Geleceğin Yakıtı Savaşında Metanol

Spot Işıkları Neden Metanolün Üzerinde?

Yeni ve rahatsız edici iklim olaylarının ortaya çıkmasıyla birlikte, dünyanın dört bir yanındaki hükümetler ve uluslararası kuruluşlar atmosferdeki artan karbon ve sera gazı içeriğine çözüm bulmak için çabalıyor. IMO'nun 2030 ve 2050 hedeflerinde olduğu gibi, bunun denizcilik sektöründe de yansımaları hissedilmektedir. Metanol, denizcilik operatörlerinin geleceğin yakıtında aradığı özelliklerin çoğunu taşıdığı için umut verici bir alternatif yakıt olma yolunda ilerliyor. Ve metanolün kabul edilebilirliği, muhtemelen tüm sorunlarımızı çözen mükemmel bir yakıtın hiçbir zaman keşfedilemeyeceği düşüncesinden dolayı artmaktadır.

Metanol Mükemmel Yakıt Listesinde Hangi Kutuları İşaretler?

Metanolün lehine olan pek çok şey vardır ancak tartışmasız en önemli faktör metanolün işlenmesindeki teknolojinin olgunluğudur. Metanolün yakıt olarak kullanılmasının yanı sıra polimerlerin yani plastiklerin, boyaların, verniklerin ve temizlik ürünlerinin üretiminde kullanılması gibi üretimde ve imalatta birçok kullanım alanı vardır. Tüm bunlar metanolü halihazırda dünyada taşınan ilk 5 emtia listesine sokmuştur ve metanolün elleçlenmesi ve taşınmasına ilişkin kayda değer bir bilgi birikimi mevcuttur. Metanolün üretimi ve nakliyesi için halihazırda iyi gelişmiş bir altyapı ve tedarik zinciri mevcut olduğundan, bu durum Hidrojen ve gemileri yürütmek için kullanılan elektrik gibi rakiplere göre önemli bir avantajdır.

Bir yakıtın geleceğine karar verirken lojistik kilit bir rol oynar ve burada metanol rakiplerine göre iyi bir puan alır. Metanolün oda sıcaklığında sıvı halde bulunması, amonyak, LNG ve Hidrojen gibi kriyojenik muadillerine kıyasla depolanmasını çok daha kolay ve daha az enerji yoğun hale getirmektedir. Halihazırda var olan teknoloji ve altyapının metanole uygun hale getirilmesi için yalnızca küçük değişikliklere ihtiyaç duyulduğundan bahsetmeye bile gerek yok. Bu durum, metanolün agresif bir şekilde teşvik edildiği ve küresel tüketimin %57'sinin sadece bu ülkeden geldiği, araçlarda, ısıtma ekipmanlarında vb. kullanılan Çin gibi diğer sektörlerde metanol için önemli bir başarı ve kabul olduğu gerçeğinden çıkarılabilir. Avrupa da metanolün yakıt olarak kullanımını teşvik etmektedir, hatta drag yarışlarındaki gibi yüksek güçlü motorlar bile metanolün benzinin yerine geçebileceğini keşfetmiştir.

Bu yıl Rotterdam'da NYK Bulkship'e ait Takaroa Sun adlı kimyasal tankerde mavnadan gemiye bir metanol bunkeri yapıldı.  

Metanolün biyolojik olarak parçalanabilir doğası, fosil yakıtlara ve diğer bazı enerji alternatiflerine göre çok açık bir üstünlük sağlamaktadır. Biyolojik olarak parçalanabilir olması, bir metanol kayması veya sızıntısı durumunda bile, metanolün biyolojik olarak yüksek oranda parçalanabilir olması nedeniyle, izlerinin yaklaşık 7 gün içinde doğal olarak giderileceği anlamına gelir.

Şu an itibariyle metanolün GJ başına maliyeti sadece geleneksel yakıtlardan değil, aynı zamanda organik hammaddeden üretilen metanolün maliyeti de fosil hammaddeden daha yüksektir. Tesisin maliyeti ve üretim kapasitesi fiyatı etkileyen başlıca faktörlerdir ancak sevindirici olan Maersk gibi büyük oyuncuların yeşil yakıt olarak metanolü tercih etmeleridir. Diğerlerinin de aynı şeyi yapmasıyla, metanol fiyatının düşmesi kendi kendini gerçekleştiren bir kehanet haline geldi. 

