Sürdürülebilir bir geleceğe doğru yelken açmak

Dubai, BAE 5 Haziran 2023

Bir petrol tankeri batmadıkça, bir yük gemisi Süveyş Kanalı’nı tıkamadıkça veya 28.000 lastik ördek karaya vurmadıkça (30 yıl boyunca manşetleri dolduran unutulmaz bir olay) haberlerde küresel deniz yolu taşımacılığı sektörüne pek yer verilmez[1].

Sektörün çevre üzerindeki etkisi de nispeten düşük. Her ne kadar hacim olarak küresel taşımacılığın yaklaşık %80’ini oluştursa da taşımacılık emisyonunun yalnızca %10’undan ve toplam sera gazı emisyonunun yalnızca %3’ünden sorumlu[2].

Tabii %3 kulağa az gibi gelebilir. Ancak dünya çapında deniz yolu taşımacılığına yönelik talebin artması, denizcilik emisyonlarının son yıllarda diğer sektörlerin çoğundan daha fazla arttığı anlamına geliyor. Bazı uzmanlar, hiçbir eylemde bulunulmazsa önümüzdeki on yıllar içinde deniz yolu taşımacılığının, küresel emisyonların %10-13’ünden sorumlu hale geleceğini düşünüyor.[3]

Sera gazı emisyonlarını; kükürt oksitler (SOx), nitrojen oksitler (NOx), partikül madde (PM) gibi kirleticileri ve yakıt tüketimini azaltarak sürdürülebilirlik statüsünü iyileştirmesi konusunda deniz yolu taşımacılığı sektörü üzerinde artan bir baskı var.

Küresel deniz yolu taşımacılığını denetleyen BM organı Uluslararası Denizcilik Örgütü (International Maritime Organization – IMO), bunu düzenlemede önemli bir role sahip. IMO, 2030 yılına kadar %40 verimlilik kazancı elde etme hedefi belirledi[4] ve 2050 yılına kadar uluslararası deniz yolu taşımacılığından kaynaklanan toplam emisyonlarda 2008 seviyelerine kıyasla en az %50’lik bir azaltmaya gidilmesi çağrısında bulundu.

Bu iddialı bir hedef ancak sektörün ölçeği göz önüne alındığında, Paris Anlaşması’nın net sıfır hedeflerine ulaşılabilmesi için önce bu hedefe ulaşılması gerekiyor.

Üç segment (dökme yük gemileri, tankerler ve konteyner gemileri), deniz yolu taşımacılığı sektöründeki CO₂ salınımının yaklaşık %65’inden sorumlu ve sektördeki nakliyat hacminin yaklaşık %90’ını oluşturuyor. İyi haber şu ki; diğer yük taşımacılığı türleriyle karşılaştırıldığında deniz yolu en temiz olanı, en azından emisyon bakımından. Deniz yolunda ton kilometre başına 20-25 gram CO₂ üretiliyor ve bu rakam, diğer taşımacılık kategorilerindeki rakamla kıyaslandığında oldukça düşük: Kara yolu taşımacılığında ton kilometre başına üretilen CO₂ miktarı genellikle 50-150 gram arasında değişirken havacılık sektöründe ise bu rakam 600 grama kadar çıkabiliyor.

Bununla birlikte son araştırmalar[5]; sektörde halihazırda başlatılan karbonsuzlaştırma çalışmalarına rağmen, küresel ticaretin süregiden genişlemesi nedeniyle 2050 yılına kadar deniz yolu taşımacılığı emisyonlarında büyük bir artış görülebileceğine işaret ediyor.

Sektör 2018 yılında yaklaşık 300 milyon ton fosil yakıt tüketti. Ticari ürünlere yönelik küresel talep arttıkça deniz yoluyla nakliyat hacimlerinin, içinde bulunduğumuz yüzyılın ortasına kadar her yıl ortalama %1,3 artması bekleniyor. Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı’nın belirttiği üzere[6] küresel denizcilik sektörü bir ülke olsaydı, en çok CO₂ üreten altıncı veya yedinci ülke olurdu.

Değişim dalgaları

Deniz yolu taşımacılığını daha sürdürülebilir hale getirme çabalarında bazı ilerlemeler oldu. Gelişen teknoloji sayesinde gemi motorları enerji açısından daha verimli hale geldi ve işletim uygulamalarındaki değişiklikler emisyonları azalttı. Örneğin yakıt tüketimini azaltmak için kasıtlı olarak yavaşlama uygulaması olan “yavaş buharlama” sayesinde 2008-2012 yılları arasında ton mil başına emisyon yoğunluğu %13 azaltıldı.

