LNG Enerjili Gemiler ve Emniyet

LNG ile çalışan gemilerin popülerliği ve yarattığı endişe

Karbon emisyonlarının kontrol edilmesi ve denetlenmesi, denizcilik sektörünün büyümesi ve sürdürülmesi için hayati önem taşımaktadır. Çevresel düzenlemeler hali hazırda katılaşmakta, katı hale geldikçe LNG ile çalışan gemilerin pazar payında önemli bir büyüme beklenmektedir. LNG ile çalışan gemiler diğer gemilere göre %25 daha az karbon ve nitrojen emisyonu üretmektedir.

Üstelik LNG, şu anda çoğu gemi tarafından yaygın olarak kullanılan pahalı düşük kükürtlü petrole (LSFO) kıyasla daha ekonomiktir.

LNG ticaretinde talep arttıkça LNG taşımacılığında da muazzam bir artış olmuştur. Daha büyük gemilere olan ihtiyaç arttıkça, LNG piyasası canlanmış ve LNG gemi kiralamalarında artış olmuştur.

LNG’nin çevreye ve ekonomiye olan katkısıyla beraber, dikkate alınması gereken bazı güvenlik dezavantajları mevcut. Son yıllarda birçok ciddi tanker yangını meydana gelmiştir. Mart 2017’de Çin’e ait bir tanker patlayarak gemide büyük hasara ve üç gemi adamının ölümüne neden olmuş, bir başka olayda ise 2012 yılında Çin’in orta kesimlerinde meydana gelen patlamada beş gemi adamı hayatını kaybetmiştir. Japon denizcilik şirketi Mitsui OSK lines’a ait Fuwairit adlı LNG tankeri 2015 yılında Barselona limanında buhar sızdırmıştır.

Her yıl çok sayıda LNG tankeri Kanada’nın batı kıyılarından ayrılarak Avrupa ve Asya gibi uzak noktalara doğru yol almaktadır. Tankerlerin büyük çoğunluğu artık dar su yollarından ve yoğun nüfuslu bölgelerden geçmektedir. Sonuç olarak, LNG gemilerinin bu sulardaki potansiyel tehlikeleri asla hafife alınmamalıdır.

Bir gemi yakıtı olarak LNG’nin avantajları

LNG, depolama ve taşıma amacıyla soğutularak sıvı hale getirilmiş bir gaz olarak tanımlanabilir. Sıvılaştırılan doğalgaz, ki artık LNG olarak adlandırılmış olur, gaz haline göre 1600 kat daha az yer kaplar. En temiz fosil yakıttır ve denizcilik de dahil olmak üzere birçok sanayi sektörünün ilgisini çeken yeşil bir enerji kaynağıdır.

Sıvılaştırılmış doğal gaz metan, bütan, propan ve propilen gibi çeşitli hidrokarbonların yanı sıra eser miktarda nitrojenden oluşur. LNG’nin tam bileşimi, kullanılan kaynağa ve sıvılaştırma prosedürüne bağlı olarak değişir.

LNG tipik olarak ağırlıkça %85-95 metan içerir. Bazen “sıvı helyum” olarak da bilinen sıvı nitrojen 426 kg/m3 yoğunluğa sahiptir. LNG’nin taşınması ve depolanması söz konusu olduğunda, soğuk tutmak ve sızıntı olasılığını azaltmak için çift cidarlı tanklar kullanılır.

IMO sülfür tandartlarını (ECA, SECA alanları) karşılama, hava kalitesini iyileştirme ve sera gazı emisyonlarını azaltma; aynı zamanda maliyetleri düşürmesi nedeniyle LNG’ye geçmenin önemli faydaları vardır.

LNG yakıtlı gemilerin EEDI (Energy Efficiency Design Index) derecesi %20 oranında düşürülebilir ve Karbon Yoğunluğu Göstergesi (Carbon Intensity Indicator) de yaklaşık aynı oranda azaltılabilir.

