Ναυτιλιακά Καύσιµα Προδιαγραφές και Προοπτικές

Transcript

1 Ναυτιλιακά Καύσιµα Προδιαγραφές και Προοπτικές Σ. Καλλίγερος a, Π. Αντωνάκος a, Ν. Μελανίτης a, Γ. Αναστόπουλος b, Υ. Ζαννίκου b, Φ. Ζαννίκος b a Σχολή Ναυτικών οκίµων, Εργαστήριο Τεχνολογίας Καυσίµων & Λιπαντικών, Τέρµα Χατζηκυριακού, Χατζηκυριάκειο, Πειραιάς, Τηλ: , sskalligeros@hna.gr b Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Σχολή Χηµικών Μηχανικών, Εργαστήριο Τεχνολογίας Καυσίµων & Λιπαντικών, Πολυτεχνειούπολη Ζωγράφου, Ζωγράφου, Τηλ: , george.anastopoulos@gmail.com Abstract. This study examines the changes in marine fuel specifications imposed by the new ISO 8217:2010 standard which will replace the standard ISO 8217:2005. Marine and shipping community has focused their attention in fuel specifications following the International Maritime Organization (IMO) approval of a new schedule of gradual in time but drastic in effect reduction of sulphur oxide emissions from ships. The control and measurement of gaseous emissions from ships is addressed by the International Convention for the prevention of pollution from ships (MARPOL 73/78 - Annex VI). This document, which entered into force in May 2005, aims to limit emissions of sulfur oxides (SO x ) by reducing the sulfur content in marine fuel. Keywords: Marine fuel, Residual Marine fuel, Distillate Marine Fuel, Ash, Sulfur, Emissions. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα τελευταία χρόνια σε συνδυασµό µε την συνεχή µεταβολή στην Ευρωπαϊκή νοµοθεσία για τα ενεργειακά προϊόντα, τα ναυτιλιακά καύσιµα βρίσκονται πάντα στο επίκεντρο του ενδιαφέροντος. Ειδικά τα τελευταία χρόνια παρατηρείται αυξηµένο ενδιαφέρον για την ποιότητα των ναυτιλιακών καυσίµων, µε αποκορύφωµα την έγκριση από τον ιεθνή Ναυτιλιακό Οργανισµό (International Maritime Organization - ΙΜΟ), ενός χρονοδιαγράµµατος προοδευτικής αλλά και ταυτόχρονα δραστικής µείωσης των εκποµπών οξειδίων του θείου από τα πλοία. Ο έλεγχος και η µέτρηση των αέριων εκποµπών από τα πλοία καλύπτεται από το Παράρτηµα VI της ιεθνούς Σύµβασης για την πρόληψη της ρύπανσης από πλοία (MARPOL 73/78 Annex VI). Το συγκεκριµένο παράρτηµα τέθηκε σε ισχύ τον Μάιο του 2005 και το οποίο µε τον κανονισµό 14 (Regulation 14) προσπαθούσε να περιορίσει τις εκποµπές οξειδίων του θείου (SO x ) µέσω της µείωσης του θείου στα ναυτιλιακά καύσιµα. 1

