Emisja spalin i szkodliwych gazów kojarzy nam się przeważnie z samochodami osobowymi i transportem lądowym. Mało kto zastanawia się nad tym, że transport morski również przyczynia się do wzrostu emisji gazów cieplarnianych i degradacji środowiska. Przyjrzyjmy się więc jak i czym dokładnie zatruwają nas statki.
Morza i oceany były wykorzystywane jako szlaki handlowe już w starożytności. Morze Śródziemne przecinały statki egipskie, greckie, fenickie i innych ludów zamieszkujących basen tego morza. Z biegiem lat transport morski rozwijał się i nabierał znaczenia aż stał się odpowiedzialny za transport 90 proc. towarów przeznaczonych na handel. Do czasu wynalezienia silnika parowego statki napędzane były siłą wiatru lub mięśni. Dopiero maszyna parowa pozwoliła na pozbycie się masztów, żagli i wioseł. Jej następcy w postaci silników spalinowych sprawiły, że zaczęliśmy budować ogromne statki wycieczkowe i jeszcze większe kontenerowce i tankowce. I choć po morzach i oceanach pływają jednostki wojskowe, kutry rybackie i statki wycieczkowe, to wielkie kontenerowce stanowią największy odsetek statków.
Czym zasilane są statki?
Współczesne statki i okręty napędzane są w zdecydowanej większości silnikami diesla. W zależności od gabarytów, jednostka okrętowa posiada kilka silników, które produkują prąd zasilający silniki elektryczne. Choć de facto głównym źródłem energii napędzającej statek jest prąd elektryczny, to silniki go produkujące zasilane są paliwem żeglugowym. Silniki diesla stosowane w okrętach używają cięższej odmiany oleju napędowego znanej pod nazwą mazut. Jest to paliwo gęste o dużej zawartości siarki, które kiedyś służyło do opalania pieców w lokomotywach parowych.
Zawiera ono wiele szkodliwych substancji, które są emitowane do atmosfery. Wśród tych najbardziej szkodliwych wymienia się tlenki siarki (SOx). Kiedy związek ten trafia do atmosfery, to utlenia się do tritlenku siarki, który z kolei wchodzi w reakcje z kropelkami wody i tworzy niebezpieczny dla zdrowia kwas siarkowy. Kwas ten rozpada się pod wpływem dysocjacji elektrolitycznej na jony siarki, które mają właściwości zakwaszające. W ten sposób powstaje zjawisko kwaśnych deszczów. Prowadzą one do zakwaszenia gleby przez co ta jest mniej żyzna i do obumierania roślinności. Profesor Stig B. Dalsøren z Ośrodka Międzynarodowych Badań nad Klimatem i Środowiskiem przy Uniwersytecie w Oslo w Norwegii prowadził kilka lat temu badania emisji okrętów morskich. Obliczył on, że w samym tylko roku 2004 statki na świecie spaliły ponad 217 mln ton metrycznych paliwa. Dalsøren wraz ze swoim zespołem wyliczył, że transport morski odpowiada za 10 proc. kwaśnych deszczów na Ziemi. Naukowcy zauważyli ponadto, że kwaśne deszcze występują w miejscach, w których nie prowadzi się produkcji przemysłowej, ale w ich pobliżu przepływają wielkie statki. Te, według naukowców przyczyniają się do występowania niemalże 50 proc. kwaśnych deszczów w tamtych miejscach.
Emitowane przez silniki okrętów tlenki siarki wchodzą również w reakcje z innymi związkami znajdującymi się w powietrzu i tworzą drobny pył, który znamy jako PM. O jego wpływie na zdrowie człowieka i środowisko wielokrotnie pisaliśmy na łamach naszego portalu.
W celu ochrony środowiska naturalnego przed zgubnym wpływem paliw stosowanych w żegludze Międzynarodowa Organizacja Morska wprowadziła w 2005 roku przepisy określające normy emisji SOx i innych szkodliwych związków. Przepisy te zostały zaktualizowane w 2020 roku i zaostrzyły poprzednie normy. Od 1 stycznia 2020 roku jednostka pływająca poza wyznaczonym obszarem kontroli emisji ma limit 0,50 proc. Oznacza to, że obecnie statki muszą stosować paliwo żeglugowe, które zawiera nie więcej niż 0,50 proc. siarki. Przed rokiem 2020 limit ten wynosił nawet 3,5 proc. więc ograniczenie jak widać jest znaczące. Co ciekawe w paliwach przeznaczonych dla samochodów osobowych ilość siarki nie może przekraczać 0,001 proc. Wprowadzenie limitów dla paliw żeglugowych jest o tyle ważne, że podobnie jak transport lotniczy, transport morski ma zasięg globalny. Ograniczenie emisji szkodliwych substancji również będzie miało zasięg globalny i w ten sposób przyczyni się do zmniejszenia degradacji środowiska na całym świecie.
