Როგორი სტანდარტები უნდა შეესაბამებოდეს ზღვის დიზელ-გენერატორებს გემებისთვის?

IMO-ს MARPOL Annex VI-სა და NOx ტექნიკური კოდექსის შესავალი

Საერთაშორისო სამთავრობათა ორგანიზაციის მიერ მარპოლის VI დანართი უწყობს მკაცრ შეზღუდვებს გემის ძრავების ნარჩენების ემისიაზე, კერძოდ აზოტის ოქსიდებზე (NOx), გოგრის ოქსიდებზე (SOx) და ნაწილაკების მასაზე (PM). ეს რეგულაცია პირველად 2005 წელს შემოიღეს და მას შემდეგ რამდენიმეჯერ განაახლეს. წესები ძირითადად ეხება 130 კვტ-ზე მეტი სიმძლავრის დიდ ძრავებს, ხოლო NOx-ის სტანდარტების სხვადასხვა დონე დამოკიდებულია იმაზე, თუ როდის იქნა ძრავა დამზადებული ან დამონტაჟებული. 2020 წელს, როდესაც საერთაშორისო გოგრის ლიმიტი მკვეთრად შემცირდა მხოლოდ 0.50%-მდე საზღვაო საწვავში, ზღვის ტრანსპორტის კომპანიებს არაფერი დარჩათ, გარდა იმისა, რომ მნიშვნელოვნად ინვესტირებულიყვნენ ტექნოლოგიებში, როგორიცაა ნაღვლის გასუფთავების სისტემები, ან სრულად გადაეყვანათ ალტერნატიულ საწვავზე, მაგალითად თხევად ბუნებრივ გაზზე (LNG). ეს რეგულატორული ცვლილება ზღვათმთავრობის სექტორში გამოიწვია მასშტაბური ბაზრის გარდაქმნა.

Საერთაშორისო ზღვის ტრანსპორტის ორგანიზაციის როლი ზღვის დიზელი გენერატორების ნარჩენების რეგულირებაში

Საერთაშორისო სამთავრობათა ორგანიზაცია უწყობს 175 ქვეყნის წარმომადგენლობას და მუშაობს გამონაბოლქვის ნორმების სტანდარტიზაციისკენ. ეს ნიშნავს, რომ მსოფლიოში განლაგებული გემები გადიან მსგავს ტესტებს, ერთნაირად აღიარებიან და ერთმნიშვნელოვანად ექვემდებარებიან კონტროლს, როდესაც საქმე მოდის მათ ზღვის დიზელი ძრავებთან. ორგანიზაციის NOx ტექნიკური კოდექსი მოითხოვს, რომ წარმოებლებმა დაადასტურონ თავიანთი ძრავების სტანდარტებთან შესაბამისობა ტიპური დამოწმების საშუალებით, რომელიც გათვალისწინებს ამ მანქანების რეალურ პირობებში ექსპლუატაციის პრინციპებს. კომპანიებმა უნდა მოაწოდონ დეტალური ინფორმაცია იმის შესახებ, თუ რა ნივთიერებებს გამოყოფს მათი ძრავები სხვადასხვა დატვირთვის პირობებში. ეს მოთხოვნები ეხმარება უფრო კოორდინირებულ ურთიერთობების დამყარებაში აშშ-ის გარემოსდაცვით დაცვის სააგენტოს მსგავს ორგანიზაციებთან და უზრუნველყოფს უფრო გლუხ თანამშრომლობას საერთაშორისო სტანდარტებსა და ლოკალურ რეგულაციებს შორის. როდესაც საერთაშორისო და ეროვნული წესები უკეთ ემთხვევა ერთმანეთს, გემების მომსახურების მოწესრიგება მსოფლიოში უფრო მარტივდება.

Როგორ გავლენას ახდენს გამონაბოლქვის სტანდარტები ზღვის დიზელი გენერატორების დიზაინზე და ექსპლუატაციაზე

Თანამედროვე ზღვის დიზელი გენერატორები დღეს უნდა შეესაბამებოდეს მკაცრ ტიერ III სტანდარტებს, ამიტომ წარმოებლებმა დაიწყეს სელექტიური კატალიზური რედუქციის სისტემების, უკეთ დაგეგმილი წვის კამერების და საწვავის შეყვანის ბევრად ზუსტი კონტროლის დამატება. ყველა ეს გაუმჯობესება აზოტის ოქსიდების გამოყოფა მკვეთრად შეამცირა, დაახლოებით 80%-ით ნაკლები, ვიდრე ძველი ძრავები გამოჰყოფდნენ, რაც 2021 წლის კვლევის მიხედვით გამოჩნდა Raju-სა და მის თანამშრომლებთან ერთად. მეორე მნიშვნელოვანი ცვლილება იყო ულტრა დაბალგოგირიანი დიზელის საწვავზე გადასვლა, რომელიც ინდუსტრიის მთელ მასშტაბში ნორმად იქცა. ეს უფრო სუფთა საწვავი ნაწილობრივი ნარჩენების გამოყოფა დაახლოებით სამ მეოთხედით ამცირებს იმის გარეშე, რომ დაზიანდეს მანქანების საიმედოობა, რომლებიც დღეში დღე ზღვაზე მუშაობენ.

