Emisja gazów cieplarnianych przez żeglugę krajową jest już objęta zakresem rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/842 (rozporządzenie w sprawie wspólnego wysiłku redukcyjnego). Nie istnieją jednak żadne procedury badania rekreacyjnych jednostek pływających określające reprezentatywne graniczne wielkości emisji CO2 lub innych emisji gazów cieplarnianych. Szczególnie emisje CO2 określa się nie z uwzględnieniem parametrów silnika, ale też innych aspektów, takich jak budowa śruby napędowej, kształt łodzi, umiejscowienie śruby napędowej / śrub napędowych oraz sposób eksploatacji łodzi. Ustalenie granicznych wielkości emisji CO2 dla rekreacyjnych jednostek pływających wymagałoby opracowania „narzędzia do obliczania zużycia energii przez łódź”, które uwzględniałoby wyżej wspomniane czynniki. Wprowadzenie paliw odnawialnych dla rekreacyjnych jednostek pływających również mogłoby przyczynić się do ograniczenia emisji CO2.

Graniczne wielkości emisji spalin zostały dodatkowo obniżone dyrektywą w sprawie rekreacyjnych jednostek pływających do poziomu, który odzwierciedlał rozwój techniczny czystszych technologii silników morskich, a także umożliwił postęp w kierunku harmonizacji granicznych wielkości emisji spalin z głównymi partnerami handlowymi. Graniczne wartości emisji CO zwiększono jednak, aby umożliwić znaczne zmniejszenie innych zanieczyszczeń powietrza w celu odzwierciedlenia technologicznej wykonalności oraz w celu jak najszybszego ich wdrożenia, przy jednoczesnym zapewnieniu akceptowalnego poziomu oddziaływania społeczno-ekonomicznego na ten sektor gospodarki.

Dyrektywą 2003/44/WE zmieniającą dyrektywę 94/25/WE wprowadzono graniczne wielkości emisji spalin (dla tlenków azotu NOx), węglowodorów (HC), tlenku węgla (CO) i cząstek stałych (PT)) w odniesieniu do napędowych silników spalinowych rekreacyjnych jednostek pływających nowo wprowadzonych na rynek UE.

Art. 52 dyrektywy w sprawie rekreacyjnych jednostek pływających przewiduje wymóg przekazania przez Komisję Parlamentowi Europejskiemu i Radzie, do 18 stycznia 2022 r., sprawozdania dotyczącego: a) technicznej wykonalności dalszego ograniczania emisji spalin z morskich silników napędowych i wprowadzenia wymagań dotyczących emisji oparów i systemów paliwowych, które mają zastosowanie do silników i systemów napędowych, przy uwzględnieniu opłacalności technologii oraz potrzeby uzgodnienia na szczeblu światowym ujednoliconych wartości dla tego sektora i przy uwzględnieniu wszelkich ważnych inicjatyw rynkowych oraz b) skutków, jakie dla informowania konsumentów i dla producentów, w szczególności małych i średnich przedsiębiorstw, mają kategorie projektowe jednostek pływających wymienione w załączniku I do dyrektywy w sprawie rekreacyjnych jednostek pływających, które są opracowane na podstawie wytrzymałości na siłę wiatru i istotnej wysokości fal, przy uwzględnieniu rozwoju sytuacji w międzynarodowym sektorze normalizacji. Ponadto wymagane jest uwzględnienie oceny, czy kategorie projektowe jednostek pływających wymagają dodatkowych specyfikacji lub dalszych podziałów.

Emisje można ograniczyć w jeszcze większym stopniu, rezygnując z kalibracji wzbogacania paliwa, co wymagałoby zastosowania droższych stopów w produkcji zaworów i turbin. Emisje można również zmniejszyć dzięki ograniczeniu maksymalnego średniego ciśnienia użytecznego w tych silnikach. Ograniczenie średniego ciśnienia użytecznego wymagałoby zwiększenia całkowitej pojemności skokowej tych silników, aby utrzymać taką samą moc znamionową silnika. Spowodowałoby to także zwiększenie pojemności silnika i jego masy, a prawdopodobnie również jego zużycia paliwa ze względu na większy wpływ strat wynikających z tarcia.

