Scrubber sistemli ve scrubber'sız gemilerin cıı, eexı ve yakıt maliyet performanslarının karşılaştırılması: Bir tanker filosu üzerine uygulama

Abstract

Deniz taşımacılığı, sürdürülebilirlik ve enerji verimliliğine yönelik artan gereklilikler nedeniyle yakın dönemde köklü bir dönüşüm sürecine girmiştir. Özellikle Uluslararası Denizcilik Örgütü (IMO) tarafından yayımlanan düzenlemeler, gemilerin teknik tasarımdan operasyonel performansa ve yakıt stratejilerine kadar uzanan geniş bir yelpazede yeni zorunluluklar ortaya koymuştur. IMO 2020 küresel kükürt limiti, gemi yakıtlarında izin verilen maksimum kükürt oranını %3,5'ten %0,5'e düşürerek yakıt kullanımı için önemli bir değişime yol açmıştır. Böylece, Mevcut Gemiler İçin Enerji Verimliliği İndeksi (EEXI) ile mevcut gemilerin teknik enerji verimliliğini zorunlu standartlara bağlamış; Karbon Yoğunluk Göstergesi (CII) ile de gemilerin yıllık operasyonel karbon yoğunluğunu ölçerek performansa dayalı bir derecelendirme sistemi oluşturmuştur. Bu gelişmeler sonucunda gemi işletmeciliğinde yakıt kullanımı, teknik, operasyonel ve ekonomik açıdan birbiriyle entegre hale gelmiştir. Bu çalışma ile, söz konusu dönüşümün gemi işletmeciliği üzerindeki etkilerini değerlendirmek amacıyla gerçek veriler kullanılarak "Scrubber Sistemli ve Scrubber'sız Gemilerin CII, EEXI ve Yakıt Maliyet Performanslarının Karşılaştırılması: Bir Tanker Filosu Üzerine Uygulama" başlığı altında kapsamlı şekilde araştırılmıştır. Bu çalışmanın temel amacı, farklı yakıt türlerinin gerçek operasyonel koşullar altında enerji verimliliği ve yıllık karbon performansı açısından ortaya koyduğu sonuçları analiz etmektir. Literatürde çoğu zaman yalnızca yakıt fiyat farkı odaklı varsayımsal analizler bulunmasına karşın, bu çalışma doğrudan Türkiye merkezli bir tanker filosunun 2025 yılına ait gerçek operasyon verilerini kullanarak hem bilimsel hem de sektörel açıdan daha güvenilir bir değerlendirme sunmaktadır. Araştırma kapsamında analiz edilen filo, 6.000 ile 157.000 DWT arasında değişen toplam 17 gemiden oluşmaktadır. Filodaki gemiler asfalt tankerleri, yağ/kimyasal tankerleri ve iki adet büyük tonajlı ham petrol tankerini içermektedir. Beş gemide Egzoz Gazı Temizleme Sistemi (EGCS) bulunmakta, diğerlerinde ise düşük sülfürlü yakıt tüketilmektedir. Filo yapısının bu çeşitliliği, farklı tonaj ve seferlere sahip gemilerin yakıt tüketimi, enerji verimliliği ve emisyon performansı açısından karşılaştırılmasını olanaklı hale getirmiştir. Çalışmada kullanılan veri seti: gemilerin yıllık kat ettiği mesafeleri, seyirde ve limanda tüketilen yakıt miktarlarını, kargo ısıtma için tüketilen enerjiyi, yardımcı makine ve kazan tüketimlerini, scrubber çalışma tiplerini, CII hesaplamalarına temel oluşturan karbondioksit (CO₂) emisyon çıktılarının tamamını ve EEXI teknik detaylarını içermektedir. Scrubber sistemleri, yüksek sülfürlü yakıtı limitlere uyumlu hale getirerek gemilerin HSFO kullanımını sürdürebilmesine olanak sağlamaktadır. HSFO'nun Çok Düşük Kükürtlü Yakıt (VLSFO) ve (Deniz Gaz Yağı) MGO'ya göre daha düşük fiyatlı olması, özellikle yakıt fiyat farkının yüksek olduğu dönemlerde scrubberlı gemilerin yıllık yakıt maliyetlerinde belirgin bir düşüş sağlamaktadır. Çalışmanın bulguları, HSFO ve VLSFO/MGO fiyat farkının 250–300 USD/mt seviyesinin üzerine çıktığı dönemlerde scrubberlı gemilerin yıllık işletme maliyetlerinde büyük tasarruf elde ettiğini göstermektedir. Buna karşılık scrubber'ın enerji yükü, sodyum hidroksit (NaOH), flopam, koagülan ve diğer kimyasalların tüketimi, yıkama suyu arıtımı ve çamur bertarafı gibi ek işletme giderleri ile bakım onarım gereklilikleri, fiyat farkının düşük olduğu dönemlerde scrubber'ın ekonomik avantajını kısıtlamaktadır. CII analizi, scrubber sistemlerinin karbon yoğunluğu açısından doğrudan bir olumsuzluk yaratmadığını göstermektedir. Fakat CO₂ hesabında kullanılan karbon dönüşüm katsayıları yakıt tipine değil, yakıtın