Potniške ladje se večkrat primerja s plavajočimi mesti. Temu primerne so tudi količine raznovrstnih odpadkov, ki segajo vse od odplakov, razlitij in trdih odpadkov do onesnaževanja zraka. Vse to posega v morske ekosisteme in se kopiči v morskih organizmih. Posledica je izumiranje določenih vrst, nalaganje težkih kovin v človeškem telesu ob uživanju morske hrane, kisel dež, toplogredni plini itd. Onesnaževanje iz ladij ureja mednarodna konvencija MARPOL. Dih jemajoče je, da so raziskave leta 2017 pokazale, da celotna flota 47 ladij koncerna Carnival izpusti v ozračje desetkrat več žveplovih oksidov (SO2 je glavni razlog za kisel dež) kot avtomobili po vsej Evropi. Če malo razširimo pogled, je po evropskih morjih leta 2017 plulo 203 večjih potniških ladij, ki so skupno proizvedle okrog 60.000 ton žveplovega oksida, kar je precejšen zalogaj v primerjavi z vsemi evropskimi avtomobili, ki so skupno proizvedli 3200 ton. (Transport & Environment, 2019)
Indeks energetske učinkovitosti– EEDI
EEDI (Energy Efficiency Design Index) je najpomembnejši tehnični ukrep za spodbujanje uporabe energetsko učinkovitejše opreme in motorjev. Uporablja se samo za novo grajene ladje. Od 1.
januarja 2013 mora po začetni dveletni poskusni fazi nova zasnova ladje ustrezati referenčni ravni.
(IMO, 2013) Pogoji se bodo vsakih pet let zaostrovali in spodbujali inovacije ter tehnični razvoj vseh komponent, ki vplivajo na izkoristek ladje. EEDI je mehanizem, ki ne temelji na predpisih, temveč na uspešnosti. Za izbiro tehnologije ni omejitev, dokler so doseženi ustrezni rezultati. EEDI podaja številko za posamezno zasnovo ladje, izraženo v gramih CO2 na prepeljano tonsko miljo.
To pomeni, da manjši kot je EEDI, bolj energetsko učinkovita je ladja. (Chopra, 2021) EEDI = a · b-c
Tabela 1: Koeficienti za računanje EEDI
Vrsta ladje a b c
Potniška 170,84 GT (bruto tonaža) 0,214
Vir: Germanischer Lloyd (2013)
Tabela 2: Dovoljene vrednosti EEDI Vrsta ladje Faza 0
14
Načrt upravljanja energetske učinkovitosti ladij– SEEMP
SEEMP (Ship Energy Efficiency Design Plan) je za določeno ladjo ocena trenutne porabe energije ter izvajanja različnih ukrepov za njegovo zmanjšanje. Nanaša se na že obstoječe ladje in je specifičen za vsako ladjo. V načrtu je podano, katere meritve je treba izvajati in njihove referenčne vrednosti. (IMO, 2013) To je dober pokazatelj ne le za ekonomično delovanje temveč tudi za preprečevanje nesreč. Za učinkovito delovanje ladje v okviru SEEMP se sprejemajo naslednji koraki: (Chopra, 2021)
• optimizacija hitrosti;
• usmerjanje ladje glede na vremenske razmere;
• kontroliranje in servisiranje ladijskega trupa –če imamo poraščen trup, porabimo za enako hitrost več goriva zaradi višjega upora;
• učinkovite operacije v pristaniščih – prihrani čas, da lahko plujemo do naslednjega pristanišča z nižjo hitrostjo in posledično nižjo porabo;
• učinkovita raba električne energije – usposabljanje pomorščakov, da znajo učinkovito uporabljati ladijske stroje tako, da je poraba energije na optimalni ravni.
Čistilna naprava za odpadne vode
Marpol, aneks IV, omejuje odlaganje odpadnih voda v morje. Ta zakon je bil razvit v 70. letih prejšnjega stoletja, v veljavo pa je stopil leta 2003. Odpadne vode se lahko izpusti v morje pod naslednjimi pogoji: (IMO, 2011)
- minimalno 12 NM od obale za neobdelane odplake brez plavajočih delcev ali obarvanja vode; - minimalna razdalja 3 NM za obdelane odpadke;
- minimalna hitrost 4 vozle;
- pod omejena območja zaenkrat spadajo le Baltsko morje, Severno morje, obala Severne Amerike in Kanade ter Karibi. Tu lahko odlagamo obdelane odpadke samo pod pogojem, da imamo posebno licenco za delovanje čistilne naprave.