Wszystkie nowe silniki stacjonarne z zapłonem iskrowym zainstalowane na rekreacyjnych jednostkach pływających to silniki czterosuwowe. Już stosuje się w nich zaawansowany wtrysk paliwa do każdego cylindra w połączeniu z elektroniczną sondą lambda i wtórną obróbką spalin za pomocą katalizatorów trójdrożnych.

Do celów dalszego ograniczania emisji pochodzących z czterosuwowych silników przyczepnych z zapłonem iskrowym proponuje się stosowanie wtórnej obróbki spalin za pomocą katalizatorów trójdrożnych. Wymagałoby to przeprojektowania bloku cylindrów i dostosowania zarządzania energią cieplną układu wydechowego.

W badaniu wskazano, że w rzeczywistych warunkach eksploatacji wielkość emisji CO z dostępnych obecnie na rynku silników przyczepnych z zapłonem iskrowym oraz silników napędowych do skuterów wodnych jest znacznie niższa od granicznych wielkości ustanowionych dyrektywą w sprawie rekreacyjnych jednostek pływających. Co więcej, wielkości emisji NOx + HC pochodzących z najlepszych w swojej klasie silników (tj. silników najbardziej przyjaznych dla środowiska w danym zakresie mocy) są również znacznie niższe od granicznych wielkości. Z badania wynika, że dalsze ograniczanie granicznych wielkości emisji jest możliwe w odniesieniu do silników o niższych zakresach mocy, dzięki optymalizacji tych silników osiągniętej w wyniku zastosowania sterowanej elektronicznie (sekwencyjnej) wielopunktowej technologii wtryskowej.

Ponadto, w systemach, w których podstawowym źródłem napędu jest pędnik strugowodny, silnik nie jest podłączony do śruby napędowej, tylko do pompy wirnikowej o dużej mocy. Pompa wirnikowa zasysa wodę, a następnie wyrzuca ją z dużą prędkością, powodując ruch. Układy napędowe tego typu są zazwyczaj stosowane w skuterach wodnych.

Zdolność danej jednostki pływającej do pływania po określonych wodach została zmierzona jako możliwość wytrzymywania określonych połączeń siły wiatru i wysokości fal. Zdolność do wytrzymywania gorszych warunków pogodowych decydowała również o zastosowaniu konkretnego modułu oceny zgodności.

Dyrektywą 94/25/WE wprowadzono podział jednostek pływających według kategorii projektowych w celu wskazania akwenów, na których dana jednostka pływająca nadaje się do użytkowania (kategoria A – oceaniczna, kategoria B – pełnomorska, kategoria C – przybrzeżna, kategoria D – na wody osłonięte).

Przenikanie ze zbiorników paliwa ma miejsce, gdy paliwo przenika przez przepuszczalne ściany zbiornika paliwa. Zewnętrzne powierzchnie zbiornika są wystawione na działanie otaczającego powietrza, co sprawie, że cząsteczki benzyny przenikają przez nie i są emitowane bezpośrednio do powietrza. Przenikanie zachodzi częściej w przypadku zbiorników paliwa z tworzyw sztucznych.

Technologia SCR jest również wrażliwa na działanie soli siarczanowych, których odkładanie się może nawet zablokować działanie katalizatora. Aby uniknąć problemów tego rodzaju, należy stosować olej napędowy o bardzo niskiej zawartości siarki (poniżej 15 ppm). W przypadku niezastosowania oleju napędowego o bardzo niskiej zawartości siarki, konieczne byłoby znaczne zwiększenie (nawet do 50 %) objętości i masy katalizatora. Aby stosować technologię SCR, należy przechowywać na pokładzie w przeznaczonym do tego celu zbiorniku odczynnik w płynie (mieszaninę mocznika i wody).

Do dwóch nowych technologii, które mogą przyczynić się do dalszego ograniczania emisji spalin z silników wysokoprężnych należą recyrkulacja spalin (EGR) i selektywna redukcja katalityczna (SCR). W przypadku obu tych technologii stosuje się wtórną obróbkę spalin pochodzących z silników wysokoprężnych za pomocą katalizatorów. Stosowanie tych technologii pozwala ograniczyć emisje NOx i HC. Doświadczenie sektora maszyn mobilnych nieporuszających się po drogach wskazuje, że można uzyskać ograniczenie emisji NOx odpowiednio o 50 % (technologia EGR) i 85 % (technologia SCR), przy czym stopień redukcji zależy od mocy silnika. W podobny sposób można jeszcze bardziej ograniczyć emisje PT dzięki zastosowaniu technologii katalizatora utleniającego lub filtra cząstek stałych w silnikach wysokoprężnych.

