Επίδραση τεχνολογιών αντιρρύπανσης και νέων καυσίμων στις εκπομπές ρύπων από τη ναυτιλία
Authors: Γρηγοριάδης Αχιλλέας 
Published: July 2024

Η ναυτιλία διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη διακίνηση εμπορευμάτων παγκοσμίως και θεωρείται ο πιο αποδοτικός τρόπος μεταφοράς, όσον αφορά τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα ανά μεταφορικό έργο. Κύριο μειονέκτημα της ναυτιλίας αποτελούν οι σημαντικές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, τα οποία προκαλούν αύξηση της θερμοκρασίας του πλανήτη συμβάλλοντας έτσι στην κλιματική αλλαγή, καθώς και άλλων επιβλαβών για την ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον ρύπων. Προκειμένου να συμμορφωθεί με τους φιλόδοξους στόχους για την αντιμετώπιση των περιβαλλοντικών προκλήσεων, η ναυτιλία έχει επενδύσει σημαντικά κεφάλαια στην ανάπτυξη τεχνικών λύσεων για τη μείωση των εκπομπών ρύπων. Οι τεχνικές λύσεις περιλαμβάνουν τη μετάβαση από τα παραδοσιακά καύσιμα στα εναλλακτικά με μικρή περιεκτικότητα σε άνθρακα (μεθανόλη) ή με πλήρη απουσία άνθρακα (αμμωνία). Μια ακόμη τεχνική λύση είναι η εγκατάσταση τεχνολογιών αντιρρύπανσης στα πλοία για τη μείωση των εκπομπών άνθρακα, όπως οι τεχνολογίες δέσμευσης και αποθήκευσης άνθρακα επί του πλοίου, οι πλυντρίδες για τον περιορισμό των οξειδίων του θείου και οι καταλυτικές διατάξεις για τη μείωση των οξειδίων του αζώτου. Σκοπός είναι η αξιολόγηση της περιβαλλοντικής επίδρασης των νέων ναυτιλιακών καυσίμων και των τεχνολογιών αντιρρύπανσης των πλοίων στους αέριους και σωματιδιακούς ρύπους με βάση πειραματικά αποτελέσματα και βιβλιογραφικές πηγές. Αρχικά, η διατριβή παρουσιάζει την περιβαλλοντική απόδοση των πλυντρίδων παραθέτοντας τους συντελεστές εκπομπής αέριων και σωματιδιακών ρύπων και τις κατανομές αριθμού σωματιδίων, ανάντη και κατάντη της πλυντρίδας ενός δίχρονου αργόστροφου ναυτιλιακού κινητήρα με χρήση δύο διαφορετικών τύπων καυσίμου, που προέκυψαν από μία επταήμερη αποστολή μετρήσεων πεδίου. Απώτερος στόχος είναι η συγκέντρωση πραγματικών δεδομένων επίδοσης από τις μετρήσεις επί του πλοίου, ώστε να χρησιμοποιηθούν από εργαλεία μοντελοποίησης εκπομπών και ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Μετέπειτα εξετάζονται οι εκπομπές που προκύπτουν από τους ναυτικούς κινητήρες χωρίς τη χρήση οποιασδήποτε τεχνολογίας αντιρρύπανσης, καθώς διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην εκτίμηση της περιβαλλοντικής απόδοσης των πλοίων. Η διατριβή αναπτύσσει ένα επικαιροποιημένο σύνολο συντελεστών εκπομπής για τα πλοία, με βάση την ανασκόπηση και τη στατιστική επεξεργασία των μετρήσεων ναυτιλιακών εκπομπών που είναι διαθέσιμες στη βιβλιογραφία. Οι συντελεστές εκπομπής εκφράζονται ως συνάρτηση του φορτίου λειτουργίας του κινητήρα του πλοίου, ώστε να αποτυπώνουν τις διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας του πλοίου. Οι συντελεστές εκπομπής διακρίνονται ανάλογα με τους τύπους κινητήρων και καυσίμων στα πλοία. Η διατριβή πραγματεύεται την ποσοτική αξιολόγηση της περιβαλλοντικής απόδοσης διάφορων μέτρων απανθρακοποίησης για τα πλοία, τα οποία περιλαμβάνουν επιχειρησιακές στρατηγικές μείωσης των εκπομπών και τεχνικά μέτρα, όπως η μετάβαση σε εναλλακτικά καύσιμα και τεχνολογίες αντιρρύπανσης. Εστιάζει στην αξιολόγηση των δυνατοτήτων τους να μετριάσουν τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, με ιδιαίτερη έμφαση στην αντιμετώπιση των επιβλαβών ατμοσφαιρικών ρύπων. Η ανάλυση χρησιμοποιεί το επικαιροποιημένο σύνολο συντελεστών εκπομπής και τα δεδομένα κίνησης πλοίων για ένα έτος αναφοράς, για 18 πλοία που αντιπροσωπεύουν 5 μεγάλες κατηγορίες. Τέλος, τα συμπεράσματα που εξάγονται από την παρούσα διατριβή αφορούν την επίδραση των πλυντρίδων στους αέριους και σωματιδιακούς ρύπους, τη μεταβολή των συντελεστών εκπομπής σε σχέση με το φορτίο λειτουργίας του κινητήρα καθώς και την επίδραση διαφόρων παραμέτρων, όπως ο τύπος κινητήρα και καυσίμου, και την επίδραση στην ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον από εφαρμογή επιχειρησιακών και τεχνικών στρατηγικών που προτείνονται για την ανθρακοποίηση της ναυτιλίας.