Ტიერის კლასიფიკაციის სისტემა: ტიერ 1-დან ტიერ 3-მდე შესაბამისობა

Ზღვის დიზელი ძრავების ტიერ 1, ტიერ 2 და ტიერ 3 გამონაბოლქვის ზღვრული მაჩვენებლების შედარება

Საზღვაო დიზელი ძრავები იყოფა სამ კატეგორიად აზოტის ოქსიდების გამოყოფის მიხედვით, როგორც განსაზღვრულია საერთაშორისო საზღვაო ორგანიზაციის მიერ. პირველი კატეგორია მოიცავს 2000 წლის შემდეგ წარმოებულ ძრავებს, რომლებიც NOx-ის გამოყოფას უშვებდნენ 14,4 გრამამდე კილოვატსაათზე. 2011 წლის შემდეგ მოხდა ცვლილება Tier 2 სტანდარტების შესაბამისად, რომლებმაც დასაშვები გამოყოფა შეამცირეს დაახლოებით ნახევარი მოცულობით – 7,7 გ/კვტსთ – უმჯობესი წვის ტექნიკების წყალობით. შემდეგ მოვიდა Tier 3 რეგულაციები, რომლებიც 2016 წლიდან ძალაში შევიდა გარკვეულ რეგიონებში, სადაც გემებს ახლა უნდა შეაზღვრონ NOx-ის გამოყოფა მხოლოდ 2,0 გ/კვტსთ-მდე. ეს წარმოადგენს დაახლოებით 80%-იან შემცირებას იმასთან შედარებით, რაც დასაშვებად იყო დაწყებისას. ამ ახალგაზრდა ძრავები ხშირად იყენებენ არჩევითი კატალიზური რედუქციის სისტემებს ან გამოდინარის გაზის რეცირკულაციის ტექნოლოგიას ამ მკაცრი მოთხოვნების შესაბამისად. ნაწილაკების შეზღუდვის ზღვრების განხილვაც მსგავს ისტორიას ამბობს, რომელიც იწყება Tier 1-ში 0,40 გ/კვტსთ-ით და მიდის ქვემოთ Tier 3 ძრავებში 0,10 გ/კვტსთ-მდე.

Საფეხური	NOx-ის ლიმიტი (გ/კვტსთ)	PM-ის ლიმიტი (გ/კვტსთ)	Განხორციელების პერიოდი
Tier 1	≤ 14.4	≤ 0.40	2000–2011
Მე-2 დონე	≤ 7.7	≤ 0.20	2011–2016
Მესამე საფეხური	≤ 2.0	≤ 0.10	2016–დღემდე

Tier 3 შესაბამისობის მოთხოვნები გამონაბოლქვის კონტროლის ზონებში (ECAs)

Ჩრდილოეთ ამერიკის სანაპიროზე და ბალტიის ზღვაში მოქმედი გემები უნდა დააკმაყოფილონ Tier 3 სტანდარტები, რაც ნიშნავს აზოტის ოქსიდების გამოყოფის შემცირებას 80%-ით ძველი Tier 1 ძრავების შედარებით. უმეტეს გემოპერატორებს ორი გზიდან ერთ-ერთი უნდა აირჩიონ ამ მოთხოვნებთან მუშაობისას. ზოგი არჩევანს აკეთებს არსებულ გენერატორებზე არჩევითი კატალიზური რედუქციის სისტემების დაყენებას, ხოლო სხვები გადადიან თხევად ბუნებრივ გაზზე მუშავი ჰიბრიდულ სისტემებზე. გოგრის შემცველობის მიმართ მოთხოვნებიც იდენტურად მკაცრია ამ ზონებში, სადაც მაქსიმალური ზღვარი შეადგენს 0.10%-ს. შესაბამისობის უზრუნველსაყოფად, გემები ან წვავენ სპეციალურ დაბალგოგიან საწვავს, ან ახორციელებენ ძვირადღირებულ სქრაბერულ ტექნოლოგიებში ინვესტიციებს, რომლებიც ასუფთავებენ გამოშვებულ აირებს მანამ, სანამ ისინი მედნებს დატოვებენ.