karbon içeriğine bağlıdır ve HSFO ile VLSFO/MGO arasında karbon faktörü açısından büyük bir fark bulunmamaktadır. Bununla birlikte, scrubber sistemlerinde pompa, fan ve su arıtma ünitelerinin yarattığı ek yardımcı makine yükü, karbon emisyonunu artırarak CII performansını olumsuz etkileyebilmektedir. Asfalt tankerlerinde bulunan kargo ısıtması gereksinimleri, kazan tüketimlerinin toplam tüketim içindeki payını artırmaktadır. Bu tip gemilerde liman ve demir sürelerinde tüketilen yakıttan dolayı taşıma işi artmadığı için CII üzerinde daha olumsuz bir etki oluşturmaktadır. Dolayısıyla scrubber'lı gemilerin CII performansı, yalnızca ekipman enerji yüküne değil, aynı zamanda seferin uzunluğuna, geminin süratine, yükleme-tahliye sürelerine ve yıllık operasyon yoğunluğuna bağlıdır. EEXI incelemelerinde filonun büyük bölümünün güç sınırlandırılması (EPL) uygulamasıyla uyum sağladığı tespit edilmiştir. EEXI, tasarım parametrelerine dayalı olarak hesaplandığı için operasyonel verilerden etkilenmemektedir. Bu sebepten scrubber varlığı EEXI üzerinde doğrudan bir dezavantaj yaratmamaktadır. Bununla birlikte, büyük tonajlı tankerlerde scrubber sisteminin egzoz devresinde oluşturduğu geri basınç gibi ikincil etkilerin geminin sürat ve enerji tüketiminde farklılıklar oluşturabileceği gözlenmiştir. EEXI uyumunun sağlanabilmesi amacıyla bazı gemilerde uygulanan sürat kısıtlamaları, scrubber sisteminin ilave güç gereksinimi nedeniyle EEXI değeri üzerinde olumsuz etki yaratabilmektedir. Çalışmada kullanılan yakıt maliyet modeli, klasik yakıt tüketimi hesaplamalarının ötesine geçerek yardımcı makine yüklerini, scrubber işletme giderlerini ve operasyonel enerji gerekliliklerini maliyetleri ile birleştirmektedir. Model, kargo ısıtma yükü yüksek olan gemilerde kazan tüketiminin toplam tüketimin önemli bir bölümü oluşturduğunu, bu nedenle asfalt tankerlerinde yakıt tipinden bağımsız olarak maliyetlerde büyük bir etkisinin olduğunu göstermektedir. Ayrıca scrubber pompalarının sürekli çalışması zorunlu olduğundan, yardımcı makine tüketimi scrubber'sız gemilere göre daha yüksektir. Bu durum maliyet analizlerinde scrubber tasarrufunun net karşılığının doğru hesaplanması açısından kritik bir öneme sahiptir. Filonun teknik, operasyonel ve ekonomik çıktıları üç ana başlık altında değerlendirilmiştir. Düşük yakıt fiyat farkı durumunda scrubber avantajı belirgin ölçüde azalmakta, maliyetler scrubber'sız gemilerle yakın seviyeye gelmektedir. Yüksek yakıt fiyat farkı durumunda scrubber'lı gemiler ekonomik olarak güçlü bir üstünlük sağlayarak karlılığı artırmaktadır. CII limitlerinin sıkılaştığı durumda ise scrubberın ek enerji yükü nedeniyle bazı gemilerde CII notunun düşme riski artmaktadır. Sonuç olarak, bu çalışma, scrubber sistemli ve scrubber'sız gemilerinin performansını teknik, operasyonel ve ekonomik açılardan bütüncül bir çerçevede değerlendiren kapsamlı bir uygulama çalışması sunmaktadır. Bulgular, yakıt kullanımının yalnızca ekonomik değil, aynı zamanda teknik ve operasyonel verimlilik faktörleriyle doğrudan ilişkili olduğunu göstermektedir. Scrubber'ın ekonomik avantajı özellikle yüksek fiyat farkının olduğu zamanlarda çok güçlü olmakla birlikte, CII uyumu açısından risklidir. Buna karşılık scrubber'sız gemiler daha düşük yardımcı makine yükü ve daha düzenli bir CII göstergesi sunmakla birlikte, yüksek yakıt fiyat farklarının yaşandığı zamanlarda maliyet açısından dezavantajlı hale gelebilmektedir. Bu nedenle gemi filolarında en mantıklı yaklaşım, koşul bazlı yakıt stratejilerinin geliştirilmesi, CII merkezli operasyon optimizasyonunun uygulanması ve gemilerin taşıma kapasitesi ve sefer bölgesi özelliklerine göre farklılaştırılmış filo yönetim seçimlerinin yapılmasıdır. Çalışmanın sonuçları hem literatüre katkı sağlamakta hem de sektör paydaşlarına değişen düzenlemeler ve market koşulları altında daha öngörülebilir ve sürdürülebilir kararlar alabilmeleri için yardımcı olmaktadır.