Potniške ladje se v veliki večini poslužujejo čistilnih naprav zaradi velike mase ljudi in posledično ogromnih količin odpadnih voda. Te delimo na črne in sive. Črne vode so fekalije oziroma voda iz splakovanja stranišča. Ta vrsta odpadnih voda vsebuje veliko več bakterij kot pa sive vode, med katere štejemo odplake iz umivalnikov, tušev, pralnih strojev itd. Povprečno se potniške ladje
15
načrtuje tako, da zmorejo predelati 70 litrov črnih voda na osebo na dan in 150 litrov sivih voda na osebo na dan in še dodatne rezerve glede na število restavracij ter ostalih večjih potrošnikov vode.
(Wankhede, 2021)
• Sive vode
Ni posebne obdelave, grejo le čez filter v dezinfekcijski tank, kjer se lahko doda klor ali pa se vsebino obseva z UV-svetlobo. (Wankhede, 2021)
• Črne vode
Na začetku gredo odplaki čez filter v primarno komoro, kjer se odstranijo ostali odpadki, npr.
toaletni papir. Nato pot nadaljujejo v prezračevalno komoro, kjer se vpihuje zrak za dovajanje kisika anaerobnim bakterijam, ki razkrajajo organske dele črnih voda. Naslednja faza je usedlinska komora. Tu se voda loči od trdih delcev. Trde delce, ki se naberejo na dnu, se pošlje nazaj v prezračevalno komoro, »čista« voda na vrhu pa gre v dezinfekcijski tank, v katerem se združi s sivimi vodami. Če so izpolnjeni pogoji iz prvega odstavka, lahko predelano odpadno vodo nato prečrpamo v morje. (Wankhede, 2021)
Vir: https://www.marineinsight.com/tech/sewage-treatment-plant/
Slika 2: Čistilna naprava za odpadne vode
16
Zmanjšanje izpustov žveplovih oksidov (Scrubber)
1.1. 2020 je v veljavo stopilo novo pravilo, ki predpisuje, da morajo vse ladje na težko gorivo začeti uporabljati gorivo z manjšo vsebnostjo žvepla, in sicer maksimalno 0,5 %, medtem ko je bila prejšnja meja 3,5 %. Ker je to čistejše gorivo precej dražje, imajo ladjarji tudi drugo možnost, in sicer lahko vgradijo čistilne naprave za dimne pline, imenovane scrubberji, katerih delovanje bom opisal v nadaljevanju. S temi ukrepi bomo pripomogli k temu, da bo na globalni ravni letno 77 % (8,5 milijona metričnih ton) manj žveplovih oksidov (SOx). Ti so izjemno strupeni za človeško telo in so glavni razlog za kisel dež. (IMO, 2020 b)
Odprti sistem
V zaprto komoro, skozi katero potujejo dimni plini, brizga ogromna količina morske vode, ki nase veže žveplove okside, pri čemer nastane žveplova kislina. Tako dobimo čist izpuh, žveplova kislina odteče v usedlinski tank, kjer se odstranijo trdi delci, ostalo pa gre v morje. V teh odpadnih vodah ni le žveplova kislina, ampak tudi ostale karcinogene snovi, zato to predstavlja resno grožnjo morskemu okolju. Raziskave kažejo, da za vsako tono porabljenega težkega goriva proizvedemo 45 ton žveplove kisline. Kljub temu da imamo omejitev izpustov (v morje lahko odvržemo le, če je ph višji od 6,5), so nevarne snovi še vedno prisotne. Ta vrsta čistilnih naprav se uporablja predvsem na ladjah, ki plujejo večinoma na odprtem morju, ker vse več držav prepoveduje uporabo odprto-zančnega sistema v bližini obale. (Sethi, 2020).
Zaprti sistem
Princip delovanja je podoben kot pri odprtem, le da se tu ne porablja morske vode, temveč sladko vodo, ki se ji dodaja natrijev hidroksid (lužni kamen), da nase veže žveplove okside. Voda cirkulira, zato je poraba precej manjša, je pa zahtevan dodaten toplotni izmenjevalnik za hlajenje. Ko je čistilna voda tako onesnažena, da ni več zmožna učinkovito opravljati procesa čiščenja, se je del pošlje v separator, kjer se odstranijo vsi trdi delci in olja, ki se prečrpajo v tank »sludge«, očiščeno vodo pa spustimo v morje. Ta vrsta scrubberja je precej bolj učinkovita, a je vzdrževanje dražje.
Sistem je primeren tudi za priobalno plovbo in plovbo v zaščitenih območjih. (Sethi, 2020).
Hibridni sistem
Ima možnost odprto-zančnega ali zaprto-zančnega čiščenja. Je najdražji, zahteva največ prostora in tudi vzdrževanje je najbolj zahtevno. Na dolgi rok je primeren za tiste ladje, ki redno plujejo po omejenih območjih in odprtem morju(potniške ladje). Vgradnja scrubberjev zahteva kar precejšnjo
17
vsoto denarja, zato se vgradnje poslužujejo večinoma le na novejših ladjah, ki bodo lahko v določeni amortizacijski dobi odslužile začetni vložek. Cene se namreč gibljejo od 2,5 do 3 milijone dolarjev za nove ladje in od 4 do 5 milijonov za že obstoječe ladje. Pomembni faktorji so tudi področje plovbe, poraba motorjev, zmožnost generiranja sladke vode itd. (Sethi, 2020).