Metanol üretim sürecinin evrimindeki nihai hedef, metanolün tamamen yenilenebilir kaynaklardan üretilmesi olacaktır. Karbon atmosferden karbon tutma yoluyla, hidrojen ise rüzgar ve güneş enerjisi gibi yenilenebilir kaynaklardan elde edilir. Ancak geçiş sürecinde, önümüzdeki birkaç on yıl için, biyokütleden üretilen metanol, özellikle de Güneydoğu Asya'da (Endonezya, Malezya, vb.) bol miktarda bulunan palmiye yaprakları uygun bir alternatiftir. Verim yeterince yüksektir ve genel olarak sera gazı emisyonu yoktur.

Metanolün Endüstriye Nüfuzu

Metanolün denizcilik sektörüne girişi bir süredir devam etmektedir. 1996 yılında inşa edilen bir geminin yenilenmesi olan Green pilot projesinde, iki Cummings motorundan biri metanol yakmak üzere Weichai veya Scania dizel motoruyla değiştirilmiştir. Geçen zamanla birlikte iyileştirmeler, motorların tamamen değiştirilmesinden daha modern hale gelmiştir.

Dönüşümler listesindeki ilk büyük isim Polonyalı Stena Germanica'dır. 2015 yılında güçlendirme çalışmalarına başlanmış ve daha sonra 4 motoru da geri dönüştürülmüş metanol kullanma seçeneğiyle birlikte çift yakıta dönüştürülmüştür ve ilk dönüşümlerden biri olduğu için güvenilirlik açısından geleneksel yakıtları kullanma kabiliyetini korumuştur. Yakın zamanda Stena, dünyanın en büyük metanol üreticisi olan Proman ile el ele vererek mevcut gemilerin gelecekte metanole uyum sağlamalarına yardımcı olmak üzere güçlendirme ve tedarik zinciri çözümleri geliştirdi. 

Bir motoru metanol kullanmaya dönüştürmenin birçok yolu vardır ve her birinin kendine özgü zorlukları vardır; Yeşil pilot proje yakıt enjektörlerini değiştirmiş ve motor ECU'sunu yeniden düzenlemiştir. Yakıt bileşimi de güvenilir bir yanma sağlamak için %5 yanma iyileştirici eklenecek şekilde değiştirilmiştir. Metanolün ağır yakıttan daha düşük bir enerji yoğunluğuna sahip olduğu gerçeğini telafi etmek için yakıt enjektörlerinin ve atomizörlerin değiştirilmesi gerekmektedir.

MAN'ın metanolle çalışan B&W ME LGI iki zamanlı motoru, metanol taşıyan gemilerde kullanılıyor ve metanolle ilgili ekonomideki değişimle birlikte diğer gemilerde de giderek daha fazla kullanım alanı buluyor.

En son eklenenler ise en gelişmiş metanol yakma sistemine sahip Mitsui O.S.K lines (MOL) gemileridir. MOL'un yakın zamanda hizmete giren gemisi Capilano Sun, yıkayıcı olmadan bile Tier III NOX gerekliliklerini karşılayabilmektedir. Bu, metanol ile birlikte su enjekte edilerek elde edilmiştir. Genel olarak metanol ile birlikte su enjeksiyonu birçok fayda sağlamaktadır. Su silindir içinde buharlaştığı için tüm silindirin sıcaklığı daha homojen kalır ve motor performansını ve ömrünü azaltan "sıcak noktaların" oluşmasını önler. Suyun buharlaşması aynı zamanda sıcaklığı düşürerek daha büyük bir hava-yakıt oranına, dolayısıyla daha agresif ateşleme zamanlamalarına ve daha fazla turboşarja olanak sağlar. Su buharlaşır ve ısı üreterek boşa harcanan enerji yerine pistonu tahrik eden basınç oluşturur.

Metanol ile İlgili Zorluklar

Geleceğin yakıtı olma yolunda ilerleyen metanolle ilgili en büyük zorluk düşük enerji yoğunluğudur. Ağır fuel oil, birim hacim başına metanolden 2,5 kat daha fazla enerji yoğunluğuna sahiptir. Bu da aynı yolculuk için daha büyük tanklara ve daha fazla hacimde yakıta ihtiyaç duyulacağı anlamına gelmektedir. Gemilerin çoğu, geminin balast tanklarını metanol depolayacak şekilde dönüştürerek metanole uyum sağlamaktadır. Bunun talihsiz sonucu, dökme yük tankerleri (VLCC / ULCC) veya kuru yük gemileri gibi uzun seferler ve derin deniz taşımacılığı yapan gemilerin, yakıt ikmali seçenekleri veya hazır limanlar olmayacağından, öngörülebilir bir süre için metanole hiç dönüşemeyecek olmalarıdır.

