Geri Dön

Techno-economic analyzes of ballast treatment systems for aged midsize tonnage bulkcarriers

İleriki yaşlarında orta tonajlı dökme yük gemileri için balast ıslah sistemlerinin tekno-ekonomik analizleri

PDF İndir

  1. Tez No: 540904
  2. Yazar: GÖZDE TURAN
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ PELİN BOLAT
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Denizcilik, Marine
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Deniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Deniz Ulaştırma Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 80

Özet

Dünya ticaret hacminin büyük bölümünü gemiler oluşturmaktadır, bu nedenle yılda ortalama 3-4 milyar ton balast suyu bir bölgeden başka bir habitata taşınmaktadır. Balast suyu gemilerin özellikle tahliye operasyonları sırasında veya herhangi bir durumda stabilite sağlamak amacıyla, bu husus için tasarlanan ve balast tankı adı verilen tanklara alınan deniz suyudur. Balast suyunun tanklara alımı esnasında içinde yaşayan canlıların büyük bir kısmı ölsede, yine de yaşayan organizmalar kalmaktadır. Bu organizmalar, balast suyunun tahliye edildiği bölgede yeni bir ekosisteme girerek ortam koşullarına adapte olabilir ya da hayatta kalamayabilirler. Ortam koşullarına adapte olan türlerden bir kısmının istalacı tür örneği gösterdiği daha önce yapılan çalışmalarda örneklenmiştir. Bu canlıların nüfuslarındaki artışı sağlayacak dengeleyici tür olmayan ekosistemlerde, o bölgenin iç dinamikleri etkilenmekte, negatif çevresel sorunlar oluşmakta ve ülke ekonomilerine olumsuz yansımaları olmaktadır. Bu sebeplerle IMO (Uluslararası Denizcilik Örgütü) 2004 yılında“Ballast Water Management Convention- Balast Suyu Yönetimi Konvansiyonu”adıyla anılacak ve gemilerin balast suları üzerine çeşitli ıslah çalışmaları geliştirilmesine neden olacak konvansiyonu yayınlamıştır. Taraf devletler ve dünya ticaret tonajı için yeterli çoğunluğa ulaşılmasıyla birlikte 08 Eylül 2017 tarihinde yürürlüğe resmen girmiş oldu. Konvansiyona tabi olan 400 grosston üzeri olan ve uluslararası sefer yapan her ticari geminin balast ıslah sistemi (ballast treatment system) kullanması gerekliliği D-2 regulasyonuyla anlatılmıştır. Konvansiyona tabi olan gemiler IMO tarafından belirtilen zaman çizelgesi içerisinde, bu balast ıslah sistemlerini kullanmaya başlayacaklardır fakat bu tarihe kadar D-1 regulasyonuyla belirlenen balast değişimini yapmaya devam edeceklerdir. Bu zaman çizelgesi IMO tarafından gemilerin IOPP sertifikalarını yenileme sörveyleri tarihleri baz alınarak hesaplanmıştır. Bazı bayrak devletleri tarafından, IOPP yenileme, harmonize sörveyden çıkarılarak, armatöre kuralın yürürlüğe gireceği tarihten önce IOPP yenileme sörveyi yapma hakkı tanınmıştır. Bu durumda armatörler en fazla 3 yıl olabilecek fazladan bir rahatlama süresine sahip olacaklardır. Liberya, Singapur gibi toplam tonajı yüksek olan bayrak oteriteleri, kendi armatörlerine böyle bir ek zaman kazandırırken; öte yandan belli bir miktarda balast suyunun, ıslah olmadan denizlere bir süre daha basılmasına neden olmuşlardır. Balast suyu ıslah sistemlerinin genel olarak, sıvı-katı ayrımı ve dezenfekte olmak üzere iki adımı vardır. Sıvı-katı ayrımı çoğunlukla mekanik yöntemlerle yapılırken, dezenfeksiyon için çeşitli kimyasal, ultraviyole, sıcaklık ve kavitasyon gibi yöntemler bulunmaktadır. Bu yöntemleri kullanan ve