Gemi kaynaklı emisyonların nümerik yöntemlerle hesaplanması
Calculation of ship-based emissions by numerical methods
Yazar: ARAKS EKMEKÇİOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. UĞUR BUĞRA ÇELEBİ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Gemi Mühendisliği = Marine Engineering

Özet:
Dünya ticaretinin büyük bir bölümü deniz yoluyla yapılmaktadır. Dünya deniz ticaret filosu da her geçen yıl artmaktadır. Son yıllarda, dünya ticaretinin ve dolayısıyla gemi faaliyetlerinin artması, liman trafiğinin yoğunlaşması ve yüksek güçlü, ağır yakıt kullanan gemi ana makinelerinin tercih edilmesi nedeniyle gemilerden kaynaklanan emisyonlar artmıştır. Emisyonların küresel iklim değişikliği ve hava kirliliği üzerindeki etkileri nedeniyle, gemi kaynaklı emisyonların takibi ve azaltılması bir zorunluluk haline gelmiştir. Bu nedenle Uluslararası Denizcilik Örgütü (IMO), emisyon azaltma önlemleri kapsamında gemilere yaptırımlar uygulamaktadır. Özellikle liman şehirleri, gemilerden limana salınan egzoz emisyonları nedeniyle hava kirliliğine maruz kalmaktadır. Son zamanlarda, IMO ve Avrupa Birliği (AB) tarafından gemilerden kaynaklanan emisyonların azaltılmasıyla ilgili yeni düzenlemeler yapılmıştır. Bu düzenlemeler çerçevesinde, gemi kaynaklı emisyonlarının izlenmesi daha önemli hale gelmiştir.
Bu tez çalışmasında, Türkiye'nin dört önemli limanı olan Ambarlı, İzmir, Mersin ve Kocaeli limanlarında salınan toplam Azot Oksit (NOx), Kükürt Dioksit (SO2), Karbondioksit (CO2), Uçucu Organik Bileşikler (VOC), Partikül Madde (PM) ve Karbon Monoksit (CO) emisyonlar aşağıdan yukarıya hesaplama yöntemi ile hesaplanmış ve sonuçlar analiz edilmiştir. 
01.09.2017-01.09.2018 tarihleri arasındaki bir yıllık periyotta Ambarlı, İzmir, Mersin ve Kocaeli limanlarına gelen gemiler gerçek zamanlı olarak takip edilmiş ve gemilerin seyir, manevra ve liman işletme modlarında yaydıkları egzoz gazı emisyon miktarları hesaplanmıştır.  Gemi aktivitesi temelli olarak yapılan hesaplamalarda gemilerin ana makine ve yardımcı makine güçleri, limanda kalış süreleri gibi gerçek veriler kullanılmıştır. 
Tüm limanlar için yapılan emisyon hesaplamalarına göre limanlara en çok gelen iki gemi tipi olan konteyner ve kuru yük gemileri seçilerek bu gemilerin tipine ve gros tonajına (GRT) bağlı olarak seyir, manevra ve liman işletme modları için emisyon tahmin denklemleri elde edilmiştir. Çalışma sonucu elde edilen emisyon tahmin denklemleri, GRT'ı bilinen konteyner ve kuru yük tipi gemiler kaynaklı egzoz gazı emisyonlarını yaklaşık olarak tahmin etmek ve gemi kaynaklı hava kirliliğini modellemek için kullanılabilir.

Abstract:
Most of the world trade is carried out by sea. The world maritime trade fleet is also increasing every year. In recent years, emissions from ships have increased due to increased ship activities, intensification of port traffic, and preference of high-powered and heavy-fueled engines. Due to the effects of emissions on global climate change and air pollution, monitoring and reduction of shipping emissions have become a requirement. Therefore, International Maritime Organization (IMO) imposes sanctions on ships within the scope of emission reduction preventions. Especially port cities are exposed to serious air pollution due to exhaust emissions from ships berthing to the port. Recently, new regulations have been established by the IMO and the European Union (EU) regarding to the reduction of emissions from ships. Within the framework of these regulations, monitoring of shipping emissions has become more important.
In this study, Nitrogen Oxide (NOx), Sulphur Dioxide (SO2), Carbon Dioxide (CO2), Volatile Organic Compounds (VOC), Particulate Matter (PM) and Carbon Monoxide (CO) emissions emitted from ships coming to Ambarlı, Izmir, Mersin and Kocaeli ports which are Turkey's four important ports are theoretically calculated with bottom-up method and the results are analyzed.
Ships arriving to Ambarlı, İzmir, Mersin and Kocaeli ports in a period between 01.09.2017-01.09.2018 were monitored and the exhaust gas emissions emitted by ships in cruising, maneuvering and port operation modes were calculated. In the calculations based on ship activity, actual data such as main and auxiliary engine powers of the ships and length of stay in the port were used.
According to the emission calculations for all ports, container and dry cargo vessels, which are the two most common vessels, were selected and emission estimation equations were obtained for cruising, maneuvering and port operating modes depending on the type and gross tonnage (GRT) of these vessels. The emission estimation equations obtained from the study can be used to estimate approximate exhaust gas emissions from container and dry cargo type ships with known GRT values and to model ship-induced air pollution.