EEDI (Energy Efficiency Design Index) Nedir? 
Enerji Verimliliği Tasarım Endeksi (EEDI) yeni gemiler için ve Gemi Enerji Verimliliği Yönetim Planı (SEEMP) tüm gemiler için MEPC 62'de (Temmuz 2011) MARPOL Ek VI'ya ilişkin değişikliklerin MARPOL Ek VI Taraflarınca kabul edilmesiyle (MEPC.203(62) sayılı karar) zorunlu hale getirilmiştir. Bu, Kyoto Protokolü'nden bu yana kabul edilen ilk yasal olarak bağlayıcı iklim değişikliği anlaşması olmuştur. (https://www.imo.org/en/OurWork/Environment/Pages/Technical-and-Operational-Measures.asp)
Kısaca bahsetmek gerekirse bu indeks gemilerin daha verimli, dolayısıyla daha az kirletici yakıtları yakması için IMO tarafından geliştirilmiş ve zorunlu kılınmış bir indekstir. Gemi tiplerine ve makine güçlerine göre belli enerji verimliliği standartları içermektedir.
CII (Carbon Intensity Indicator) Nedir?
Karbon Yoğunluğu Göstergesi (CII), Uluslararası Denizcilik Örgütü'nün (IMO) gemiler için geliştirdiği bir derecelendirme sistemidir.2023 yılında yürürlüğe girecek Marpol Ek 6 kapsamında zorunlu bir uygulamadır. Bu düzenleme, 5.000 gros tonajın üzerindeki uluslararası ticaret yapan tüm kargo ve yolcu gemilerini etkileyecektir. CII, geminin operasyonel karbon yoğunluğunu belirli bir derecelendirme seviyesinde sürekli olarak iyileştirmek için gereken yıllık azaltma faktörünü belirler. Gerçekleştirilen yıllık operasyonel CII'nin belgelenmesi ve gerekli yıllık operasyonel CII ile karşılaştırılarak doğrulanması gerekecektir. (https://www.lr.org/en/carbon-intensity-indicator/)

Hem EEDI hem de CII hakkında detaylı bir yazı hazırlamak lazım 🙂 

Modern makine teknolojisi partikül madde (PM) sera gazı emisyonlarını %23’e kadar azaltırken, NOx emisyonlarını %80’e kadar azaltabilir ve sülfür oksit (SOx) emisyonlarını neredeyse ortadan kaldırabilir. Drop-in yakıtlar (alternatif yakıtlar diyebiliriz, ancak drop-in ifadesi farklı türden olup aynı makinede yakılabilen yakıtları ifade ediyor) ve biyogaz, gemilerin karbon yoğunluğunu azaltmak için diğer seçeneklerdir.

LNG tüketildiğinde diğer fosil yakıtlara kıyasla daha az azot oksit ve karbondioksit açığa çıkarır çünkü ön sıvılaştırma işlemi sırasında sülfürü ortadan kaldırır. Sonuç olarak, LNG’nin çevresel etkisinin asgari düzeyde olduğuna inanılmaktadır.

LNG ile çalışan gemiler söz konusu olduğunda, 2010 yılında toplam 18 olan operasyonel gemi sayısı halihazırda 175’e ulaşmış ve 2020 yılında 200’den fazla gemi sipariş edilmiştir.

LNG gemilerinde emniyetin sağlanması

Bir geminin LNG taşıyabilmesi için atılması gereken pek çok adım vardır. Aşağıda LNG operasyonlarına ilişkin bazı örnekler verilmiştir:

Transfer Prosedürü: LNG’nin güvenli ve verimli bir şekilde yüklenmesini sağlamak için Sahil Güvenlik’ten izin alındıktan sonra yükleme prosedürü zamanında gerçekleştirilmelidir. LNG yüklenirken, geminin ve transfer alanının uyumluluğu iki kritik husustur. Hava koşulları, uygun aydınlatma ve uyarı işaretleri de çok önemlidir.