Შემთხვევის ანალიზი: Tier 3-ის განხორციელება გემებზე, რომლებიც ჩრდილოეთ ამერიკის ECA-ში მოქმედებენ

2023 წელს, მკვლევარებმა შეხედეს 24 სატვირთო გემს, რომლებიც ჩრდილო ამერიკის ECA რეგიონში მოძრაობდნენ და აღმოაჩინეს საინტერესო ფაქტი. როდესაც ისინი განაახლეს თავიანთი ძრავები Tier 3 სტანდარტების მიხედვით, აზოტის ოქსიდების გამოყოფა შემცირდა დაახლოებით 92%-ით, უფრო ძველი Tier 1 მოდელების შედარებით. თუმცა, ბევრი გემის მფლობელისთვის არსებობდა პრობლემა. დაახლოებით მესამედი მათგანის წინაშე წამოიჭრა უფრო მეტი რემონტის ხარჯები, რადგან ამ ახალ სისტემებს სჭირდათ SCR ფილტრების რეგულარული შეცვლა. ეს დამატებითი ხარჯები მერყეობდა დაახლოებით 18 ათასი და 45 ათასი დოლარის შორის წელიწადში. მიუხედავად ამისა, საერთაშორისო საზღვაო ორგანიზაციის წინა წლის შემოწმებამ გამოავლინა, რომ უმეტესი კომპანია ექვემდებარებოდა წესებს, ყოველი 100 გემიდან დაახლოებით 89 იყო შესაბამისობის შესაბამისი. რომლებიც არ იყვნენ შესაბამისნი, იღებდნენ სერიოზულ ჯარიმებს, რომლებიც საშუალოდ შეადგენდა დაახლოებით 320 ათას დოლარს თითო დარღვევაზე. ამ რთული სისტემების უკეთესად მართვის დასახმარებლად, უფრო მეტი საზღვაო ბიზნესი მიმართავს პრევენტიული შემოწმების პროგრამულ უზრუნველყოფას, რომელიც ეხმარება შემდგომი დამუშავების სისტემების სწორად მუშაობაში და შეუთავსებელი გამოსვლების მინიმუმამდე შემცირებაში მნიშვნელოვანი ოპერაციების დროს.

Ნავთობის გენერატორებისთვის 4-ლი დონის სტანდარტების შესაძლებლობის შეფასება

4-ლი დონის საბოლოო რეგულაციები: მიწის ზედაპირზე მოძრავი ძრავების სტანდარტების წარმოშობა

4-ლი დონის ემისიის სტანდარტები საწყისად შემუშავდა მიწის ზედაპირზე არსებული არასადარი ძრავებისთვის, რამაც წარმოებლები მოათხოვა ახალი აღნიშვნის ტექნოლოგიების გამოყენებით აზოტის ოქსიდებისა და ნაწილაკების შემცველობის შემცირება. საერთაშორისო საზღვაო ორგანიზაცია ჯერ არ აღიარა ეს სტანდარტები ნავთობისთვის, თუმცა მიმდინარე მოლაპარაკებები მიმდინარეობს მათი მსგავსი კონცეფციების მომავალი ზღვის რეგულაციებისთვის გამოყენების შესახებ. თუმცა, მიწის ზედაპირზე არსებული ამ ამონაწევების პირდაპირი გადაყვანა ნავებზე რეალურ გამოწვევებს უხდის სავსებით სხვადასხვა ინჟინერიული მოთხოვნებისა და სივრცის შეზღუდვების გამო.

4-ლი დონის მოთხოვნების ზღვის გამოყენებისას ტექნოლოგიური გამოწვევები

Მე-4 სტანდარტის ეკვივალენტური სისტემების მონტაჟი ზღვის დიზელგენერატორებზე არ არის მარტივი. შემდგომი დამუშავების ნაწილები, როგორიცაა სელექტიური კატალიტური რედუქციის (SCR) მოწყობილობები და დიზელის ნაწილაკების ფილტრები (DPF), დაიკავებენ დაახლოებით 18-დან 25 პროცენტამდე მეტ ადგილს, ვიდრე მე-3 სტანდარტის კონფიგურაციებში. გარდა ამისა, ეს კომპონენტები რთულად უძლებენ ზღვის რთულ პირობებში. ჩრდილო ამერიკის ზღვის დიზელის ძრავების ბაზარის ახალგაზრდა ანგარიში ასევე აღნიშნავს მნიშვნელოვან ფაქტს: მარილიანი წყალი გავრცელდება ყველგან ნავთან, ხოლო მუდმივი ვიბრაციები უფრო სწრაფად ამორტავებს მოწყობილობებს. კერძოდ, SCR კატალიზატორებისთვის მათი სიცოცხლის ხანგრძლივობა იკლებს დაახლოებით 40%-ით მიწის მსგავსი მოწყობილობების შედარებით. ეს ლოგიკურია, გამომდინარე იქიდან, თუ რამდენად მკაცრად მოქმედებს ზღვის გარემო მექანიკურ სისტემებზე დროთა განმავლობაში.