Ancak deniz yolu taşımacılığı sektörünün küresel ölçeği göz önüne alındığında ben, sürdürülebilirlik konusunda anlamlı iyileştirmeler sağlamak için düzenlemelerin hayati önem taşıdığına inanıyorum. IMO, “Gemilerden Kaynaklanan Kirliliğin Önlenmesine İlişkin Uluslararası Sözleşme” (International Convention for the Prevention of Pollution from Ships – MARPOL) adlı kritik bir anlaşma hazırladı[7] ve bu, deniz taşıtlarından kaynaklanan kirliliğin önlenmesine yönelik temel bir sözleşme.

Sözleşmenin en son eki olan Ek VI, gemilerden kaynaklanan hava kirliliğini azaltmaya odaklanıyor. 2021 yılında akaryakıttaki maksimum kükürt içeriği %0,5’e düşürüldü. Deniz yolu taşımacılığı şirketlerinin kükürt egzozlarını %0,5’e düşürmek için en uygun üç seçeneği şunlar: çok düşük kükürtlü akaryakıta (VLSFO), ultra düşük kükürtlü akaryakıta (ULSFO) veya Deniz Gaz Yağına (MGO) geçiş yapmak; sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG) kullanmak; ya da daha ucuz olan normal yakıttan kirletici maddeleri temizlemesi için egzoz gazı temizleme sistemlerini (diğer adıyla “scrubber” yani “gaz yıkayıcı”) devreye almak.[8]

İşin ekonomisi oldukça basit: “Scrubber” kurulumu 1,5 ila 5 milyon ABD doları maliyete sahipken temiz yakıtın ton başına 400 ABD dolarına kadar çıkabilen bir maliyeti var[9]. Gaz yıkama sistemleri bir sene içinde maliyetini çıkarıyor. İşte bu nedenle, dünyanın en büyük uluslararası deniz taşımacılığı birliği olan BIMCO’nun[10] rakamlarına göre, Ocak 2020’yi izleyen 14 ay gibi kısa bir süre içinde gaz yıkama sistemli gemilerin sayısı neredeyse iki katına çıkarak 2.011’den 3.935’e yükseldi.

Ancak gaz yıkayıcıların da sorunun çözümü değil, bir parçası olduğu öne sürülebilir. Bu cihazlar yoğun bir egzoz dumanının içinde duruyor ve motorun egzozundan kükürt dioksit kirletici maddelerini temizlemek için deniz suyunu kullanıyor.

İşte bu “yıkama suyu”nun çevre üzerinde olumsuz etkileri olabilir. Araştırmalara göre, deniz suyundan 100.000 kata kadar daha asidik olan asidik yıkama suyunun morina ve ringa gibi balıklar için önemli bir besin kaynağı olan zooplanktonlara zarar verdiği ve besin zincirini etkilediği ortaya çıktı.

Gemilerin çoğu açık döngülü bir sistem kullanıyor, yani atıkları daha maliyetli bir şekilde özel liman tesislerinde bertaraf etmek üzere bir tankta tutmak yerine doğrudan gemiden boşaltıyor.

Uluslararası Temiz Taşımacılık Konseyi’nin (International Council on Clean Transportation) raporuna göre[11] her yıl yaklaşık 10 milyar ton scrubber yıkama suyu okyanuslara boşaltılıyor. Bu, gemiler tarafından yıllık olarak taşınan tüm kargolarla neredeyse aynı ağırlıkta. İçeriğinde ağır metaller bulunabilen scrubber yıkama suyunun toksinleri, deniz gıda zincirlerinde birikebilir ve çevre üzerinde uzun süreli etkilere sahip olabilir.

Avrupa harekete geçiyor

IMO, küresel deniz yolu taşımacılığını temizlemeyi amaçlayan tek organizasyon değil. Avrupa Birliği (AB), sürdürülebilir deniz yolu taşımacılığını teşvik eden itici bir güç olarak kabul ediliyor ve emisyonlarla başa çıkmak için daha agresif önlemleri teşvik etmeyi planlıyor[12]. 2015 yılında AB, herhangi bir AB limanına 5.000’den fazla brüt tonaj yükle gelen gemilerin CO₂ emisyonları hakkında veri toplamak için yeni bir yönetmelik (Regulation (EU) 2015/757) benimsedi. AB MRV olarak adlandırılan yönetmelik, IMO Veri Toplama Sistemi ile paralel olarak çalışıyor. Yani deniz yolu taşımacılığı şirketlerinin uyması gereken iki veri raporlama sistemi var.