Podobnie jak w przypadku technologii kontroli przenikania z przewodów paliwowych, do obniżenia stopnia przenikania ze zbiorników paliwa stosuje się materiały izolacyjne. Do typowych metod należą:

Innym sposobem ograniczenia emisji dobowych jest zainstalowanie pochłaniacza z węglem aktywnym, by pochłaniał on parę wytworzoną w zbiorniku paliwa. Działanie pochłaniaczy z węglem aktywnym polega na aktywacji węgla, który następnie zbiera i zatrzymuje węglowodory. Pochłaniacz z węglem aktywnym można także połączyć z silnikiem za pośrednictwem odpowietrznika, co umożliwia przepływ powietrza z otoczenia przez pochłaniacz podczas pracy silnika. Oczyszczone pary paliwa są w ten sposób kierowane do silnika, gdzie ulegają spaleniu wraz z mieszanką paliwa.

Porównanie metodologii zawartej w dyrektywie w sprawie rekreacyjnych jednostek pływających z metodologią WMO wskazuje, że w odniesieniu do istotnej wysokości fali, gdzie Hs ≤ 4 m (określone dla kategorii projektowej B), w dyrektywie w sprawie rekreacyjnych jednostek pływających ogranicza się siłę wiatru (wyrażoną w skali Beauforta) do 8 stopni, natomiast według metodologii WMO 7 stopni w skali Beauforta byłoby bardziej precyzyjne z naukowego punktu widzenia. W metodzie WMO ustalono również niższe stopnie Beauforta niż podane w dyrektywie w sprawie rekreacyjnych jednostek pływających dla innych granicznych wielkości istotnych wysokości fal. Innymi słowy, stopnie lub przyrosty między kategoriami projektowymi określonymi w dyrektywie w sprawie rekreacyjnych jednostek pływających są większe i bardziej nierówne niż miałoby to miejsce w przypadku zastosowania metodologii WMO. Obecny podział kategorii projektowych jednostek pływających i wybór kryteriów uważa się jednak za zgodny z najnowszą wiedzą WMO oraz wykorzystywaną przez nią metodologią pomiaru stanów morza.

Z badania przeglądowego wynika, że emisje ze zbiorników paliwa, przewodów paliwowych oraz emisje dobowe odpowiadają za 98 % wszystkich emisji oparów. Szacuje się również, że wprowadzenie granicznych wielkości emisji w odniesieniu do parowania przez zbiorniki paliwa, przewody paliwowe i emisje dobowe może przyczynić się do ograniczenia emisji oparów generowanych przez rekreacyjne jednostki pływające o 30 % w skali roku. Oznaczałoby to ograniczenie rocznych emisji HC o 16 tysięcy ton. Mniejsza emisja oparów przyczyniłaby się również do ograniczenia strat paliwa, a tym samym – do ograniczenia całkowitego zużycia paliwa.

Obecne cykle badawcze, które zostały opracowane wyłącznie do celów badania silników wysokoprężnych, nie nadają się jednak do badania emisji instalacji hybrydowych.

Silniki elektryczne są obecnie konkurencyjnie jedynie w niewielkich zakresach mocy. Silniki o ograniczonych pojemnościach akumulatora nie zapewniają zakresu zasilania energią elektryczną wystarczającego do zaspokojenia potrzeb łodzi pod względem autonomii na morzu. Do czynników, które obecnie uniemożliwiają skuteczną penetrację rynku, należy brak odpowiedniej infrastruktury ładowania akumulatorów na przystaniach oraz wysoki koszt inwestycji w silniki elektryczne. Szersze wykorzystanie silników elektrycznych w sektorze rekreacyjnych jednostek pływających nie jest możliwe bez dalszego rozwoju technologicznego w zakresie gęstości energii stosowanych obecnie technologii akumulatorów. Potrzebna jest ponadto wystarczająca sieć stacji ładowania w przystaniach. Można przyspieszyć elektryfikację sektora, wprowadzając strefy „wolne od emisji”, ulgi podatkowe dla silników elektrycznych oraz wyższe podatki z tytułu użytkowania silników spalinowych lub paliw kopalnych.