Ინდუსტრიის დისკუსია: შესაძლებელია თუ არა მე-4 სტანდარტის გამოყენება ზღვის დიზელგენერატორების სისტემებში?

Ზღვის ტრანსპორტის ინდუსტრია ამ საკითხზე დროებით გაყოფილია. როდესაც ჩვენ შევხედეთ ოპერატორების გამოკითხვის შედეგებს, დაახლოებით 62 პროცენტმა აღნიშნა, რომ არსებულ გემების დიზაინებს უბრალოდ არ აქვთ საკმარისი ადგილი Tier 4-ის შესაბამისობის სისტემებისთვის საჭირო საკმარისი სიმძლავრის განაწილებისთვის. ამ რეგულაციების მხარდამჭერები ამტკიცებენ, რომ ისინი ფაქტობრივად დააგრძნობენ ჰიბრიდული ძრავების გამოყენების გავრცელებას, მაგრამ იმ ადამიანებს, რომლებიც პირდაპირ ამუშავებენ, აწუხებთ დიზელის ნაწილაკების ფილტრების გაწმენდის სიხშირე — ყოველ 450-500 სამუშაო საათში. ასეთი რეგულარული მოვლა ნამდვილად არღვევს სამუშაო გრაფიკებს. არსებობს მოდულური გამოშვების დამუშავების ვარიანტების მიმართ იმედიც, თუმცა უმეტესი ექსპერტი თანხმდება იმაში, რომ მათ ჯერ საჭირო აქვთ ორიდან სამ წლამდე ნამდვილი ზღვის გამოცდები, სანამ ისინი ფლოტში მასობრივად განავრცელებას შეძლებენ.

Ზღვის კომპრესიული Ignition-ის ძრავების სერტიფიკაცია და რეგულატორული ჩარჩო

EPA-ის კლასიფიკაცია ზღვის კომპრესიული Ignition-ის ძრავებისთვის სიმძლავრის მიხედვით

Სამრეწველო კომპრესიული დამწვრთნელი ძრავები იკლასიფიცება სხვადასხვა კატეგორიაში მათი სიმძლავრის მიხედვით, რათა შესაბამისმა სააგენტომ განახორციელოს კონკრეტული ღონისძიებები ნარჩენების შესაზღვრად. 37 კილოვატზე მეტი სიმძლავრის მქონე ძრავებისთვის არსებობს მკაცრი შეზღუდვები აზოტის ოქსიდებისა და ნაწილაკების მიმართ, როგორც ეს გათვალისწინებულია არასაგზეო ძრავების შესახებ მოქმედ ნორმებში. კომერციული საზღვაო ტრანსპორტის უფრო დიდი ძრავების შემთხვევაში აუცილებელი ხდება საკმაოდ მოწინავე ტექნოლოგიების გამოყენება, რათა დაცული იქნეს ეს მოთხოვნები. ნაღვლის რეცირკულაციის სისტემები ან არჩევითი კატალიტური რედუქციის მოწყობილობები ხდება აუცილებელი დამატებები იმ გემებისთვის, რომლებიც სურთ იმუშაონ კანონით დადგენილ საზღვრებში, ხოლო იგივე დროს ეფექტურად შეასრულონ მათ დაკვირვებული მიზანი.

