Konteineriniai laivai atlieka svarbų vaidmenį pasaulinėje prekyboje, nes jais per vandenynus gabenami didžiuliai prekių kiekiai. Šių laivų sunaudojamo kuro sąnaudos ir kuro rūšis yra svarbus veiksnys, turintis įtakos transporto kainai ir jo poveikiui aplinkai.
Konteinervežių degalų sąnaudos labai skiriasi ir priklauso nuo keleto veiksnių, pavyzdžiui, laivo dydžio, reiso greičio, oro sąlygų ir maršruto. Didžiausi konteineriniai laivai, galintys gabenti daugiau kaip 20 000 TEU (dvidešimties pėdų ekvivalento vienetų), visiškai pakrauti sunaudoja apie 250 tonų degalų per dieną.
Istoriškai konteineriniai laivai buvo varomi sunkiuoju mazutu (HFO) - pigiu, bet labai taršiu kuru. Tačiau pastaraisiais metais labai pasikeitė taisyklės, kuriomis ribojamas sieros ir kitų kenksmingų medžiagų išmetimas. Nuo 2020 m. Sunkusis mazutas (HFO), dar vadinamas likutiniu mazutu, yra pagrindinė energetikos pramonės sudedamoji dalis. Ši nafta gaunama distiliuojant žalią naftą ir lieka kaip vienas iš paskutinių produktų po to, kai iš jos atskiriamos lengvesnės frakcijos, pavyzdžiui, benzinas ir dyzelinas. Sunkiajam mazutui būdinga didelė klampa ir didelis sieros kiekis. Jo cheminę sudėtį sudaro sudėtingas angliavandenilių mišinys, suteikiantis didelę energetinę vertę. Alyvos klampumas yra pagrindinis parametras, turintis įtakos jos pumpavimui ir išpurškimui. Sunkusis mazutas daugiausia naudojamas elektrinėse ir laivų varikliuose, kur jis yra stabilus ir ilgalaikis energijos šaltinis. Pramoniniuose katiluose jis naudojamas garams, kurie varo turbinas ir gamina elektros energiją, gaminti. Tačiau naudojant mazutą susiduriama su aplinkosaugos problemomis. Dėl didelio sieros kiekio į aplinką išmetamas sieros dioksidas, dėl kurio gali susidaryti rūgštūs lietūs ir daryti neigiamą poveikį aplinkai. Vis griežtėja sieros kiekio degaluose taisyklės, ypač tokiose taršai jautriose teritorijose kaip Arktis. Tarptautinė jūrų organizacija (TJO) patvirtino priemones, kuriomis siekiama apriboti laivybos sektoriuje išmetamą sieros kiekį, todėl pramonė priversta prisitaikyti prie naujų standartų.
Nors mazutas tebėra dominuojantis kuras daugelyje pramonės sričių, vis daugiau dėmesio skiriant tvarumui ir aplinkos apsaugai, atliekami moksliniai tyrimai ir kuriamos alternatyvos. Didėjant spaudimui mažinti išmetamųjų teršalų kiekį ir saugoti aplinką, daugelis laivybos bendrovių pradėjo ieškoti alternatyvių degalų. Viena perspektyviausių - suskystintos gamtinės dujos (SGD), kurios, palyginti su tradiciniais degalais, išmeta mažiau anglies dioksido, azoto oksidų ir kietųjų dalelių. Kitos perspektyvios galimybės yra biodegalai ir metanolis, kuriuos galima gaminti iš atsinaujinančių šaltinių ir kurie gali gerokai sumažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą. Be degalų keitimo, laivybos pramonė taip pat daug dėmesio skiria laivų energijos vartojimo efektyvumo didinimui. Šiuolaikiniai konteineriniai laivai projektuojami daug dėmesio skiriant aerodinamikai ir hidrodinamikai, todėl mažėja vandens ir oro pasipriešinimas, o kartu ir degalų sąnaudos. Skaitmeninės technologijos ir automatizavimas taip pat padeda efektyviau valdyti degalus.
Darbe aprašomas vienas Ro-Pax tipo laivas, tai keltas „Kaunas Seaways“, pastatytas 1989m. Vokietijoje „Vismon“ gamykloje, prirašymo uostas Klaipėda. 1991 metais Kaunas yra įrašytas Gineso rekordų knygą, kaip vienas didžiausių „DFDS SEAWAYS keltų, kuris gali gabenti traukinių vagonus. 1994m. įvyko laivo rekonstrukcija, kurio metu buvo padidintas antstatas. Keltas aptarnauja linija Sassnitz - Klaipėda. Keltas plaukioja Baltijos jūros regione (A1;A2). Turi ledo klasę (1B), todėl taip pat gali aptarnauti Klaipėda - Sassnitz - Ust Luga linijas. Gabena krovinius ir gali pervežti 262 keleivius. Eksploatacinis laivo greitis 16.5 mazgo, ilgis 190.9m ir 28m pločio, 4 pagrindinių variklių. SKL MOTOREN- tipo, tronkinis, keturtaktis, vidutinės eigos (Cm = 8m/s), vidutinių apsisukimų 350.