Miejscami, które najbardziej narażone są na zanieczyszczenia emisją tlenków siarki są miasta portowe. Organizacja Transport&Environment wyliczyła w 2019 roku, że kraje takie jak Hiszpania, Włochy, Grecja, Francja i Norwegia, są najbardziej narażone na zanieczyszczenia powietrza tlenkami siarki. Problem ten nie dotyczy wyłącznie miast portowych, ponieważ szacuje się, że około 70 proc. emisji zanieczyszczeń z transportu morskiego dotyczy obszarów oddalonych nawet 400 km od linii brzegowej.
Jak statek spełnia limity emisji SOx?
Każdy okręt, który musi spełnić wyśrubowane rok temu limity emisji tlenków siarki może przede wszystkim zaopatrywać się w paliwo, które ma niższą zawartość SOx. Równocześnie układ paliwowy w silnikach statków i okrętów może być wyposażony w dodatkowe filtry i układy, które oczyszczą spaliny z niepożądanych związków. Inną metodą stosowaną przez właścicieli okrętów jest zasilanie silników produkujących prąd elektryczny gazem ziemnym (LNG), który powoduje nieporównywalnie niższą emisję spalin. LNG jest coraz częściej stosowane przez armatorów z uwagi na swoją niską cenę. Zastosowanie gazu zamiast oleju napędowego w silnikach okrętowych pozwala na:
- zmniejszenie emisji tlenku węgla o ok. 75%,
- zmniejszenie emisji dwutlenku węgla o ok. 20%,
- zmniejszenie emisji tlenków azotu o ok. 80%,
- brak emisji tlenków siarki,
- zmniejszenie emisji cząstek stałych
Pionierem w wykorzystywaniu gazu do tankowania statków jest Norwegia, która posiada rozwiniętą sieć stacji tankowania okrętów. W efekcie każdy statek w Norwegii, który jest zasilany gazem może go zatankować w niemalże każdym porcie tego państwa. Jest to niestety wyjątek, ponieważ na świecie brak jest infrastruktury potrzebnej do tankowania gazowców, co uniemożliwia rozwój tej technologii. Jeśli zależy nam na ograniczeniu emisji spalin z transportu morskiego, to musimy się liczyć z tym, że trzeba ponieść wysokie koszty.
Jako paliwo w silnikach okrętowych można także zastosować oleje roślinne lub estry. Kazimierz Witkowski w swojej pracy „PROBLEMATYKA ZANIECZYSZCZENIA ATMOSFERY PRZEZ STATKI WYKORZYSTYWANE W TRANSPORCIE MORSKIM” zwraca uwagę, że ich wykorzystanie posiada przede wszystkim korzyść ekologiczną. Wyniki badań, które przeprowadził wskazują, że oleje roślinne i estry posiadają inne właściwości niż olej napędowy. Skutkiem ich użycia jest niższa ogólna sprawność silnika, ale ich wielką zaletą jest brak emisji tlenku siarki.
Dodatkowym rozwiązaniem, które w pewien sposób ogranicza emisję tlenków siarki jest nieustanne opracowywanie coraz to nowszych rozwiązań w silnikach wysokoprężnych stosowanych w statkach. W niektórych statkach stosuje się systemy odzyskiwania spalin, co ma zwiększyć sprawność silnika. Niestety spaliny te mają zbyt niską temperaturę, żeby były zauważalnym usprawnieniem. W rezultacie poprawiają wydajność silnika o 2 – 3 proc. więc przydatność względem środowiska również jest niewielka. Konstruktorzy wprowadzają też rozwiązania polepszające proces spalania poprzez zmianę kształtu komory spalania. Dzięki zwiększeniu sprawności silnika potrzebuje on mniej paliwa aby rozpędzić okręt, a mniejsze zapotrzebowanie na paliwo oznacza niższą emisję z jego spalania.