Yükleme öncesi işlemler: Tankların ve diğer ekipmanların kontrol edilmesi, bunker hortumlarının incelenmesi ve hortumların bağlanması yükleme öncesi prosedürlerden bazılarıdır.

Bunkering işlemleri: Transfer hatları ve sıvı dolum hattının her ikisi de yakıt alımı işlemleri sırasında sterilize edilir.

Yakıt ikmali prosedürü tamamlandıktan sonra yapılması gereken birkaç şey daha vardır. Bağlantı hatlarının kesilmesi, kullanılan line ve hose’lara stripping yapmak gerekir.

Gemideki sıvılaştırılmış doğal gazın güvenliğini sağlamak için özel olarak tasarlanmış kıyı tanklarında depolanması gerekir. Tek muhafazalı tanklar (Single containment tanks), çift muhafazalı tanklar (double containment tanks) ve tam muhafazalı (full contaminent) tanklar LNG depolamak için kullanılan en yaygın tank türleridir. Bir sızıntı olması ihtimaline karşı her zaman bir yedek tank bulundurulur.

LNG, bu iş için özel olarak tasarlanmış gemiler aracılığıyla taşınır. Günümüzde genellikle membran tanklar ve Moss Rosenberg tankları kullanılmaktadır. Uluslararası Denizcilik Örgütü’ne göre, uluslararası denizlerde faaliyet gösteren LNG gemileri için IGC 1986 kodu ve SOLAS 74 bölüm VII kısım C uygunluk kontrolü gereklidir.

LNG havaya maruz kaldığında yanıcı olduğu için anında yanar. Bu nedenle, LNG taşıyan gemiler aşağıdakilere yol açabilecek önemli tehlikelerle karşı karşıyadır

• Buhar Bulutu Patlamaları
• Fümigasyon (fumigation): Makine dairesinden veya geminin diğer sıkışık bölümlerinden gelen sıvılaştırılmış doğal gazın boğulmaya neden olacak ve ortamı zehirli hale getirecek şekilde yüklü hava ile karışması işlemidir. Daha çok LNG sızıntılarının bir sonucudur.
• Dökülmeler veya sızıntılar
• Sıvıların donması
• LNG rollover (“rollover”, bir depodaki farklı yoğunluktaki LNG katmanlarının kendiliğinden karışması sonucu meydana gelebilecek hızlı LNG buharı salınımını ifade eder)
• LNG’nin hızlı hal değişimi
• Sloshing

Bu riskler deniz yaşamı ve çevre için ciddi bir tehdit oluşturmaktadır.

LNG Gemilerinde Patlama – Ne Yapmalı?

Bir patlama durumunda, LNG tarafından üretilen alevler daha uzun bir yanal erişime ve daha yüksek bir yüksekliğe sahiptir. Gemiye zarar vermek bir yana, gemi adamlarının ölümüne yol açabilir.

Makine dairesi, makine kompartımanları ve kargo kompresörü, gemideki bir LNG patlamasından kaynaklanan yıkıma karşı geminin en savunmasız kısımlarıdır. Gemide bu üç yüksek riskli bölgede CO2 yangın söndürme sistemleri bulunmalıdır. Yangın sistemi önceden belirlenmiş bir dizi koşulu karşılamalıdır.

Emniyet önlemleri: Bir patlama durumunda LNG gemisi personelinin güvenliğini sağlamak için, yapımında kullanılan ekipman doğal olarak güçlü olmalı ve geçerli gerekliliklere göre onaylanmalıdır.

Her tür makineye yangın söndürme sistemleri kurulmalıdır. Bir ateşleme kaynağı LNG ile temas ederse ciddi tehdit oluşturabilir. Günümüzde, akıllı ultrasonik teknoloji yangın söndürme sistemine dahil edilerek hem gemi hem de mürettebatı için daha yüksek bir güvenlik seviyesi sağlanabilir.