Keltas „Kaunas Seaways“ pagrinde naudojasi paprastosios linijinės laivybos schema, tai plaukiojimas tarp dviejų konkrečių uostų pagal oficialų laivų išplaukimo iš uostų grafiką. Norint išlaikyti tikslų laivų plaukiojimo grafiką, dažnai pasirašomos dvišalės sutartys, tarp abiejų uostų administracijų. Šiose sutartyse svarbiausia numatyti laivo įplaukimo ir krovos darbų sąlygos, bei procedūras uostuose. Laiko atžvilgiu svarbiausia tai, kad kroviniai iš laivo būtų iškraunami į terminalą iš karto, o visos muitinės bei pasienio procedūros būtų vykdomos terminale, o ne laive. Taip laivas galės vykdyti krovinių pakrovimą ir keleivių įsodinimo operacijas, taip laikas bus sutaupomas ir operatyviau vyks darbai. Šioje schemoje svarbiausia laikas, todėl paprastojoje laivyboje svarbu laikytis laivų plaukimo tvarkaraščio, todėl iš anksto turi būti sudaryti itin tikslūs visų laiko sąnaudų schema.
Kaip jau minėta, paprastojoje linijinėje laivyboje svarbus elementas yra linijinių laivų plaukimo grafikas, o grafikui svarbus laikas. Vienas iš laiko optimizavimo būdų gali būti įplaukimo į uostus laikas. Šis laikas labai svarbus, kadangi jis daro įtaką procedūrų klusimams, tai yra krovinių dokumentų sutvarkymui, bei keleivių patogumui požiūriu. Visuomet kyla nepatogumų, kai laivas atplaukia į uostą arba išplaukia iš uosto naktį, kai neveikia įprastos įstaigos, apribota visuomeninio transporto veikla ir panašiai. Planuojant linijinių laivų įplaukimą į uostus grafikus, tenka atsižvelgti į patogų laiką keleiviams ir krovinių vežėjams. Geriausia kada laivas atplaukia į uostą ryte, o išplaukia vakare, tuomet atplaukią keleiviai ir krovinių vežėjai turi galimybę iš karto tvarkytis būtinus darbus, kadangi veikia visos įstaigos. Linijinių laivų išplaukimas iš uosto vakare, po oficialių darbo valandų, yra patogus tuo, kad krovinių vežėjai, atvykę į uostus, gali tvarkyti formalumus, o keleiviai spręsti savo klausimus ir po darbo dienos atvykti į linijinį laivą.
Planuojant laivų plaukimo greitį laivybos linijoje būtina įvertinti:
- plaukti tarp uostų tik nakties metu, žinoma jeigu leidžia plaukimo nuotolis;
- nuplaukti per parą ar pusantros paros, kad išplaukus vakare atplaukti ryte;
- esant konkrečiam plaukimo nuotoliui, pasirinkti tarpinį variantą, bet kad jis tenkintų bent kai kuriuos elementus.
Kai kuriais atvejai yra naudinga plaukti mažu greičiu, ypač kai vežami turistai, kurių nemaža dalis plaukia laivu pramogai. Taigi laivo atplaukimo į uostą laiko atžvilgiu, parenkami linijinio laivo greitį, būtina įvertinti:
- optimalų laivo atplaukimo į uostą laiką;
- kitus galimus veiksnius konkrečiomis sąlygomis.
Optimalus laivo greitis laivo įplaukimo į uostą laiko atžvilgiu gali daryti didelę įtaką laivybos linijos veiklos sąlygoms, todėl šis elementas turi būti visapusiškai ištirtas ir įvertintas. Analizuojant laivo greičio poveikį laivo ekonomiškumo atžvilgiu, būtina įsivertinti pajamas ir išlaidas, kurios susidaro laivo reiso metu.