IMO'dan onay almış onlarca ekipman mevcut piyasada satıştadır ve gemilere montajları yapılmaya başlanmıştır. Ancak bu çalışmada USCG'dan onay alan 7 adet üreticinin fiyat teklifleri incelenmiştir. Çünkü uluslarası sefer yapan gemiler için Amerika Birleşik Devletleri'ne gitmeme gibi bir opsiyon düşünülmemiştir. Orta tonajda olan kuru yük gemileri dikkate alındığından, bu gemiler için 2 adet 1000m3'lük balast pompası olacağı kabul edilmiştir. Bu sebeple piyasa araştırmaları ve maliyet analizleri, bu doğrultuda yapılarak; ıslah ekipmanı, bu ekipmanın montajı sırasında kullanılacak malzemeler, montajı, bağlantılı tüm tersane masrafları, kiradan çıkılacak süre kaybı, yıllık işletim masrafları ve eğitim giderleri ortalama olarak 834146 dolar hesaplanmıştır. Bu işlemi tamamlamış olan ve ticari olarak isimlerinin verilmesini kabul etmeyen üç Türk armatör ve iki Türk tersanesi tarafından, çalışmada belirtilen toplam masrafın gerçek değerlere yakın olduğu sözel olarak bildirilmiştir. Yapılan hesaplamalarda toplam maliyetin %47'lik payını ilk sırada ekipmanın kendi fiyatı oluşturmakta ve ikinci sırada ise %32'lik pay ile tersane ve montaj masrafları gelmektedir. Tezin üçüncü bölümünde orta tonaj kuru yük gemilerinin market raporları yer almaktadır. Öncelikle dünya ticareti göz önünde bulundurularak, kuru yük piyasa verilerinin 2008 global krizinden ne derece etkilendiğine değinilmiş ve bu krizin kuru yük filosunun yaş ortalamasını düşürdüğüne ve gemi işletim masrafları üzerinde nasıl etkisi olduğuna değinilmiştir. Teze konu olan orta sınıf tonaj için piyasa ve market değerlerine yer verilmiş ve orta sınıf tonajın 28000 dwt ve 89000 dwt arasında alınacağı kabul edilerek, sonraki bölümlerdeki tüm hesaplama ve ortalamalar için bu tonajdaki gemi verileri kullanılmıştır. Ortalama günlük işletim masrafları mevcut piyasa koşulları için hesaplanarak bu değer 15 yaş ve üzeri gemiler için Moore Stephans firması tarafından belirlenen artış tahminleri ile her yıl için ayrı ayrı hesaplanmıştır. Ek olarak enterpolasyon yapılarak kabul edilen yaşa bağlı masraf artış oranı hesaba katılmış ve her yaştaki gemi için ayrı işletim masrafları bulunmuştur. Moore Stephans firmasının işletim masrafları 2017 raporunda dikkat çeken kısım, gemilerin günlük operasyon masraflarında %15'lik paydanın yeni çıkan regülasyonlar gereği yapılan harcamalar olduğudur ve bu da armatörün gemilerini işletirken dikkat etmesi gereken bir husustur. Daha önceki çalışmalara benzer olarak bu tez içerisinde de bir geminin günlük işletim masrafları, yıllık hesaplanırken 365 gün baz alınmıştır, fakat öte yandan gelir olan, geminin kiraya verildiği gün sayısı 357 gün baz alınarak hesaplanmıştır. Ortalama günlük gemi kirası, tezin yazıldığı dönemdeki mevcut sektör raporları dikkate alınarak panamax, supramax ve hadymax gemiler için enterpolasyon yapılarak 11700 dolar hesaplanmıştır. Ardından yaşa bağlı bir kayıp oranı uygulanmış ve 15 yaşındaki bir gemi için 10530 dolar günlük gemi kirası bulunmuştur. Diğer önemli bir analizde mevcut piyasa koşullarında çalışan bu kuru yük gemilerinin yaş ortalamaları ve gemi sökümüne giden yaşlı gemilerin yaş ortalamalarıdır. Bu sektör raporları sayesinde farklı kaynaklarda belirtilen bir geminin ticari ömrü için mevcut koşullar altında bir bakış açısı sağlanmıştır. 