Önümüzdeki bir sonraki zorluk, şimdilik dünyayı net bir şekilde kirleten metanolün üretim yöntemidir. Şu anda fosil hammaddelerle yapılan üretim, sera gazı emisyonlarına fosil yakıtların doğrudan yakılmasından bile daha fazla katkıda bulunmaktadır. Karbon-nötr bir şekilde üretiminde ölçek ekonomilerine ulaşılması zorunludur.

Metanol, eksik yanma sonucu bilinen bir kirletici ve kanserojen olan formaldehit üretir, ancak bu sorun yüksek sıcaklıktaki dizel motorlarda (1500 dereceden fazla) ortaya çıkmaz.

Bu, metanolün hiçbir sakıncası veya riski olmayan geleceğin ideal yakıtı olduğu anlamına gelmez. Metanolün zehirli olması gibi kullanımıyla ilgili doğal zorlukları vardır. 10ml kadar düşük bir doz optik sinirde körlüğe neden olacak kadar hasara yol açabilir ve yaklaşık 30ml'lik bir doz ölüme neden olabilir. Metanolün cilt tarafından emilmesi, buharının solunması, gözle temas etmesi veya yutulması metanol zehirlenmesine neden olabilir. Fosil yakıtlardan daha soğuk bir sıcaklıkta yandığı için metanolün alevi gün ışığı altında görünmeyebilir. Bu nedenle koruyucu ve alev geciktirici giysiler gibi uygun ekipmanlar ve sadece tehlikeli dozdaki metanol kokuyla tespit edilebildiğinden solunum ekipmanı gereklidir.

Metanolün bir diğer olumsuz yanı ise aşındırıcı doğasıdır. Metanol karbon çeliği ve alüminyum gibi bazı metalleri aşındırır, bu nedenle tankların, hortumların, deponun, motor bileşenlerinin ve besleme hattının tasarımı bu durum göz önünde bulundurularak tasarlanmalıdır. Örneğin, hortumlar ve depolama tankları sızıntıyı önlemek için çift cidarlıdır. Gaz veya diğer düşük parlama noktalı yakıtları kullanan gemiler için uluslararası güvenlik kodu IGF kodu olarak bilinir. Bu, gemilerde alternatif yakıtların uygulanması için düzenleyici çerçeveyi sağlar. Bu kod 1 Ocak 2017 tarihinde yürürlüğe girmiştir. Bu kod, makine ve sistemlerin kurulması, işletilmesi ve izlenmesi için zorunlu tedbirler getirerek çevreye ve mürettebata yönelik riski en aza indirmeyi amaçlamaktadır.

Yatırım açısından metanolle çalışan gemiler, geleneksel fosil yakıtla çalışan gemilere kıyasla nispeten daha pahalıdır. Maersk, Güney Kore'deki Hyundai Tersanesi'ne 8 adet çift yakıtlı gemi siparişi vermiştir. Bu gemilerin her biri 175 milyon dolar fiyat etiketine sahip olup, geleneksel bunker yakıtlı gemilerden %10-15 daha fazlasına tekabül etmektedir. İlk yatırımın yüksek olması, yeni teknolojilerin sektöre uyarlanmasında karşılaşılan en büyük zorluktur.

Geleceğe Bakış

Metanol, sera gazı emisyonlarını azaltma, düşük emisyona sahip olma ve kullanımı kolay olma gibi olumlu özelliklere sahip olduğu için geleceğin yakıtı olarak büyük bir potansiyel göstermektedir, ancak aynı zamanda yakıt doğası gereği oldukça aşındırıcıdır ve gemilerdeki tahrik sistemlerini dönüştürmek için büyük bir yatırım gerektirir. Metanol, deniz dizeli gibi geleneksel yakıtlara göre daha temiz yanan bir yakıt olmasına rağmen, halihazırda metanol ağırlıklı olarak karbon yoğun bir şekilde üretilmektedir. Daha çevreci yakıtlara geçiş tartışılmaz olduğundan ve masadaki seçeneklerden hiçbirinin yeni yakıt olma görevini üstlenecek kadar olgunlaşmamış olması talihsizliktir. Şu anda seçim, bir yakıtın sahip olduğu değerlerden ziyade hangi sınırlamalara tahammül edebileceğimize yöneliktir. Ancak metanol, kendi türündeki diğer birkaç yakıt gibi, bir gün avantajlarının sınırlamalarını aşacağına dair umut vaat ediyor.