2 Η παρούσα µελέτη εξετάζει τις αλλαγές στις προδιαγραφές των ναυτιλικών καυσίµων µε την εφαρµογή του νέου προτύπου ISO 8217:2010 το οποίο θα αντικαταστήσει το πρότυπο ISO 8217:2005 και το οποίο µε την σειρά του είχε αντικαταστήσει το ISO 8217:1996. ΚΑΤΗΓΟΡΙΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΝΑΥΤΙΛΙΑΚΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ Το διεθνές πρότυπο ISO :2010 κατηγοριοποιεί τα ναυτιλιακά καύσιµα ακολουθόντας την εξής κωδικοποίηση. Το λατινικό γράµµα «D» είναι το αρχικό της λέξης «Distillate - Αποσταγµένο» ενώ το λατινικό γράµµα «R» είναι το αρχικό της λέξης «Residual - Υπολειµµατικό». Στη συνέχεια ακολουθεί το λατινικό γράµµα «Μ» αρχικό της λέξης «Marine - Ναυτιλιακό» που δηλώνει την οικογένεια του καυσίµου. Στη συγκεκριµένη περιπτώση είναι το ναυτιλιακό καύσιµο. Ακολουθούν τα γράµµατα «Χ, Α, Ζ, Β, κ.λ.π.) χωρίς καµία ιδιαίτερη βαρύτητα στην κατηγοριοποίηση. Τα υπολειµµατικά ναυτιλιακά καύσιµα συνοδεύονται και από έναν αριθµό ο οποίος εκφράζει το µέγιστο κινηµατικό ιξώδες αυτών, στους 50 C σε mm 2 /sec. Αναλυτικά η κατηγοριοποίηση παρουσιάζεται στον Πίνακα 1. Πίνακας 1. Κατηγοριοποίηση των Ναυτιλιακών καυσίµων ISO-F Οικογένεια Υποκατηγορία ανάλογα µε το είδος του καυσίµου Κλάσµατα Υπολειµατικά Κατηγορία Υποκατηγορίες ανάλογα µε την εφαρµογή και τις ιδιότητες Μέγιστο κινηµατικό Ιξώδες στους 50 C mm 2 /sec Παρατηρήσεις DMX - Χρησιµοποιείται σε έκτακτες καταστάσεις - Χρησιµοποιείται σε γενικές DMA εφαρµογές δεν πρέπει να περιέχει υπoλλειµµατικά κλάσµατα - Χρησιµοποιείται σε γενικές DMZ εφαρµογές δεν πρέπει να περιέχει υπολλειµµατικά κλάσµατα DMB - RMΑ 10 RMB RMD 80 RME 180 RMG 180 RMG 380 RMG 500 RMG 700 RMK 380 RMK 500 RMK 700 Χρησιµοποιείται σε γενικές εφαρµογές µπορεί να περιέχει ανιχνεύσιµα ποσοστά υπολλειµµατικών κλασµάτων. Γενικής Χρήσης Υπολειµµατικά Καύσιµα Σε σχέση µε την προηγούµενη κατηγοριοποίηση η οποία είχε εφαρµοσθεί µε την έκδοση του 2005 οι διαφορές της τρέχουσας έκδοσης είναι ότι προστέθηκε µια καινούργια κατηγορία η DMZ. Η κατηγορία αυτή όπως φαίνεται στον πίνακα 2 έχει ελάχιστο κινηµατικό ιξώδες στους 40 C, 3,0 mm 2 /sec. Η κατηγορία DMC που υπήρχε στην έκδοση του 2005 έχει τροποποιηθεί και έχει µεταφερθεί στα υπολλειµατικά ναυτιλιακά καύσιµα µε την ονοµασία RMA 10, όπως παρουσιάζεται στον Πίνακα 3. Αυξήθηκε στα 2,0 mm 2 /sec η ελάχιστη απαίτηση για το 2