2017 yılı verilerine göre ortalama kuru yük gemi yaşı 9'dur ve aynı zamanda bu teze konu olan tonaj aralığının %6.5'luk paydasını sadece 20 yaş üstü gemiler oluşturmaktadır. Bu çalışmada yapılan net yıllık kazanç tablosuna göre 23-25 yaş aralığında gemilerin kazançtan çok zarar durumuna düştüğü görülmektedir ve bu sonuç dünya ticaret filosunun yaş ortalamasının neden genç olduğunu desteklemektedir. Bir geminin verimli ömrü çeşitli çalışmalarda ve gerçekte kiracıların gözünde 20 yıl olarak düşünülse dahi, bu çalışmada 20 ve 30 yaş arası gemi kazançlarını da yorumlayabilmek adına tüm hesaplamalar ve tablolar 30 yaşa kadar yapılmıştır. Ticari ömürleri sonunda söküme gidecek gemiler için yapılan araştırmaların sonunda gemi söküm ton fiyatı 440 dolar bulunmuş ve teze konu olan tonaj aralığının boş ağırlığı 10000 ton kabul edilerek, 4.4 milyon dolar gemi hurda fiyatı bulunarak herhangi bir enflasyon oranından veya değer kaybından etkilenmeden sabit kalacağı farzedilmiştir. Tezin dördüncü bölümünde anlatılan maliyet ve fayda analizinde kullanılan metotta öncelikli amaç yıllık net işletim nakit akışını bulmaktır, çünkü bu sayede balast suyu ıslah ekipmanının armatörün bütçesini etkileyecek değişim oranını daha iyi gözlemlemek mümkün olacaktır. Hesaplanan işletim maliyetinden yıllık kira getirisi çıkarıldığında bulunan değer yıllık nakit akışı olacaktır. Bu değerin geminin çalıştırılacağı yaşları arasındaki toplamlarına hurda değeri eklendiğinde, istenilen yaşlar için gemi değerleri bulunmuştur. Hesaplanan gemi değerleri ile piyasadaki ikinci el gemi fiyatlarının uyumluluk gösterdiği fark edilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde 15-19 yaş aralığındaki gemilerde balast ıslah ünitesinin montaj yılına bağlı olarak nakit akışlarında farklı yıllardaki dalgalanmalar gözlenerek finans planlamalarında hesaplamaya değer sonuçlar oldukları bulunmuştur. 20-24 yaş aralığı gemilerin balast sistemi maliyetinden fazlasıyla etkilendiği bulunmuş ve piyasa değerlerinin üzerinde veya altında yapılan ticari faaliyete bağlı olarak hurdaya ayrılmaları mümkün bir yaş aralığı olarak sonuçlara yansımıştır. 25-30 yaş arası gemilerde alınan sonuçlar incelendiğinde, piyasa öngörüleriyle uyumlu olarak, yeni regülasyon maliyetini karşılamaları mümkün görünmemekle birlikte sadece 1994 yapımı gemiler için avantajlı bir yol izlenebilir. Çünkü bu gemiler, balast ıslah ekipmanını kendi yaş grupları aralığında en son takacak gemilerdir ve 2024 yılına kadar ekipman montajı yapmayarak, nakit akışlarında büyük düşüşler yaşamayacaklardır. Diğer bir incelenen sonuç da Türk bayraklı 44 kuru yük gemisi sahibinin, IOPP yenileme sörveyini harmonize sörveyden çıkarmayan bayrak devletinden kaynaklı, 1.7 yıl kazanılabilecek yararlanma süresinden mahrum bırakılmasıdır. Öte yandan, bayrak devleti sayesinde bu süre zarfında denizlere basılacak 98293284 m3 ıslah edilmemiş balast suyu engellenerek, ekolojiye büyük bir katkı sağlanmıştır. Sonuç olarak yeni çıkan IMO kurallarından balast suyu yönetimi için tekno-ekonomik analiz yapılarak, yaşı ilerlemiş dökme yük gemilerine nasıl finansal etkisi olacağı ve farklı yaş gruplarının nasıl etkileneceği araştırılmıştır. Balast ıslah sistemleri montajları tüm gemiler için tamamlandıktan sonra bu süreç içerisindeki gemilerin hurdaya gidiş yaş ortalamaları, geriye dönük piyasa incelemeleri ve IOPP sertifikasının harmonize sörveyden çıkarılmasının ekolojik etkileri ileriki çalışmaların konusu olabilir.