Სამრეწველო დიზელის გენერატორების სერთიფიცირების პროცესი აშშ-ის ფედერალური რეგულაციების მიხედვით

Აშშ-ის სერთიფიცირების პროცესი ზღვის ტრანსპორტისთვის მოითხოვს საკმაოდ ინტენსიურ ტესტირებას, რომელიც მოიცავს იმ კონკრეტულ სამუშაო ციკლებს, როგორც ნავები წყალზე მოძრაობისას განიცდიან. ეს ნიშნავს ძრავების ტესტირებას ცვალებადი დატვირთვის პირობებში და იმის მოდელირებას, თუ რა ხდება, როდესაც ისინი გარკვეული დროის განმავლობაში ნამდვილ ზღვის წყალში არიან. უკანასკნელი ფედერალური წესების მიხედვით, წარმოებლებმა უნდა დაადასტურონ, რომ შეესაბამებიან სტანდარტებს მინიმუმ 80 პროცენტში იმისა, რასაც ძრავა იძლევა სიმძლავრის გამოყენების მიმართ. ასევე არსებობს რამდენიმე მნიშვნელოვანი კონტროლის წერტილი. ჯერ უნდა მიიღონ დამტკიცება სხვადასხვა ძრავის კონტროლის ტექნოლოგიებზე წარმოების დაწყებამდე. შემდეგ კი უნდა გაითვალისწინონ კომპონენტების ბუნებრივი დეგრადაცია, რათა ნარჩენები დარჩეს დადგენილ ზღვრებში მოწყობილობის მთელი 10,000 საათიანი სიცოცხლის მანძილზე. ეს მთელი პროცესი უზრუნველყოფს იმას, რომ სერთიფიცირებული ზღვის ძრავები საიმედოდ იმუშაოს მკაცრ გარემოში წლების განმავლობაში უწყვეტი ექსპლუატაციის შემდეგ.

Ეროვნული და საერთაშორისო რეგულატორული მოთხოვნების შესაბამისობა

EPA-ის Tier 4 სტანდარტები ითხოვს დაახლოებით 90%-ით ნაკლებ NOx ემისიას ძველი Tier 1 მოწყობილობების შედარებით. ამას პარალელურად, საერთაშორისო ზღვათა ორგანიზაცია მუშაობს SOx-ის და NOx-ის ემისიის კონტროლზე MARPOL Annex VI რეგულაციების მეშვეობით. თანამედროვე ზღვის დიზელი გენერატორები ხშირად აღჭურვილია ორმაგი საწვავის ვარიანტებით და მოდულური გასუფთავების სისტემებით, რომლებიც ამ სხვადასხვა მოთხოვნებს უმკლავდებიან. კომპანიებისთვის, რომლებიც წარმოებენ ძრავებს, რომლებიც სამსოფლოში უნდა მუშაობდეს, ამ გამოცდის მეთოდებისა და ემისიის მიზნების შესაბამისობა არა მხოლოდ სასარგებლოა, არამედ სავალდებულოც კი გახდება, თუ ისინი განსხვავებულ რეგიონებში უნდა შეინარჩუნონ კონკურენტუნარიანობა პროდუქტების მუდმივად ახლიდან დიზაინის გარეშე.

Ხელიკრული

Რა არის MARPOL Annex VI-ის ძირითადი მიზანი?

MARPOL Annex VI-ის ძირითადი მიზანია შემცირდეს ჰაერის ატმოსფეროში დაბინძურება გემის ძრავებისგან, რითაც კონტროლდება აზოტის ოქსიდების (NOx), გოგორდის ოქსიდების (SOx) და ნაწილაკების (PM) ემისია.

Რატომ არის მნიშვნელოვანი Tier 3 გამოყენების სტანდარტები?

Tier 3 გამოყენების სტანდარტები მნიშვნელოვანია, რადგან ისინი მნიშვნელოვნად ამცირებენ NOx გამოყენებას დაახლოებით 80%-ით უფრო ძველი სტანდარტების შედარებით, რაც უზრუნველყოფს უფრო სუფთა ჰაერს და შესაბამისობას გამოყენების კონტროლის ზონებში (ECAs).

Რა რთულებებს აწყდებიან გემის ოპერატორები Tier 4 სტანდარტებთან დაკავშირებით?

Გემის ოპერატორები რთულებებს აწყდებიან Tier 4 სტანდარტებთან დაკავშირებით სივრცის შეზღუდულობის გამო და დიზელის ნაწილაკების ფილტრების ხშირი შემოწმების აუცილებლობის გამო, რაც შეიძლება დაარღვიოს ოპერაციული განრიგი.

Როგორ ეხმარება ალტერნატიული საწვავი, როგორიცაა LNG, გამოყენების სტანდარტების შესაბამისობის უზრუნველყოფაში?

Ალტერნატიული საწვავი, როგორიცაა შიდა გაზი (LNG), ეხმარება გამოყენების სტანდარტების შესაბამისობის უზრუნველყოფაში, რადგან ისინი წარმოქმნიან ნაკლებ გამოყენებას ტრადიციულ საზღვაო საწვავთან შედარებით და ეხმარება გოგრის და აზოტის ოქსიდების ლიმიტებთან შესაბამისობის უზრუნველყოფაში.