2020 yılında AB Parlamentosu, AB MRV’yi revize etme ve etkilenen gemileri AB Emisyon Ticaret Sistemi’ne (EU Emissions Trading System – ETS) ekleme teklifi lehine oy verdi[13]. Bu hamlenin amacı, 2030 yılına kadar deniz yolu taşımacılığının CO₂ emisyonunda %40’lık bir azalma sağlamak. Avrupa Parlamentosu Üyeleri ayrıca alternatif yakıt ve yeşil limanlar gibi yenilikçi teknoloji ve altyapılara yatırımı desteklemek için bir “Okyanus Fonu” oluşturulması talebinde bulundu. Fon, gelirlerinin %20’sini küresel ısınmadan etkilenen deniz ekosistemlerinin korunmasına, geri kazanılmasına ve verimli bir şekilde yönetilmesine tahsis edecek. AB Üye Devletleri arasında anlaşmaya varılamaması nedeniyle teklif henüz yürürlüğe giremedi.[14]

IMO ve AB’nin çabalarına rağmen sürdürülebilir deniz yolu taşımacılığını kolaylaştırmak için küresel bir düzenleyici çerçeve hala mevcut değil. Toplumun iklim değişikliği ve çevresel sürdürülebilirlik konusunda harekete geçilmesi talebi; deniz yolu taşımacılığı sektörünü, yatırımcıları ve bankaları dizginleri eline almaya itti.

Örneğin deniz yolu taşımacılığını finanse eden kurumlar artık filoların sera gazı etkisini ölçme ölçütü olan Poseidon İlkeleri’ni kullanıyor[15]. İstenen ölçülere uymayan filolar finanse edilmiyor. Amazon ve Unilever gibi sektördeki büyük müşterilerden bazıları da kendi sürdürülebilirlik taahhütlerinin bir parçası olarak tedarik zincirleri için sıfır karbon hedefleri belirliyor.

Deniz yolu taşımacılığı teknolojisindeki gelişmeler

2020 yılında LNG yakıt ikmal gemisi (LNG bunkering vessel – LBV) Kaguya, bir NYK yolcu arabası ve kamyon taşıyıcısına (pure car and truck carrier – PCTC) LNG yakıtı tedarik etti. Böylece Japonya’da ilk kez gemiden gemiye yakıt ikmali yoluyla bir deniz taşıtına LNG yakıt tedarik edilmişti. Fotoğraf Sahibi © NYK Line

Karbon emisyonlarını azaltma konusundaki araştırmaların çoğunun merkezinde alternatif yakıtlar, özellikle de biyoyakıtlar var. Şimdilik gidişat biraz karışık. IMO 2020 Veri Toplama Sistemi (Data Collection System – DCS), denizcilikte kullanılan yakıtın %99,91’inin karbon bazlı geleneksel yakıt olduğunu ortaya koydu[16]. Ancak potansiyel büyük. Çünkü biyoyakıtlar motorlarda, yakıt tanklarında, pompalarda veya tedarik sistemlerinde önemli değişiklikler yapmadan geleneksel yakıtın yerini alabilecek orta ve uzun vadeli deniz yakıtı alternatifleri sunuyor.

Örneğin biyometanol ve biyoLNG (sıvılaştırılmış doğal gaz), yıllardır kullanılan metanol ve LNG ile aynı teknik özelliklere sahip. Hidro işlenmiş bitkisel yağ (hydrotreated vegetable oil – HVO) ve yağ asidi metil esterleri (fatty acid methyl ester – FAME) gibi dizel benzeri yakıtlar ise geleneksel yakıtların bulunduğu karışımlarla zaten test edildi. Avrupa’da kamyonların çoğu, HVO ile çalışacak motorlara sahip ve ticari nakliye taşıtları bunu kullanmaya başladı bile.

Sürdürülebilir deniz yolu taşımacılığındaki belki de en heyecan verici fırsatlardan bazıları teknolojik gelişmelerden kaynaklanıyor.