3 κινηµατικό ιξώδες της κατηγορίας DMA, ενώ ταυτόχρονα οριοθετήθηκε ως ελάχιστο κινηµατικό ιξώδες για την κατηγορία DMB το όριο των 2,0 mm 2 /sec. Όπως φαίνεται στον Πίνακα 2 προστέθηκαν για πρώτη φορά όρια στην περιεκτικότητα σε υδρόθειο, στον αριθµό οξύτητας, στην οξειδωτική σταθερότητα και στην λιπαντική ικανότητα των αποσταγµένων ναυτιλιακών καυσίµων. Πίνακας 2. Αποσταγµένα Ναυτιλιακά Καύσιµα Ιδιότητα Μονάδα Όριο Κινηµατικό Ιξώδες στους 40 C mm 2 /s Κατηγορία ISO-F- DMX DMA DMZ DMB max. 5,500 6,000 6,000 11,00 min. 1,400 2,000 3,000 2,000 Μέθοδος Ελέγχου ISO 3104 Πυκνότητα στους 15 C kg/m 3 max ,0 890,0 900,0 ISO 3675 ή ISO είκτης Κετανίου min ISO 4264 Θείο κ.β. % max. 1,00 1,50 1,50 2,00 ISO 8754 ISO Σηµείο Ανάφλεξης C min ISO 2719 Υδρόθειο mg/kg max. 2,00 2,00 2,00 2,00 IP 570 Οξύτητα Ολικό Υπόλειµµα µέσω ζεστού φιλτραρίσµατος mg KOH/g max. 0,5 0,5 0,5 0,5 ASTM D664 κ.β. % max ,10 ISO Οξειδωτική Σταθερότητα g/m 3 max ISO Ανθρακούχο Υπόλειµµα µικροµέθοδος στο 10% (V/V) του υπολείµµατος απόσταξης Ανθρακούχο Υπόλειµµα µικροµέθοδος κ.β. % max. 0, 0, 0, - ISO κ.β. % max , ISO Σηµείο Θόλωσης C max ISO 15 Σηµείο Ροής Χειµερινή Ποιότητα (Ανώτερο) Καλοκαιρινή Ποιότητα Οπτικός Έλεγχος C max ISO 16 C max ISO 16 Καθαρό & ιαυγές Clear & Bright Νερό κ.ο. % max , ISO 3733 Τέφρα κ.β. % max. 0,010 0,010 0,010 0,010 ISO 6245 Λιπαντική Ικανότητα, ιορθωµένη διάµετρος φθοράς (wsd 1,4) στους 60 o C µm max g ISO Όσον αφορά τα υπολειµµατικά ναυτιλιακά καύσιµα όπως παρουσιάζονται και στον Πίνακα 1 αυτά χωρίζονται σε έντεκα (11) κατηγορίες. Πιο συγκεκριµένα προστέθηκε η κατηγορία RMA10, η κατηγορία RMG χωρίστηκε σε τέσσερεις υποκατηγορίες µε διαφορετικό όριο κινηµατικού ιξώδους η κάθε µια και τέλος η κατηγορία RMK η οποία µε την σειρά της χωρίστηκε σε τρεις υποκατηγορίες µε διαφορετικό ιξώδες η κάθε µια. Σε σχέση µε την προηγούµενη 3

4 κατηγοριοποίηση της έκδοσης του 2005 οι κατηγορίες των υπολειµµατικών καυσίµων RMF και RMH καταργήθηκαν. Όπως παρουσιάζονται αναλυτικά οι ιδιότητες των υπολειµµατικών ναυτιλιακών καυσίµων στον πίνακα 3, διαπιστώνεται η µείωση σε πολλές κατηγορίες της περιεκτικότητας σε τέφρα σε σχέση µε ότι είχε θεσµοθετηθεί στην προηγούµενη έκδοση του προτύπου. Επίσης µειώθηκαν τα όρια της περιεκτικότητας σε βανάδιο σε όλες σχεδόν της κατηγορίες εκτός από τις κατηγορίες RMB στην οποία έµεινε αµετάβλητο και στην κατηγορία RMG 380 στην οποία αυξήθηκε ελάχιστα. Μειώθηκαν τα όρια περιεκτικότητας του αθροίσµατος των στοιχείων αλουµινίου και πυριτίου. Επίσης επανεξετάστηκε η περιεκτικότητα των χρησιµοποιηµένων λιπαντικών ελαίων εντός των υπολειµµατικών ναυτιλιακών καυσίµων. Η ΑΝΑΓΚΗ ΓΙΑ ΝΕΟ ΠΡΟΤΥΠΟ Τέφρα Η βασική αιτία που οδήγησε στην εκπόνηση και υιοθέτηση του νέου προτύπου είναι η ανάγκη για περιορίσµο των προβληµάτων που παρουσιάζονται από την χρήση των ναυτιλιακών καυσίµων στους ναυτικούς κινητήρες. Όλα τα υπολειµµατικά ναυτιλιακά καύσιµα