Gigantyczna emisja
Skoro wiemy już jakie paliwo jest stosowane do napędzania okrętów i wiemy jakie substancje to paliwo zawiera to nadszedł najwyższy czas, żeby dowiedzieć się ile konkretnie szkodliwych substancji emitują statki.
W 2019 roku wspomniana wyżej organizacja Transport & Environment wyliczyła, że statki armatora Carnival Corporation pływające wokół Europy wyemitowały w ciągu roku 10 razy więcej tlenków siarki niż 260 mln samochodów jeżdżących po drogach starego kontynentu. Drugi pod względem wielkości armator – Royal Caribbean wyemitował 4 razy więcej siarki niż samochody na kontynencie europejskim.
Znamienne jest to, że ograniczamy emisję tlenków siarki w miastach poprzez wprowadzenie limitów i zakazywanie wjeżdżania do centrów samochodami z silnikami Diesla. Jednocześnie brak jest podobnych działań w miejscach, które są nie mniej narażone na zanieczyszczenia pochodzące z okrętów.
Nie można także zapomnieć o innych substancjach, które emitują silniki statków. Są to tlenki azotu (NOx) oraz dwutlenek węgla. Transport morski ma stosunkowo niewielki udział w emisji tego ostatniego. W roku 2012 wynosił on 2,23 proc. i choć wydaje się to mało, to jak twierdzą autorzy raportu „Monitorowanie emisji dwutlenku węgla w transporcie morskim jako pierwszy krok w kierunku redukcji emisji GHG z żeglugi” – transport morski najdłużej opierał się ograniczeniom emisji CO2.
Ze wszystkich statków, które pływają po naszej planecie największym emitentem dwutlenku węgla są wielkie kontenerowce, a następnie kolejno: masowce, tankowce, drobnikowce, chemikaliowce, gazowce i wycieczkowce.
Mimo procentowego spadku udziału transportu morskiego w emisji CO2 przyszłość nie napawa optymizmem. Autorzy wspomnianego raportu podsumują, że jeśli zapotrzebowanie na transport morski będzie nadal wzrastało, to w 2050 roku emisja dwutlenku węgla przez transport morski może wzrosnąć od 50 do nawet 250 proc.
Energia z lądów
Organizacje ekologiczne proponują wprowadzenie zasady zerowej emisji w portach. Miałoby to polegać na wykorzystywaniu baterii w statkach pływających na niewielkich dystansach – do 400 mil morskich. Innym rozwiązaniem, które proponują jest wykorzystanie wodoru do napędzania statków. Biorąc pod uwagę fakt, że w Europie z powodzeniem testuje się lokomotywy napędzane tym paliwem, to wprowadzenie statków na wodór jest nie tylko zasadne, ale i możliwe. Jeśli jednak mówimy o transporcie, to trzeba brać pod uwagę koszty wykorzystania paliw alternatywnych. Jeśli będą one wyższe niż wykorzystywanie standardowych paliw, to wprowadzenie ekologicznych rozwiązań w transporcie morskim pozostanie w sferze marzeń.
Ciekawe rozwiązanie ograniczające emisję spalin w transporcie morskim zaproponowała niedawno firma Michellin. Inżynierowie zaprezentowali koncepcję statku transportowego wyposażonego w dodatkowe nadmuchujące się żagle. Twórcy zapewniają, że celem ich wynalazku nie jest bynajmniej powrót do statków napędzanych siłą wiatru. Żagle mają się rozwijać i nadmuchiwać podobnie jak skrzydło paralotni – przy sprzyjającym kierunku wiatru i wspomagać pracę silnika.
Nie tylko spaliny
Co ciekawe w raportach o zagrożeniach jakie niesie ze sobą transport morski, które przeczytałem przygotowując tą analizę, znajdywałem wyłącznie opinie o zagrożeniach emisją substancji do atmosfery. Okazuje się, że transport morski odpowiada również za przedostawanie się plastiku do mórz i oceanów.