Tahrik kaynağı olarak karbonsuz türlerin aranması, bazı şirketleri rüzgar gücüne ve yelkenlere geri götürdü. 1980’li yıllarda yüksek petrol fiyatları nedeniyle yakıt tüketimini azaltmak için bazı gemilere esnemeyen, sert yelkenler takıldı. Bu gemilerde %10 ila %30 arasında tasarruf sağlandı[17]. Günümüzde ise gemi mühendisliği danışmanlık şirketi BAR Technologies, İskandinavyalı gemi teknolojileri şirketi Yara Marine ile iş ortaklığı kurarak WindWings’i geliştirdi[18]. WindWings, dökme yük gemilerinin güvertelerine 45 m’ye kadar solid wingsail tipi yelkenlerin yerleştirildiği bir sistem. Rota optimizasyonu ile birlikte WindWings, yakıt tüketimini %30’a kadar azaltıyor.

Fotoğraf Sahibi © BAR Technologies’in izniyle.

Diğer şirketler ise rüzgar ve güneş enerjisi kombinasyonları ile denemeler yapıyor. Örneğin Japonya merkezli Eco Marine Power[19], sert ancak hareketli yelkenleri birleştiren Aquarius MRE’yi (Marine Renewable Energy, Yenilenebilir Deniz Enerjisi) geliştirdi. Yelkenler, okyanusta seyahat ederken bilgisayar üzerinden kontrol edilebiliyor ve limandayken manevra yapmak için güneş enerjisinden yararlanıyor.

Emisyonların azaltılmasına yönelik bir diğer teknolojik katkının “otonom teknoloji” olması muhtemel. Sürücüsüz araçlarda da görülen bu teknolojiyle gemiler, kendi bilgisayar sistemleriyle rotasını sürekli izleyebilecek ve düzeltebilecek. Gemi teknolojisi sağlayıcısı Wärtsilä’nın yayımladığı raporda[20] otonomi çözümlerinin, uzun süreli seferlerde gemi rotasını ve hızını optimize ederek en az %10 yakıt tasarrufu sağlayabileceği öngörülüyor.

İki saatlik bir seferde limana yanaşma süresinin yalnızca 60 dakika azalması, yakıt tüketimini dakikada %2-3 azaltabilir.

Ticari deniz yolu taşımacılığının bu yenilikçi tahrik gücünü ciddiye aldığına dair güçlü işaretler var. Örneğin alternatif yakıtları ele alacak olursak, büyük bir taşımacılık şirketi olan Maersk^[21] 2040 yılına kadar net sıfır hedeflerine ulaşabilmek için yalnızca karbon nötr yakıtlarla çalışan 13 okyanus gemisi sipariş etti. Şirket, karbon nötr gemiler kullanarak CO₂ emisyonunu 1 milyon ton veya %3 azaltacağını hesapladı. Bu, mevcut 33 milyon tonluk CO₂ seviyesinden çok ciddi bir azalma anlamına geliyor. Bir diğer örnek olarak, WindWings’i ilk test eden şirketlerden biri olan Cargill[22] verilebilir. Önde gelen bir tarımsal gıda şirketi olan Cargill yılda 600-700 gemi kiralıyor. Şirket, iki rüzgar yelkeniyle donatılmış ve tahıl yüklenmiş bir dökme yük gemisinin ticari açıdan uygulanabilir olup olmadığını görmek için bir pilot projeye katılıyor.

Geleceğimizde sıfır emisyonlu deniz yolu taşımacılığı olabilir mi?

Abdul Latif Jameel’in uzun süredir iş ortağı olan, Japonya merkezli büyük deniz yolu taşımacılığı şirketi NYK; “Dijitalleşme ve Yeşil ile 2022’nin Bir Adım Önünde Olmak” (Staying Ahead 2022 with Digitalization and Green) adlı stratejik planının bir parçası olarak büyük boyutlu okyanus gemilerine güç kaynağı sağlamak üzere yeni bir yaklaşıma öncülük ediyor.

Kendi denizcilik Ar-Ge kolunun yanı sıra MTI ve Fin mühendislik ve danışmanlık şirketi Elomatic ile birlikte çalışan NYK, yeni teknolojilerin ve yakıtların potansiyelini sergileyen bir konsept gemi tasarladı[23]. Elektrikli tahrik sistemi için yakıt hücreleri eklendi, su sürtünmesini azaltmak için gövde yeniden modellendi, gövdenin ağırlığı azaltıldı, diğer yüksek verimli itiş cihazlarından yararlanıldı ve sonuçta 200 metrelik “NYK Super Ecoship 2050”yi çalıştırmak için gereken güç %70 azaltıldı.

Geminin gücü, fosil yakıtlar yerine güneş enerjisinden ve yenilenebilir enerji kaynaklarıyla üretilen hidrojenden sağlandığında tüm bu düzenlemeler, CO2’nin %100 oranında azaltılmasını ve sıfır emisyonlu bir gemi elde edilmesini sağlıyor.