περιέχουν µεταλλικά στοιχεία. Αυτά, µπορεί να περιέχονται λόγω της προέλευσης του καυσίµου, όπως το βανάδιο, το νάτριο, το ασβέστιο, το νικέλιο ή µπορεί να εισάγονται από εξωτερικές πηγές, όπως το επιπλέον νάτριο, το αλουµίνιο, το πυρίτιο και ο σίδηρος. Όταν ένα καύσιµο καίγεται στον κινητήρα, κάποια από αυτά τα µέταλλα µετατρέπονται σε στερεά σωµατίδια όπως οξείδια, θειώδη, ή πιο σύνθετες ενώσεις, κοινώς γνωστά ως τέφρα. Σε συγκεκριµένες θερµοκρασίες αυτά τα σωµατίδια στερεής τέφρας γίνονται εν µέρει ρευστά και σε αυτή την κατάσταση έρχονται σε επαφή µε τα επιµέρους κατασκευαστικά στοιχεία του συστήµατος καύσης, ειδικά εάν οι θερµοκρασίες στην επιφάνεια αυτών είναι αρκετά υψηλή. Οι εν λόγω επικαθίσεις τέφρας, µπορεί να προκαλέσουν ζηµίες σε κατασκευαστικά στοιχεία όπως στις κορώνες των εµβόλων, στις βαλβίδες εξαγωγής, στις επιφάνειες του υπερσυµπιεστή (turbocharger) και γενικότερα στους ναυτικούς κινητήρες. Αυτό γίνεται είτε µέσω µιας διαδικασίας που ονοµάζεται «εν θερµώ διάβρωση hot corrosion» είτε µέσω άλλων µηχανισµών. Η θερµοκρασία στην οποία τα σωµατίδια της τέφρας αρχίσουν να γίνονται ρευστά και να επικολούνται στις επιφάνειες, συχνά αναφέρεται ως θερµοκρασία επικόλλησης «stiction». Η θερµοκρασία αυτή είναι χαµηλότερη για τις τέφρες που είναι πλούσιες σε συγκεντρώσεις βαναδίου και/ή νατρίου. Για τον λόγο αυτό είναι ιδιαίτερη η προσοχή που αποδίδεται στις συγκεντρώσεις αυτών των µετάλλων στα ναυτιλιακά καύσιµα. Τα σηµεία τήξης της τέφρας διαφέρουν σηµαντικά και εξαρτώνται ανάλογα από τα συστατικά της τέφρας. Για παράδειγµα ένωση του βαναδίου-νατρίου έχει ως σηµείο τήξης τους 535 C. Ωστόσο, αυτό το σηµείο µπορεί να υποβαθµιστεί από την τήξη άλλων µεταλλικών οξειδίων που προέρχονται από διαβρωµένες επιφάνειες. Για αυτό το λόγο θερµοκρασίες τήξης της τέφρας αρκετά πιο χαµηλά από τους 400 C είναι θεωρητικά δυνατό να επιτευχθούν. Ο λόγος νάτριο προς βανάδιο όταν είναι ένα προς τρία υποστηρίζεται ότι αποδίδει τη χαµηλότερη θερµοκρασία τήξης της τέφρας. Αυτό ισχύει για µια τέφρα που προέρχεται από ένα σύµπλεγµα δύο συστατικων (Na 2 SO 4 /V 2 O 5 ). Ωστόσο οι τέφρες που προέρχονται από την καύση υπολειµµατικών καυσίµων είναι µείγµατα σύνθετων ενώσεων, οι οποίες αντιδρούν µε ενώσεις του ασβεστίου, του νικελίου, του πυριτίου και του αλουµινίου, αλλά και µε πολλά άλλα µέταλλα σε διάφορες συγκεντρώσεις. Όλα αυτά τα επιπρόσθετα µέταλλα τείνουν να επηρεάζουν τις θερµοκρασίες τήξης της τέφρας. Σε ορισµένες περιπτώσεις µάλιστα ασκούν ευεργετική επίδραση, καθιστώντας την τέφρα λιγότερο επιρρεπή στην τάση που έχει να προσκολλάται σε επιφάνειες, ενώ σε άλλες περιπτώσεις έχουν αντίθετο αποτέλεσµα. Ο λόγος νάτριο προς βανάδιο 1 προς 3 αποκτά όλο και µεγαλύτερη σηµασία όσο η περιεκτικότητα σε βανάδιο του καυσίµου αυξάνεται, επειδή η 4