Drugą możliwością byłoby wprowadzenie bardziej restrykcyjnych granicznych wielkości w odniesieniu do wszystkich zakresów mocy silnika. Wymagałoby to zastosowania nowych technologii, które ograniczałyby graniczne wielkości emisji NOx i HC o 70 % w przypadku silników przyczepnych o zapłonie iskrowym oraz o 40 % (technologia EGR) i o 64 % (technologia SCR) w przypadku silników stacjonarnych o zapłonie samoczynnym.

Pierwsza możliwość rozważana w badaniu to optymalizacja silników o małej mocy, która umożliwiłaby ograniczenie granicznych wielkości emisji NOx, HC i CO o 30 %. W rzeczywistości wiele silników należących do tej kategorii osiągnęło już ten poziom. W związku z tym zakłada się, że spadek emisji spalin w rzeczywistych warunkach eksploatacji będzie niższy niż spadek granicznych wartości. Korzyści pieniężne dla środowiska zrównałyby się z kosztami inwestycji i produkcji w ciągu 9 lat.

Drugim sposobem jest ustalenie bardziej restrykcyjnych granicznych wielkości zanieczyszczeń powietrza, które mogą emitować silniki rekreacyjnych jednostek pływających. Takie graniczne wielkości będą miały jednak zastosowanie wyłącznie do nowych produktów wprowadzonych do obrotu i nie wpłyną na starsze (emitujące więcej zanieczyszczeń) silniki będące już w użyciu. Ponad 80 % silników rekreacyjnych jednostek pływających będących obecnie w użyciu wprowadzono do obrotu przed wejściem w życie obowiązujących obecnie granicznych wielkości ustalonych dyrektywą 2013/53/UE.

W badaniu stwierdzono, że najwłaściwszym wariantem ograniczenia emisji oparów byłoby wprowadzenie granicznych wielkości stosowanych w Stanach Zjednoczonych w odniesieniu do rekreacyjnych jednostek pływających. Technologie umożliwiające ograniczanie emisji oparów w sektorze rekreacyjnych jednostek pływających zostały już opracowane, a dziesięcioletnie doświadczenie w stosowaniu tych granicznych wielkości dowiodło, że są one wykonalne i realistyczne. Zainteresowane strony popierają harmonizację granicznych wielkości emisji oparów między UE a Stanami Zjednoczonymi.

6.3.3. Warianty zmian kategorii projektowych

Wariant pierwszy polega na podziale kategorii projektowych C i D na dwie podkategorie. Wraz z nowymi podkategoriami C1/C2 i D1/D2 wprowadzono by zmiany granicznych wielkości maksymalnej siły wiatru i istotnej wysokości fali. Zgodnie ze stosowaną przez WMO metodologią oceny stanu morza mogłoby odpowiadać to lepiej warunkom pogodowym panującym na wodach osłoniętych (głównie w odniesieniu do łodzi o kategorii D) i niektórych obszarów wód nieosłoniętych (głównie w odniesieniu do łodzi o kategorii C). Dostępne zgłoszenia wypadków nie dostarczają jednak wystarczających dowodów na to, że przypisanie kategorii projektowej do danych warunków meteorologicznych byłoby czynnikiem powodującym wypadki. Zgodnie z badaniem przeglądowym wariant ten nie wydaje się przynosić żadnych wymiernych korzyści w zakresie bezpieczeństwa, a jego koszty wyniosłyby kilka milionów EUR.

Drugi wariant polega na podziale kategorii C i określeniu nowych zakresów dla wszystkich kategorii, aby poprawić ich zasadność pod względem naukowym i technicznym. Zbliżyłoby to kategoryzację projektową do metodologii oceny stanu morza stosowanej przez WMO. Jak wynika z badania, choć wariant ten wiązałby się z pewnymi usprawnieniami, takimi jak udzielanie użytkownikom końcowym bardziej przejrzystych informacji, korzyści nie przewyższyłyby kosztów.