Pajamos už gabenamą bagažą ir paštą; Pajamos už krovinių, keleivių ir bagažo gabenimą paprastai tiesiogiai priklauso nuo laivo greičio. Kuo greičiau nuvežami kroviniai, keleiviai ir bagažas, tuo yra naudingiau. Kuro sąnaudų atžvilgiu yra nenaudinga plaukti maksimaliu greičiu, bet kartu ir nenaudinga plaukti per lėtai. Plaukimas lėtai arba greitai yra tiesiogiai išreiškiamas esant laive vienam pagrindiniam varikliui, o esant keliems pagrindiniams varikliams, taip kaip keltui „Kaunas Seaways“ keturiems varikliams, galimos įvairios kombinacijos. Bet visais atvejais greitis, mažesnis kaip 50-60 % nuo viso greičio, kuro sunaudojimo atžvilgiu ir bendrų eksploatacijos sąnaudų atžvilgiu yra nenaudinga. Išlaidos įgulai išlaikyti praktiškai nepriklauso nuo laivo greičio, todėl jas galima priimti pastovias laivo greičio atžvilgiu. Laivo restorano išlaidos didėja, didėjant laivo plaukimo laikui, tačiau visais atvejais kiekviena įtaka turi būti įvertinama atskirai. Papildomos išlaidos, susijusios su krovinio tvirtinimu ir priežiūra reiso metu, priklauso nuo laivo greičio, kadangi daugelių atvejų didėjant laivo greičiui, didėja inercinės jėgos, veikiančios krovinius laive, todėl didėja išlaidos kroviniui tvirtinti ir prižiūrėti. Papildomos išlaidos, susijusios su keleivių aptarnavimu reiso metu, yra atvirkščiai proporcingos laivo greičiui, kuo didesnis laivo greitis tuo sąlyginai mažiau laiko keleiviai būna laive, o kartu mažiau sunaudoja vandens bei kitų medžiagų, todėl mažėja ir papildomos išlaidos jų aptarnavimui, bet šios išlaidos kompensuojamos papildomomis restorano pajamomis. Kitos papildomos išlaidos, tokios kaip papildoma laivo apžiūra, mechanizmų profilaktika bei remontas, praktiškai yra nesusijusios su laivo greičiu reiso metu. Būtina įvertinti visus galimus laivo greičio poveikius laivybos linijos laivų ekonomiškumui, norint maksimaliai patenkinti būtinus laivybos linijos poreikius ir gavus bendrą poveikį priimti galutinį sprendimą, visų pirmą atsižvelgiant į laivybos linijos prioritetus.
Kaip jau žinome linijiniai laivybai labai svarbu plaukti pagal paskelbtą grafiką, todėl turi būti aiškiai reglamentuoti linijinių laivų santykiai su uostu, uosto administracija ir terminalais, kuriuose yra aptarnaujami laivai. Laivų įplaukimo į uostus ir išplaukimo iš jų optimizavimas yra susiję su keliais pagrindiniais veiksniais:
- uostų administracijų apribojimais, susijusiais su vietinėmis plaukiojimo taisyklėmis;
- terminalų apkrovimu ir galimais laivų „kamščiais“;
- laivo įplaukimo ir išplaukimo įforminimo procedūromis;
- krovinių ir keleivių įforminimo procedūromis.
Uostų administracijų apribojimai, susiję su vietinėmis plaukiojimo taisyklėmis, svarbūs linijiniams laivams tuo atveju, jeigu terminalai yra išsidėstę uosto gilumoje, o laivų greitis uoste yra ženkliai apribotas. Tuo atveju visi laivai, taip pat ir linijiniai, privalo vykdyti uosto laivybos taisyklių reikalavimus ir jų plaukimo greitis negali būti didesnis, negu to reikalauja uosto laivybos taisyklės. Laivo įplaukimo į uostą ir išplaukimo iš jo eiliškumas yra labai svarbūs tuose uostuose, kuriuose yra vienpusis judėjimas, ypač jeigu įplaukos kanalai yra ilgi. Linijinių laivų įplaukimo į uostą ir išplaukimo iš jo optimizavimas yra susijęs su iš anksto tikslei suderintu visų linijinių laivų plaukimo grafiku. Linijiniai laivai turi būti įleidžiami į uostą tuoj pat, nelaukdami išoriniame reide, o baigę krovos operacijas - tuoj pat išleidžiami iš uosto. Daugelis uostų nėra perkrauti, todėl visuomet yra galimybė suderinti linijinių laivų įplaukimo į uostus ir išplaukimo iš jų grafikus. Bet uostai nėra beribiai, todėl labai svarbu nustatyti maksimaliai galimą vidutinį įplaukiančių laivų skaičių, kurį gali priimti uostas, nesudarant „kamščių‘Terminalų apkrovimo tolygumas linijinių laivų atžvilgiu yra labai savrbus, nes jeigų laivai bus priversti laukti dėl terminalų perkrovimų, linijinių laivų operatoriai visuomet ieškos alternatyvų. Stovėti reide, reiškias išeikvoti didesnes kuro sąnaudas.