5 τέφρα γίνεται ολοένα και πιο πλούσια σε βανάδιο. Ενώ τα επίπεδα περιεκτικότητας του βαναδίου σε ορισµένα υπολειµµατικά καύσιµα µπορεί να πλησιάζουν και τα 600mg/kg, τα υπόλοιπα µέταλλα δεν φθάνουν συνήθως αυτά τα επίπεδα συγκέντρωσης. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίο η επίδρασή τους στη θερµοκρασία επικόλλησης «stiction» είναι περιορισµένη. Επίσης, υψηλά επίπεδα βαναδίου σηµαίνουν και αύξηση της συνολικής επιβάρυνσης σε τέφρα, κατ επέκταση αύξηση των προβληµάτων που προκύπτουν από την εναπόθεση αυτής. Ένας πρακτικός κανόνας που συνήθως ακολουθείται είναι αυτός που λέει ότι το ανώτατο επίπεδο περιεκτικότητας του καυσίµου σε νάτριο πρέπει να είναι το ένα τρίτο της πραγµατικής περιεκτικότητας σε βανάδιο. Είναι προφανές από τα προαναφερθέντα, ότι ένας τέτοιος περιορισµός δεν είναι επιστηµονικά απόλυτα θεµελιωµένος και αυτό συµβαίνει κυρίως για χαµηλές περιεκτικότητες σε βανάδιο (µικρότερες από 150 mg/kg). Το Βανάδιο είναι ένα φυσικό συστατικό του καυσίµου και είναι παρόν σε χηµικά µόρια που περιέχουν και άλλα στοιχεία. Τέτοιες χηµικές ενώσεις είναι διαλυµένες στα υπολειµµατικά καύσιµα. Για τον λόγο αυτό δεν υπάρχουν πρακτικές µέθοδοι µε τις οποίες µπορεί να διαχωριστεί το βανάδιο από το καύσιµο µετά την τροφοδοσία του σκάφους. Ο µόνος πρακτικός τρόπος για να περιοριστεί το βανάδιο είναι να περιοριστεί η περιεκτικότητα του στο καύσιµο. Αυτό που πραγµατικά συνιστά µια ρεαλιστική λύση στο ζήτηµα, είναι η επιχειρησιακή εµπειρία στην ευαισθησία ή όχι των διαφόρων τύπων ναυτικών µηχανών στα προβλήµατα που σχετίζονται µε τον σχηµατισµό τέφρας. Όσον αφορά την παρουσία νατρίου στο καύσιµο, πρέπει να τονιστεί ότι η συνήθης πηγή νατρίου είναι η επιµόλυνσή του από το θαλασσινό νερό. Θεωρητικά 1% θαλασσινού νερού προσθέτει περίπου 100 mg/kg νατρίου στην ήδη υπάρχουσα περιεκτικότητα του καυσίµου σε νάτριο. Τα ναυτιλιακά καύσιµα που είναι ελεύθερα νερού συνήθως έχουν περιεκτικότητα σε νάτριο η οποία κυµαίνεται µεταξύ 10 mg/kg και 50 mg/kg, σπάνια είναι σηµαντικά υψηλότερη. Σε αντίθεση µε το βανάδιο, το νάτριο δεν είναι συνήθως παρόν στο καύσιµο σε διαλυτή µορφή. Στις περισσότερες των περιπτώσεων, τα υψηλά επίπεδα νατρίου συνδέονται µε τη επιµόλυνση του καυσίµου από το θαλασσινό νερό. Ως εκ τούτου, το ποσοστό µείωσης του νατρίου σχετίζεται άµεσα µε