Vir: https://www.miamiherald.com/news/business/tourism-cruises/article224596880.html
Slika 3: Vgradnja scrubberjev pri potniških družbah do začetka leta 2020 Zmanjševanje upora trupa z zrakom
Imenovano tudi »mazanje z zrakom« (Air Lubrication) je inovativna rešitev za zmanjšanje trenja med ladijskim trupom in vodo. Deluje na principu, da se v pas vode, kjer se dogajajo turbulence (med mirujočim in premikajočim pasom), vpihava zrak. S tem je plovba bolj ekonomična, a imamo več kompresorjev, potrebnih vzdrževanja, in dodatne odprtine pod vodno gladino. Bolj ko je dno ladje ravno, večji so izkoristki. To pa zato, ker nam manj zraka »uide« ven pri strani. Glavna proizvajalca teh sistemov sta Silverstream® in Mitsubishi®. (Wärtsila, 2019)
Metoda z mikro zračnimi mehurčki (BDR – Bubble Drag Reduction)
Najbolj razširjen sistem na večjih ladjah. Princip delovanja je, da imamo na dnu ladje šobe, ki pršijo zračne mehurčke, manjše od 0,1 mm. Ti zračni mehurčki znatno zmanjšajo silo trenja med ladjo in vodo, kar se kaže v tem, da imajo ladje s tem sistemom podpihovanja tudi do 10 % nižjo porabo goriva. (ABS, 2019)
Metoda z zračno plastjo (ALDR – Air Layer Drag Reduction)
Po letih preučevanja metode BDR so iznašli ALDR. Deluje na podoben način kot BDR, vendar je tu več zraka in še večji pritisk, da ustvari popoln sloj zraka med trupom in vodo. Primerna je za nekoliko manjše ladje, ker porabimo znatno več zraka. (ABS, 2019)
18
Metoda z delno izpraznjenim dnom (PCDR – Partial Cavity Drag Reduction)
V trupu imamo vzdolžne poglobitve, v katere vpihujemo zrak pod pritiskom. Kjer so poglobitve, je upor manjši kot na trupu. Za to metodo potrebujemo tudi manj zraka kot pri BDR ali ALDR, ker zrak načeloma ne uhaja ven (razen v slabih razmerah). Kljub temu da PCDR zmanjša upor le za približno 25 %, se še vedno izkaže za najbolj ekonomično, saj ne trošimo dodatne energije za proizvajanje zraka. (SSPA, 2020)
Zemeljski plin namesto konvencionalnih fosilnih goriv
LNG (Liquid Natural Gas) je trenutno najbolj obetavna vrsta alternativnega goriva glede na to, da so predpisi za emisije vedno strožji. Če primerjamo LNG s konvencionalnimi fosilnim gorivi, se dušikovi oksidi (NOx) zmanjšajo za 90%, žveplovi oksidi (SOx) za 100 % in toplogredni plin (CO2) za 25 %. Največje količine plina LNG še vedno izvirajo iz fosilnih virov, vendar vedno bolj tudi iz obnovljivih virov, kot je bio-plin. Dobra lastnost je tudi to, da je LNG-ja v izobilju. Je tudi cenovno konkurenčen konvencionalnim gorivom.Prva večja potniška ladja, ki lahko v celoti pluje na LNG, je AIDAnova, zgrajena l. 2018. (Vilmar in Dag, 2013)
Največji razlog, zakaj ladje še niso povsem prešle na LNG, je dobavljivost. Z izjemo Norveške infrastruktura za to vrsto goriva po svetu še ni razširjena. To se rešuje s tem, da se v ladje vgrajuje motorje, ki lahko delujejo na LNG ali pa na HFO/MDO. Druga slaba lastnost plina LNG je tveganje in zahtevnejše skladiščenje. Za doseganje manjšega volumna se plin utekočini, za kar moramo ohranjati temperaturo –162 °C pri tlaku 1–4 barov. To pomeni, da so tanki toplotno izolirani in posledično precej večji. Utekočinjen zemeljski plin ima 600-krat večjo energijsko gostoto kot pri atmosferskih pogojih. Material tankov mora biti certificiran za kriogene temperature in imeti funkcijo razbremenitve tlaka. Za skladiščenje potrebujemo trikrat več prostora kot za konvencionalna goriva. Že pri gradnji ladje je treba temeljito premisliti, kam namestiti rezervoar za plin in opremo ter kako urediti prezračevalne kanale in cevovode. (DNVGL, 2020)
19