Özet (Çeviri)

Maritime transportation is the biggest transportation mode in the world trade which owns 90 percentage in total volume. Especially during discharging operation, to keep stability and maneuverability, it is necessary for vessels to balance weight by taking up water at the discharge port and release them into the sea at the next load port. So, an average of ballast water approxiametly 3-4 billion tons per year is transported from one place to another. During discharge of ballast water at load port, it is possible for invasive aquatic species to increase and be settled in the recipient environment which can constitute negative environmental problems and negative effect on national economies. Therefore, on 2004 Ballast Water Management Convention is announced by International Maritime Organization (IMO) which aims to get under control the transfer of foreign biological species to new living environments through ships' ballast water. When it is reached to sufficient number of contracting states and world trade tonnage, the convention got into force on 08 September 2017. The vessels subject to the convention will start to use ballast water treatment systems within the timeline specified by IMO, however they will continue to perform ballast changes determined by the D-1 regulation until this date. This timetable is determined by IMO based on the dates of the renewal survey of the vessels' IOPP certificates. The IOPP renewal is removed from the harmonized survey by some flag states such as Liberia and Singapore which intitles ship owners to perform an IOPP renewal survey prior to the date. In this case, ship owners will have extra period up to 3 years to in order to comply with BWM Convention. While these flag states contribute their owners to gain extra time which is called“grace period”, they caused the ballast water discharge without treatment into the environment for a while more. Although there are lots of ballast water treatment systems in market with IMO approval, 7 manufacturers with USCG approval has been analyzed in this study. Considering the dry cargo vessels with medium tonnage, it is assumed that 2 ballast pumps with 1000m3 will be used for these vessels. Market researches and cost analyzes have been done by taking into above considerations and including cost of equipment, extra equipment's to be used during the installation of this equipment, installation cost, all related shipyard costs, off hire costs deducted from charterers, annual operating costs and training costs are calculated USD $ 834146. During calculations, it is found that while the equipment cost is the highest cost with 47% percentage, shipyard and installation costs are the second with 32% percentage. Three Turkish ship owners and two Turkish shipyard companies which are completed installation of the Ballast Water Treatment equipment have verbally approved that, their total costs are parallel with the study result. In the third part of the study, market reports of the medium tonnage of bulk carrier vessels are given and 2008 global recession effect on the average life and operation expenses have been discussed. Medium ranges are accepted between 28000 dwt and 89000 dwt during the whole study. Average daily operating costs are calculated as per current market situations and calculated year by year for the vessels above 15 years old based on Moore Stephans predictions (Url-5). In addition, the rate of increase in age-related costs considered by interpolation and operating costs are found for each age vessel separately. Average daily hire cost of panamax, supramax and handymax vessels is calculated and discounted for 15 years old age vessel. Another important analysis has been carried out regarding average age of vessels and average recycling age. According to net annual operating cash flow for 25-30 age range vessels, it is clearly seen that losses are bigger than profits which supports why the average age of the world trade fleet is young (9). Although average ages of vessels are about 20 years, in our study it is calculated up to 30 years for sensitive analysis. Estimated recycling prices found 440 usd per LDT based on 10000 mt lightweight assumption. In the fourth part of the study, it is aimed to find net annual operating cash flow via the cost benefit analysis method. Through this, it is possible to better observe how the installation of ballast water treatment equipment will affect budget of the owner. When the results are examined, it is found that installation of the ballast water treatment equipment for the 15-19 years range vessels are worthwhile in the financial planning by observing the fluctuations in the cash flows depending on installation year. In addition to this, it is found that 20-24 age range has been found to be highly affected by the cost and accepted as an average age to be scrapped. Lastly, when the results of the vessels between the ages of 25 and 30 are examined, it is found that it is not possible to meet the new regulation cost in line with the market predictions expect than vessels built on 1994 since they have not any obligation to install equipment till 2024. On the other side, the current situations of Turkish ship owners are analyzed. Turkish shipowners can't re-harmonise the ship's IOPP Certificate, while many of other shipowners are looking to take advantage of the provided“grace period”to installation of BWTS. According to research, 44 dry cargo vessels with Turkish flags deprieved of the grace period which can be earned for 1.7 years extra. However, under favour of flag state, it is prevented to discharge 98293284 m3 ballast without ballast water treatment technology which makes great contribution to ecology. As a result, the techno-economic analysis of ballast water management as a new emerging IMO convention was investigated on different age groups of bulk carriers based on financial effects. Scrap age of the vessels which completed installation of the ballast water treatment exchange equipment, retroactive market reviews and ecologic affects of removal of the IOPP certificate from harmonized survey are proposed subjects for the future studies.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    848324