την ποσότητα του νερού που µπορεί να αφαιρεθεί µέσω των δεξαµενών καθίζησης και από την φυγοκέντριση του καυσίµου. Επίσης το υδροξείδιο του νατρίου που χρησιµοποιείται κατά την διαδικασία της διύλισης µπορεί να είναι µια επιπρόσθετη πηγή επιµόλυνσης. Ένα ποσοστό του νατρίου µπορεί να είναι σε διαλυτή µορφή πάνω στο καύσιµο και για τον λόγο αυτό να µην µπορεί να αποµακρυνθεί από τα συστήµατα που διαθέτει το σκάφος. Για όλους τους παραπάνω λόγους οι µοντέρνες σχεδιάσεις των ναυτικών κινητήρων έχουν ως στόχο την αποφυγή σχηµατισµού τέφρας στα κρίσιµα στοιχεία του κινητήρα. Χρησιµοποιηµένα Λιπαντικά Έλαια (Χ.Λ.Ε.) Τα χρησιµοποιηµένα λιπαντικά έλαια, είναι κυρίως λάδια που προέρχονται από τους στραφαλοφόρους άξονες των οχηµάτων. Αυτά προστίθενται στα ναυτιλιακά καύσιµα για περισσότερο από 25 χρόνια σε ορισµένα µέρη του κόσµου. Η προσθήκη τους ως συστατικό που αναµειγνύεται στο ναυτιλιακό καύσιµο δείχνει κατ αρχήν ανεπαρκή περιβαλλοντική συνείδηση από αυτούς που πραγµατοποιούν τις αναµείξεις και δείχνει τον δρόµο για την εισαγωγή και άλλων αποβλήτων στα ναυτιλιακά καύσιµα (π.χ. βιοµηχανικοί διαλύτες). Τα έλαια αυτά περιέχουν σηµαντικές ποσότητες απορρυπαντικών και αντιδιαβρωτικών προσθέτων. Τα απορρυπαντικά πρόσθετα βασίζονται κυρίως στο ασβέστιο. Τα αντιδιαβρωτικά πρόσθετα από την πλευρά τους είναι ενώσεις ψευδαργύρου φωσφόρου και σε κάποιες περιπτώσεις µπορεί να µην περιέχουν και καθόλου ψευδάργυρο. Για τον λόγο αυτό τα πρότυπα 5

6 των ναυτιλιακών καυσίµων θέτουν όρια περιεκτικότητας αυτών των µετάλλων, είτε µόνα τους είτε σε συνδυασµό. Υδρόθειο Το υδρόθεο (H 2 S) είναι ένα ιδιαίτερα τοξικό αέριο και η έκθεση σε υψηλές συγκεντρώσεις των ατµών του είναι επικίνδυνη. Σε ακραίες περιπτώσεις µπορεί να είναι θανατηφόρα. Σε πολύ χαµηλές συγκεντρώσεις το αέριο έχει τη χαρακτηριστική µυρωδιά του κλούβιου αυγού. Ωστόσο, σε υψηλότερες συγκεντρώσεις προκαλεί απώλεια της όσφρησης, πονοκεφάλους και ζάλη, και σε πολύ υψηλές συγκεντρώσεις είναι άµεσα θανατηφόρο. Το υδρόθειο µπορεί να σχηµατίζεται κατά τη διαδικασία της διύλισης και µπορεί να αναπτυχθεί από τα ναυτιλικά καύσιµα κατά την παραµονή τους στις δεξαµενές αποθήκευσης, στις φορτηγίδες φόρτωσης και στις δεξαµενές του σκάφους. Είναι δυνατόν να είναι παρόν και σε υγρή και σε αέρια φάση. Ο βαθµός και η ταχύτητα διαχωρισµού µεταξύ της υγρής και αέριας φάσης εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως η χηµική σύσταση του καυσίµου, η θερµοκρασία, το κινηµατικό ιξώδες, το επίπεδο της ανάδευσης, ο χρόνος αποθήκευσης, η εφαρµοζόµενη προθέρµανση, οι