doları bulmaktadır.

1.2 LNG modunda 2 stroklu ve 4 stroklu makinelerin karşılaştırması
Tablo 4 de 2 stroklu ve 4 stroklu makinelerin Tier II gaz modundaki LNG tüketim değerleri görülmektedir. LNG makinelerde LNG tutuşma sıcaklığı yüksek olduğu için sıkıştırma esnasında kendiliğinden tutuşma gerçekleşmez. Bu nedenle pilot yakıt ile tutuşmanın gerçekleştirmesi gerekir. Tablo 4’deki SPOC (Specific Pilot Oil Consumption) verilen makine yükündeki tüketilen özgül pilot yakıt sarfiyatını gösterir. Pilot yakıt olarak setan sayısı HFO ya göre daha yüksek olduğu için MGO kullanılmaktadır. Setan sayısı arttıkça tutuşma çok daha düşük sıcaklıkta gerçekleşir. Bu, tutuşma gecikmesini azaltır. Yine tabloda SGC (Specific Gas Consumption) özgül gaz tüketimini, GC (Gas Consumption) ise günlük LNG tüketimini göstermektedir. SCGeq ve FCeq ise sırasıyla pilot yakıtın eşdeğer LNG ye çevrilmiş özgül gaz tüketimini (g/kWh) ve günlük gaz tüketimlerini (MT) göstermektedir.

Tablo 4. 6G60ME C10.5 GI HPSCR ve 8L4960 GI DF Tier II LNG tüketimleri

Şekil 2. 6G60ME C10.5 GI HPSCR ve 8L4960 GI DF Tier II LNG tüketim farkları

HFO modu için yaptığımız örneği şimdi de LNG tüketimi için yapalım. Tablo 5 de paralel ve tekli çalışma durumları için yıllık tüketim karşılaştırması verilmiştir. Dikkat edilirse paralel çalışma modunda (bkz. Tablo 2) 2 stroklu makine HFO yıllık tüketim miktarı 10.000 MT; 4 stroklu makinenin yıllık tüketimi 11425 MT iken; LNG kullanıldığında 2 stroklu makinenin yıllık yakıt tüketimi 8225 MT, 4 stroklu makinenin ise 9536 MT olmaktadır. Bunun ana nedeni LNG’nin ısıl değeri 50 MJ/kg iken HFO ün ısıl değerinin 40,5 MJ/kg olmasıdır. Diğer neden ise gaz yakıtların yanma verimi HFO e göre daha yüksektir. Bir diğer önemli nokta LNG kullanımı durumunda da 2 stroklu ana makine 4 stroklu makineye göre paralel çalışma modunda 1311 MT daha az LNG tüketmektedir. Paralel çalışmada iki makine arasındaki tüketim farkı ünlük 5,2 MT e kadar ulaşmaktadır.

Tablo 5. Paralel (%50) ve tekli çalışma (100%) şartlarına göre 2 stroklu ve 4 stroklu makinelerin yıllık LNG tüketim karşılaştırması

Şimdi de LNG ile çalışan 2 stroklu LNG ana makinenin 4 stroklu LNG ana makinesine göre yakıt, FuelEU ve EU ETS kazancını hesaplayalım. Tablo 6 LNG yakan 2 stroklu dizel makinenin 4 stroklu LNG makineye göre paralel çalışma modunda 2050 yılına kadar sağlanacak vergiler ve yakıt kaynaklı tasarruf değerleri görülmektedir.

Tablo 6. 2 stroklu LNG makinenin 4 stroklu ana makineye göre yakıt ve vergi kaynaklı tasarruflar

Tablo 6 da beşer yıllık periyotlardaki tasarruflar 2050 yılına kadar hesaplanmıştır. 25 yıllık sürede sağlanan toplam LNG miktarındaki tasarruf 34.086 MT, tasarrufun maddi karşılığı ise 25.564.500$ olmaktadır. LNG GHGI değeri 2025-2040 arasında pozitif olduğundan pooling ya da banking ile yapılacak kazanç kaybını ifade etmektedir. Ancak 2040-2050 döneminde fosil LNG kaynaklı yakıt cezası oluşmaktadır. Bu sürelerdeki FuelEU cezasından sağlanan kazanç 5.315.566$ olmaktadır. Paralel çalışma modunda yıllık 1311 MT LNG tasarrufun toplam değeri 25 yılda 34.375.879 $ olmaktadır. Hesaplamalara LNG fiyatı 750$ olarak hesaplanmıştır.

SONUÇLAR
- 2 stroklu Ana makinelerin hem HFO modunda hemde LNG modunda 4 stroklu ana makinelere göre önemli ölçüde tasarruf sağlanmaktadır.
- 2 stroklu ana makine kullanımı durumunda 4 stroklu makineye göre yıllık 1425 MT HFO tasarrufu sağlanmaktadır.
- 2 stroklu LNG ana makine kullanımı durumunda 4 stroklu LNG makineye göre yıllık 1311 MT HFO tasarrufu sağlanmaktadır (paralel çalışma modunda).
- Paralel çalışma durumunda tüketilen günlük yakıt tüketimi azalırken, tekli çalışma durumunda tasarruf azalmaktadır. Bunun nedeni artan yüklerde özgül yakıt tüketiminin yüksek olmasından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle gemi hangi makinde çalıştırılacak ise makine seçimi ona göre yapılmalıdır.
- LNG kullanımı durumunda hem 2 stroklu hemde 4 stroklu makine LNG tüketimi HFO tüketimine göre daha düşüktür. Ancak, birbirine göre karşılaştırıldığında 2 stroklu makine 4 stroklu makineye göre daha az LNG tüketilmektedir. 2 stroklu LNG ana makine kullanımı durumunda 4 stroklu LNG makineye göre yıllık 1311 MT HFO tasarrufu sağlanmaktadır (paralel çalışma modunda).
- 2 stroklu dizel çevrimle çalışan LNG makinelerde metan slip 4 stroklu makinelere göre çok düşük olduğu için 2040 yılına kadar FuelEU yakıt cezası ödenmez iken, 4 stroklu DF LNG makineler 2025 yılından itibaren yakıt cezası ödenmektedir.
- 2 stroklu makinelerin kullanımı durumunda HFO ya göre daha az EU ETS vergisi ödenmektedir.
- LNG kullanımı durumunda LNG yakan gemi ile şirketin diğer gemileri havuzlamada (pooling) kullanılabilir.