Bu şaşırtıcı azalma, farklı inovasyonların sunduğu katkılar bir araya geldiğinde ortaya çıkabiliyor. Örneğin hidrojen yakıt hücreleri %18’lik bir azalma sunarken hafif gövde ise enerji tüketimini %34 oranında azaltıyor. Yakıt sistemleri, atık ısı geri kazanımdan yararlanarak %69’luk bir güç üretim verimliliği elde ederken 1.900 m³’lük hidrojen tankı ise yakıt ikmali yapmadan 21 güne kadar denizde kalabilmeyi mümkün kılıyor. Güneş enerjisi ise toplam enerji talebinin %15’ini karşılıyor.

Tasarım inovasyonları

Yakıt ekonomisini iyileştiren gemi içi inovasyonlar, yeni gemilerdeki enerji talebini %40-50 oranında azaltabilir[24] ve yalnızca alternatif yakıtları kullanmanın getireceği ekstra maliyeti azaltarak bu yakıtları daha çekici hale getirebilir.

Mevcut teknolojilerden bahsedecek olursak, güç sistemlerini ve filo operasyonlarını bütünsel olarak optimize etmek için en iyi uygulamaların ve verimlilik teknolojilerinin yaygın olarak benimsenmesi çok ciddi kazançlar sağlayabilir.

Örneğin mevcut gemilerde hava yağlama ve rüzgar destekli tahrik teknolojilerinin uygulanmasının yanı sıra büyük ölçekte yakıt yanmasını azaltmak için yolculuk optimizasyon yazılımının kullanılması önemli faydalar getirebilir.

Daha da fazla verimlilik sağlayabilecek yeni teknolojilere işaret eden birkaç umut verici ipucu mevcut. Örneğin köpek balığı derisinin niteliklerini kopyalayarak gemi gövdelerine hava direncini azaltan ve itişi güçlendiren biyobenzetimli yüzeyler kazandırmak ya da pasif hava yakalayıcı özelliklerle sürtünmeyi azaltmak, araştırmacıların mercek altına aldığı diğer seçenekler arasında.

Ben bu konuda iyimser düşünüyorum ve deniz ticaretinden kaynaklanan karbon vb. kirletici maddelerin emisyonu konusunda değişiklikler yapılabilmesi için gereken tüm faktörlerin yavaş yavaş bir araya geldiğine inanıyorum.

Alternatif yakıtlara yönelik araştırma ve geliştirme çalıştırmalarının yanı sıra yapay zekanın ve otonom teknolojinin hayatımızdaki artan rolü bizi bir dönüm noktasına getiriyor. Bu noktada dünyadaki deniz yolu taşımacılığı daha temiz, daha hızlı ve daha verimli hale gelecek; gezegenimiz için daha sürdürülebilir bir geleceğe doğru yaptığımız yolculuğun hız kazanmasına yardımcı olacak.

[1] https://www.vsnb.com/floating-rubber-ducks-ocean-teach-us-good-lessons

[2] https://cms.zerocarbonshipping.com/media/uploads/documents/MMMCZCS_Sailing_towards_zero_ver_1.0.pdf 3 ve 5. sayfalar.

[3] https://ec.europa.eu/research-and-innovation/en/horizon-magazine/emissions-free-sailing-full-steam-ahead-ocean-going-shipping

[4] https://www.worldshipping.org/sustainable-shipping

[5] https://cms.zerocarbonshipping.com/media/uploads/documents/MMMCZCS_Sailing_towards_zero_ver_1.0.pdf 5. sayfa.

[6] https://www.forbes.com/sites/kensilverstein/2023/02/27/decarbonizing-the-shipping-sector-is-a-long-trip-but-within-reach/

[7] https://www.imo.org/en/KnowledgeCentre/ConferencesMeetings/pages/Marpol.aspx

[8] https://think.ing.com/uploads/pdf-replacements/IMO_2020_sulphur_cap_reshapes_global_shipping.pdf

[9] https://www.theguardian.com/environment/2022/jul/12/shippings-dirty-secret-how-scrubbers-clean-the-air-while-contaminating-the-sea

[10] https://www.offshore-energy.biz/bimco-scrubber-fitted-ships-nearly-double-in-15-months/

[11] https://theicct.org

[12] https://www.mondaq.com/marine-shipping/1038458/towards-a-more-sustainable-shipping-industry–where-are-we-now