συνθήκες του περιβάλλοντος, το σχήµα της δεξαµενής, ο υπάρχων κενός χώρος και ο εξαερισµός. Η επαφή µε τους ατµούς H 2 S µπορεί να συµβεί όταν το προσωπικό είναι εκτεθειµένο στους ατµούς των ναυτιλιακών καυσίµων. Αυτό µπορεί να συµβεί, κατά την εµβάπτιση των δεξαµενών, κατά το άνοιγµα των θυρών των δεξαµενών, κατά την είσοδο σε κενές δεξαµενές, αλλά και από τους σωλήνες εξαερισµού, όταν οι δεξαµενές είναι ήδη γεµάτες και θερµαίνονται. Επίσης σε χώρους καθαρισµού, κατά την αποσύνδεση των γραµµών των καυσίµων και κατά τη διάρκεια εργασιών αλλαγής φίλτρων. Πρέπει να τονιστεί ιδιαίτερα ότι τα διάφορα όρια τα οποία κατά καιρούς εφαρµόζονται δεν µπορούν από µόνα τους να οριοθετήσουν ένα επίπεδο ασφάλειας ή να εξαλείψουν τον κίνδυνο από την υψηλή συγκέντρωση ατµών υδροθείου σε µικρό και κλειστό χώρο. Αυτό σηµαίνει ότι πάντα πρέπει να υπάρχει εγρήγορση στο προσωπικό που απασχολείται µε την χρήση των ναυτιλιακών καυσίµων. Υπολογιζόµενος είκτης Αρωµατικότητας του Άνθρακα (Calculated Carbon Aromaticity Index - CCAI) Οι επιδόσεις στην ανάφλεξη και στην καύση των υπολειµµατικών ναυτιλιακών καυσίµων σε κινητήρες πετρελαίου εξαρτώνται από το είδος του κινητήρα, τον σχεδιασµό, την λειτουργία και την λειτουργική του κατάσταση, το φορτίο που ασκείται και τις χηµικές ιδιότητες του καυσίµου. Ο δείκτης αρωµατικότητας του άνθρακα µε την ονοµασία CCAI (Calculated Carbon Aromaticity Index) υπολογίζεται µε βάση την πυκνότητα και το ιξώδες του καυσίµου, και παρέχει µια εκτίµηση για την καθυστέρηση ανάφλεξης του καυσίµου. Ωστόσο, αξίζει να σηµειωθεί ότι καύσιµα µε παρόµοια πυκνότητα και ιξώδες µπορεί να έχουν σηµαντικά διαφορετικές ιδιότητες ανάφλεξης. Ενώ ο είκτης CCAI εκτιµά την καθυστέρηση ανάφλεξης, δεν παρέχει ατυτόχρονα πληροφορίες σχετικά µε τα χαρακτηριστικά του υπολειµατικού ναυτιλιακού καυσίµου, η οποία γίνεται σήµερα όλο και πιο σηµαντική µε τις αλλαγές που συνετλούνται και αφορούν την περιβαλλοντική διάσταση. Για την αντιµετώπιση τόσο της εκτίµησης της ποιότητας ανάφλεξης όσο και των χαρακτηριστικών της καύσης, τα τελευταία χρόνια έχουν επιτευχθεί σηµαντικές εξελίξεις, όπως η χρήση οργάνων µε θάλάµο καύσης σταθερού όγκου (Constant Volume Combustion Chamber). 6