Vapour Cloud Explosion (Buhar Bulutu Patlaması)

LNG’nin gemilerden sızması halinde bir buhar bulutu patlaması meydana gelebilir. LNG’nin ne kadar hızlı buharlaştığı düşünüldüğünde, gaz halindeki hacmi orijinal formdaki sıvı halinin 625 katına eşittir. Sıvılaştırılmış doğal gazın atmosfere sızması nedeniyle, ilk ani buharlaşma süreci hemen başlar ve bir anda muazzam miktarda buhar üretilmesine neden olur.

Yoğunlaşmanın bir sonucu olarak buhar, sis ve duman üretmek için çevredeki atmosferle etkileşime girer. Bu da seyrelme ve ısınma nedeniyle muazzam bir buhar bulutu patlamasına yol açar. LNG son derece yanıcıdır ve alevler hızla yayılarak diğer yakıt ve yağları yakar. Yeniden patlama (Re-explosion) bu maddenin doğal bir özelliğidir ve söndürülmesi son derece zordur.

Aşırı termal gerilmeler, LNG depolama tankındaki soğutma işleminin bir sonucudur. Geminin gövdesine zarar vererek, gövdenin yapısal bütünlüğünde çatlakların ortaya çıkmasına neden olur.

LNG ile ilgili sızıntı ve dökülmeler

Kriyojenik yanıklar, boğulma, alevler, patlamalar ve dağılma, LNG’nin suya dökülmesi halinde ortaya çıkabilecek olası sonuçlardır. Bunlar son derece zararlıdır ve kamu sağlığı ve güvenliği için ciddi bir tehdit oluşturur.

Güvenlik önlemleri: Modern stratejiler LNG dökülmelerini azaltmaya yardımcı olabilir. LNG tankerleri en yüksek kalitede güvenlik ekipmanlarıyla donatılmalıdır. Tanklar, sızıntı ve dökülmeleri önlemek için darbeye dayanıklı ve yalıtımlı sağlam ve dayanıklı malzemelerle inşa edilmelidir. Ayrıca düzenli olarak denetlenmelidirler.

LNG gemisi ile diğer gemiler arasında bir çatışmayı önlemek için güvenli bir mesafe bırakmak gerekir. Ayrıca, tüm yangın alarmları ve acil durum ekipmanları acil bir durumda hızlı bir şekilde tepki vermelidir.

Fumigation

LNG fümigasyon sırasında hava ile reaksiyona girdiğinde boğulma ve çevresel tehlikelere neden olur.

Güvenlik önlemleri: Fümigasyon riskini sınırlandırmak için aşağıdaki ekipmanlar uygun durumda olmalıdır.

• Filtre
• Manuel kontrol vanası
• Buhar çekişi için regülatör
• Çift kapatmalı solenoid valf
• Gaz kelebeği gövdesi (Throttle body)

Ayrıca, geminin havalandırma ve egzoz sistemleri de verimli olmalıdır. Fümigasyonun etkileri uygun havalandırma ve egzoz valflerinin kullanılmasıyla azaltılabilir.

Sonuç

Son yıllarda LNG taşımacılığı gelişti ve doğal gaz tüketimi katlanarak arttı. LNG yakıtı da, petrolün artan maliyeti nedeniyle alternatif bir yakıt haline gelmiştir.

Taşımacılık ve nakliye sektörleri, çevre dostu yakıtlara yönelik artan bir talebe tanık olmaktadır. Bu nedenle, LNG’yi dünya çapında taşımadan önce gerekli tüm güvenlik önlemleri uygulanmalıdır.

Umarım LNG yakıtlı gemiler ve riskleri hakkında az da olsa bilgilendirici bir yazı olmuştur. Herhangi bir LNG tecrübem bulunmadığından çevirerek yazdığım bu yazıyı bu linkten orijinal dilinde okuyanilirsiniz.