Nowy podział kategorii projektowych jednostek pływających wiązałby się z kosztami zarówno dla producentów, jak i dla organów normalizacyjnych. Producenci musieliby przeprojektować niektóre modele łodzi, które były poprzednio przypisane do innej kategorii, przeprowadzić ich ponowną certyfikację i poinformować o zmianach swoich konsumentów. W badaniu podkreślono także, że koszt dokonania przeglądu 23 norm zharmonizowanych, które zawierają odniesienia do obowiązującej kategoryzacji projektowej łodzi, mogłyby wynieść nawet kilkaset tysięcy EUR.

Trzeci wariant nie zakłada zmian kategorii projektowych. Zapewnia natomiast możliwość zwiększenia jasności prawa dyrektywy w sprawie rekreacyjnych jednostek pływających poprzez uzupełnienie jej o wyraźną definicję górnych granicznych wielkości dla kategorii projektowej A zgodnie z definicją zawartą w odpowiedniej normie zharmonizowanej. Wariant ten wydaje się najkorzystniejszy z punktu widzenia gospodarczego, ponieważ nie generuje kosztów produkcji ani certyfikacji związanych ze zmianami kategorii projektowych. Natomiast wyraźne określenie pojęć „siła wiatru”, „siła wiatru w porywach” i „istotna wysokość fali”, wraz z ich wyjaśnieniem, może poprawić przejrzystość informacji przekazywanych zarówno producentom, jak i użytkownikom końcowym.

7. WNIOSKI I DALSZE DZIAŁANIA

7.1 Emisje spalin

Wnioski

Jak wyjaśniono w rozdziale 6.1, blisko 80 % rekreacyjnych jednostek pływających, które są obecnie eksploatowane, nie objęto granicznymi wielkościami emisji spalin wprowadzonymi dyrektywą w sprawie rekreacyjnych jednostek pływających (obowiązującymi od 2016 r.).

W związku z tym emisje spalin z rekreacyjnych jednostek pływających w rzeczywistych warunkach eksploatacji będą maleć wraz ze stopniową wymianą floty i wyposażaniem jej w nowoczesne, ekologiczne silniki, w tym w coraz większym stopniu w technologie bezemisyjne.

Dalsze ograniczanie emisji spalin pochodzących z silników rekreacyjnych jednostek pływających jest technicznie wykonalne dzięki instalacji zaawansowanych technologii katalizatorów. Nie można przenieść technologii katalizatorów wprost z sektora drogowego, ale należy dostosować je do zasolonego środowiska morskiego. Producenci silników mogą zatem skorzystać z korzyści skali jedynie w ograniczonym zakresie. Wykorzystanie technologii katalizatorów w silnikach przyczepnych o zapłonie iskrowym i silnikach wysokoprężnych instalowanych w rekreacyjnych jednostkach pływających wymaga wysokich i długoterminowych inwestycji (okres zwrotu inwestycji wynosi 16–20 lat). Wymaga także dostępności specjalnych olejów napędowych o niskiej zawartości siarki na potrzeby rekreacyjnych jednostek pływających.

Emisje spalin można ograniczyć również dzięki wykorzystaniu silników elektrycznych i hybrydowych. Choć jest to możliwe z technologicznego punktu widzenia, nadal stanowiłoby wyzwanie ze względu na ograniczenia związane z magazynowaniem energii w akumulatorach, koszt instalacji elektrycznych i hybrydowych oraz brak infrastruktury ładowania. Instalacje te są obecnie konkurencyjnie jedynie w przypadku łodzi motorowych o małej mocy i niektórych łodzi żaglowych, ale ich powszechność wzrośnie, gdy zostaną usunięte wyżej wymienione ograniczenia.

Dalsze ograniczanie w przyszłych przepisach granicznych wielkości emisji spalin z silników jednostek rekreacyjnych nie rozwiąże pilnej potrzeby poprawy jakości powietrza w niektórych silnie zanieczyszczonych strefach (np. w niektórych portach). Niezwłoczne ograniczenie zanieczyszczeń na obszarach wrażliwych jest już możliwe zgodnie z obowiązującymi ramami prawnymi, ponieważ państwa członkowskie mają swobodę w przyjmowaniu szczegółowych przepisów dotyczących żeglugi zgodnie z art. 5 dyrektywy w sprawie rekreacyjnych jednostek pływających (np. ograniczenie użytkowania w określonych godzinach, ograniczenie prędkości lub trasy żeglugi).

Dalsze działania