7 Πίνακας 3. Υπολειµµατικά Ναυτιλιακά καύσιµα Κατηγορία ISO-F- Ιδιότητα Μονάδα Όριο RMA RMB RMD RME RMG RMK Μέθοδος Ελέγχου Κινηµατικό Ιξώδες στους 50 C mm²/s max. 10,00,00 80,00 180,0 180,0 380,0 500,0 700,0 380,0 500,0 700,0 ISO 3104 Πυκνότητα στους 15 C kg/m³ max. 920,0 960,0 975,0 991,0 991,0 1010,0 ISO 3675 ή ISO CCAI max Θείο κ.β. % max. Νοµοθετικές Απαιτήσεις ISO 8754 ISO Σηµείο Ανάφλεξης C min. 60,0 60,0 60,0 60,0 60,0 60,0 ISO 2719 Υδρόθειο mg/kg max. 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 IP 570 Οξύτητα mg KOH/g max. 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 2,5 ASTM D664 Total sediment aged κ.β. % max. 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 ISO Carbon residue micro method κ.β. % max. 2,50 10,00 14,00 15,00 18,00 20,00 ISO Σηµείο Ροής (Υψηλότερο) - Χειµερινή ποιότητα - Καλοκαιρινή Ποιότητα C max. max ISO 16 ISO 16 Νερό κ.ο. % max. 0, 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 ISO 3733 Τέφρα κ.β. % max. 0,040 0,070 0,070 0,070 0,100 0,150 ISO 6245 Βανάδιο mg/kg max IP 501, IP 470 ή ISO Νάτριο mg/kg max IP 501, IP 470 Αλουµίνιο + πυρίτιο mg/kg max IP 501, IP 470 ή ISO

8 Χρησιµοποιηµένα Λιπαντικά Λάδια Ασβέστιο και Ψευδάργυρος ή Ασβέστιο και Φώσφορος mg/kg Το καύσιµο πρέπει να είναι ελεύθερο από χρησιµοποιηµένα λιπαντικά έλαια. Το καύσιµο θα θεωρείται ότι περιέχει χρησιµοποιηµένα λιπαντικά έλαια όταν µια από τις παρακάτω συνθήκες ισχύουν: Ασβέστιο > και Ψευδάργυρος > 15 ή Ασβέστιο > και Φώσφορος > 15 IP 501 ή IP 470 IP 500 8

9 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ Οι προδιαγραφές των ναυτιλιακών καυσίµων γίνονται όλο και πιο αυστηρότερες για να επιτύχουν τους στόχους που έχει θέσει η παγκόσµια ναυτιλιακή κοινότητα. Πιο συγκεκριµένα ο στόχος είναι ασφαλείς και περιβαλλοντικά πιο φιλικές θαλάσσιες εµπορευµατικές µεταφορές. Τα ναυτιλιακά καύσιµα αποτελούν τον πιο σηµαντικό παράγοντα για την επίτευξη των προαναφερθέντων στόχων. ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Οι συγγραφείς ευχαριστούν τους κ.κ Φρ. Κρόκο και Ι. Σαριδάκη για την αµέριστη βοήθεια και συµπαράσταση τους. ΑΝΑΦΟΡΕΣ 1. Revised MARPOL Annex VI, International Maritime Organization, Protocol of 1997, as amended by resolution MEPC, 176(58), 2008, to amend the International Convention for the Prevention of Pollutions from Ships,1973, as modified by the protocol of International Safety Guide for Oil Tankers and Terminals (ISGOTT), 5 th edition, ISBN ISO 8217:2010, International Organization for Standardization (ISO), 1 ch. de la Voie-Creuse, Case postale 56, CH-1211 Geneva 20, Switzerland. 4. ISO :2010, International Organization for Standardization (ISO), 1 ch. de la Voie-Creuse, Case postale 56, CH-1211 Geneva 20, Switzerland. 5. ISO 8217:2005, International Organization for Standardization (ISO), 1 ch. de la Voie-Creuse, Case postale 56, CH-1211 Geneva 20, Switzerland. 9