    Akıllı şebekelerde şebekeye bağlı ve şebekeden bağımsız hibrit yenilenebilir enerji sistemlerinin tekno-ekonomik karşılaştırmalı analizi ile akıllı ev uygulamaları

    Techno-economic comparative analysis of grid-connected and islanded hybrid renewable energy systems and smart home applications in smart grids

    ONUR AYAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BELGİN EMRE TÜRKAY

  2. Tez No

    823087

    Güvenlik kulübelerinin ısıtma uygulamalarında güneş enerjili ısı pompası sistemlerinin modellenmesi ve tekno-ekonomik analizi

    Modeling and techno-economic analysis of solar heat pump systems in heating applications of security boots

    YAHYA EMRE DEĞİRMENCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Savunma ve Savunma TeknolojileriSivas Cumhuriyet Üniversitesi

    Savunma Bilimi ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAH KAPICIOĞLU

  3. Tez No

    712539

    Technology and energy management for cogeneration and trigeneration systems based on multi-objective optimization in integrated structures

    Bütünleşik yapılarda çok amaçlı optimizasyona dayalı kojenerasyon ve trijenerasyon sistemlerinin teknoloji ve enerji yönetimi

    ÖZAY KAS

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    EnerjiPiri Reis Üniversitesi

    Hesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ZİYA SÖĞÜT

  4. Tez No

    456949

    Kütahya bölgesinde farklı soğutucu akışkan kullanılan hava, toprak ve güneş destekli toprak kaynaklı ısı pompalarının tekno-ekonomik analizi

    Techno-economic analysis of air, ground and solar assisted ground source heat pumps using different refrigerants in Kutahya region

    OĞUZ OZAN YOLCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    EnerjiDumlupınar Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. RAMAZAN KÖSE

    DOÇ. DR. MUSTAFA ARİF ÖZGÜR

  5. Tez No

    899714

    Şebekeden bağımsız bir mikro şebekenin gelişmiş farklı enerji depolama sistemleri kullanılarak modellenmesi ve tekno-ekonomik analizleri: Yıldız Teknik Üniversitesi örneği

    Modeling and techno-economic analysis of micro-grid grid-independent using different advanced energy storage systems: Yıldız Technical University case

    FARUK KÜÇÜKKARA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    EnerjiYıldız Teknik Üniversitesi

    Enerji Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ASLAN İNAN

Geri Dön