W latach 2016-2017 naukowcy z Uniwersytetu w Ogdenburgu pobierali próbki z popularnego szlaku handlowego znajdującego się na wodach Zatoki Niemieckiej na Morzu Północnym. Wyniki badań zaskoczyły naukowców, ponieważ okazało się, że „statki zostawiają w wodzie coś w rodzaju ‘śladów poślizgu’, które jako źródło mikroplastiku są tak samo ważne, jak zużycie opon przez samochody na lądzie”. Oceany i morza na świecie są więc zanieczyszczane mikroplastikiem przez statki i ich farby okrętowe zawierające metale ciężkie i składniki przeciwporostowe. Są to substancje stanowiące zagrożenie dla żywych istot zamieszkujących oceany i morza.
Katastrofy i wypadki
Dotychczas pisałem o zagrożeniach transportu morskiego, które są wynikiem działań eksploatacyjnych okrętów. Nie można zapominać o zagrożeniach dla środowiska naturalnego, które również ulega degradacji. Przykładem, na który trzeba zwrócić uwagę są różnego rodzaju wypadki statków. Dochodzi do nich co prawda stosunkowo rzadko, ale jednak wciąż się one pojawiają i ich efektem są wycieki ogromnych ilości paliwa. O zgubnych efektach wypadków wielkich tankowców w wyniku których do oceanu trafiały miliony sześcienne przewożonych przez nie paliw nie trzeba chyba nikomu przypominać.
19 kwietnia 1979 roku około 20 mil morskich od Tobago zderzyły się tankowce „Atlantic Express” oraz „Aegean Captain”. W wyniku kolizji życie straciło 26 osób, a do oceanu przedostało się 287 tys. ton paliwa. Prądy morskie sprawiły, że ogromna plama wraz z tonącym „Atlantic Express” zdryfowała w głąb Oceanu Atlantyckiego.
W maju tego roku informowaliśmy na łamach naszego portalu o katastrofie, która miała miejsce u wybrzeży Sri Lanki. Na okręcie MV X-Press, który przewoził 1486 pojemników z chemikaliami i kosmetykami wybuchł pożar. Statek zatonął, a wszystkie pojemniki razem z nim. Efekt był zatrważający, ponieważ szacuje się, że ze statku wraz z chemikaliami wyciekło około 70 mld niewielkich cząstek plastiku zwanych nurdlami. Wyciekające ze statku substancje spowodowały śmierć przynajmniej 176 żółwi, 20 delfinów i 4 wielorybów.
Skutki wycieków ropy do mórz i oceanów są dla zwierząt i roślin zamieszkujących to środowisko druzgocące. Gdy dochodzi do wycieku ropy skondensowanej, ta tworzy na powierzchni wody niewidoczny „płaszcz” złożony z węglowodorów. Efekty takiego zanieczyszczenia mogą utrzymywać się całymi latami. Jednym z najgroźniejszych skutków jest zaburzenie rozmnażania się zwierząt morskich i zapadanie przez nie na chroniczne choroby.
Jedna z największych katastrof morskich miała miejsce w 1989 roku u wybrzeży Alaski. Tankowiec Exxon Valdez roztrzaskał się o skały próbując ominąć gorę lodową. W wyniku tej katastrofy do wody trafiły dziesiątki tysięcy ton ropy. Naukowcy szacują, że skażenie wody pociągnęło za sobą śmierć około 250 tys. ptaków morskich, 3 tys. wydr, 300 fok i 22 orek. Naukowcy wskazują, że skażony w ten sposób ekosystem będzie potrzebował jeszcze całych dekad, aby wrócić do stanu sprzed katastrofy.
Jak widać transport morski nie jest ekologiczny. Powoduje on nie tylko zanieczyszczenie wynikające ze spalania paliw, ale także skażenie środowiska spowodowane wyciekami paliwa do oceanów, a nawet mikroplastikiem z kadłubów. Czy jednak my – zwykli ludzie możemy zrobić coś, żeby zapobiegać degradacji środowiska naturalnego? W niewielkim stopniu, ale możemy wybierać kupowane towary, które nie pochodzą z eksportu. Transport morski odpowiada za przewożenie 90 proc. towarów na świecie. Wybierając produkty, które nie muszą być transportowane drogą morską możemy przyczynić się do ograniczenia rozwoju tej branży. Jeśli to możliwe, warto także rozważyć rezygnację z bycia pasażerem promów turystycznych jak i statków wycieczkowych i wybranie bardziej ekologicznych środków transportu.
Źródła: gospodarkamorska.pl, cordis.europa.eu, prs.pl