Laivų įplaukimo ir išplaukimo laikui taip pat svarbus procedūrų įforminimo laikas, o procedūrų iforminimas priklauso nuo šalyje galiojančių įstatymų bazės bei konkretaus uosto tradicijų. Linijinių laivų iforminimo procedūras stengiamasi daryti paprastesnias, kadangi dažniausiai linijinių krovinių dokumentai yra tvarkomi kroviniui esant terminale, todėl laivo laiką galima gana tiksliai planuoti. Pagrindinės laivo įforminimo uoste procedūros yra: Daugelyje uostų laivų įforminimo procedūros atliekamos kartu su laivo krovos darbais arba procedūros yra maksimaliai supaprastintos, todėl sugaištama minimaliai laiko. Planuojant linijinių laivų atplaukimo į uostus ir išplaukimo iš jų procedūrų įforminimo laiką, jei procedūros ypač supaprastintos, būtina remtis konkretaus uosto laivybos taisyklėmis arba kitais galiojančiais dokumentais, bet kartu reikia planuoti minimalų papildomą laiką, kad iškilus nenumatytiems atvejams nereikėtų ieškoti būdų nenukrypti nuo laivo plaukimo grafiko specialiai didinant laivo greitį, nes tai didina laivo kuro sąnaudas. Jeigu laivas plaukia suderintu jam patogiu laiku (ryte), jis neplaukia visu greičiu, tai papildomas laikas laivo įforminimo procedūroms specialiai neplanuojamas. Krovinių ir keleivių įforminimas turi būti įvertinamas tuo atveju, jeigu tai atliekama keleiviams ir kroviniui esant laive. Tuo atveju būtina planuoti papildomą laiką remiantis deklaracijų pildymo laiku, pasienio tarnybų ir muitinės vieno keleivio tikrinimo laikui. Taigi laivo įplaukimo į uostą ir išplaukimo iš jo optimizavimas atliekamas tiksliai suderinus uosto ir linijinio laivo technines, organizacinias ir juridines galimybes.
Laivo modelis "Medžiotojas" Kas pakuotėje?
Pagal išsikeltas užduotis išanalizuosime šių trijų maršrutų kuro sąnaudas kai keltas pakrautas ir ar galimas optimalus greičio parinkimas įtakoti kuro sąnaudas. Analizuojant užduotis, mes reiso metu į kuro sąnaudas įskaičiuojame sunaudotą kurą laivui plaukiant ir jam stovint uoste. „Kaunas Seways“ kelto varikliai dyzeliniai, esant vidutiniam greičiui, mazuto sąnaudos per dieną svyruoja nuo 38 iki 42 tonų, priklausomai nuo laivo greičio ir oro sąlygų. Dirbant minimaliomis apsukomis, kai laivas stovi uoste, sunaudoja 2 tonas mazuto per dieną. Tai yra minimalus laivo reisui reikalingas kuro kiekis. Į užduotį neįtrauksime galimų nenumatytų aplinkybių reiso metu (hidrometeorologinės sąlygos, avarijos, nukrypimai nuo maršruto, vėlavimas pagal grafiką, ilgesnis stovėjimas reide ir uostose), nes realiai sunaudojamas kuro kiekis tokiomis aplinkybėmis būti didesnis nei pagal pasirinktą užduotį kuro sunaudojamą per reisą 40 t. Tad ir oro sąlygos užduoties reiso metu bus palankios ir kelionei ir laivo greičiui įtakos neturėjo. Dyzelinis kuras yra panaudojamas pagalbiniams garo katilams ir generatoriams paleisti. Kiti dyzelinio kuro panaudojimai susije su remontiniais darbais, todėl nagrinėjant užduotis dyzelino kuro sąnaudų neįskaičiuosime.
Kuro kaina labai svarbi, kadangi daugiausia nuo jos priklauso ar reisas klientams bus patrauklus, nes kuro sąnaudos įsiskaičiuoja į kaina. Kuro kainos kinta pagal pasaulinės naftos kainą, todėl yra sunku numatyti išlaidas. AB „DFDS Group“ nusprendžia kuriame uoste keltą užpildyti kuru. Įmonė apsiskaičiuoja kaip naudingiau, nes nuo to priklauso ir kuro kaina ir kiek to kuro sunaudojama per reisą. Jei tankai bus pilnai pripilti mazuto, kelto kuro sąnaudos taip pat didėja. Todėl apsiskaičiavus kuro sąnaudas žinosim optimaliausią kiekį kurį reikia užpildyti tankus, kad keltas pasiektu tikslą pagal numatytą grafiką. Naftos kompanijos pateikia įvairias kuro rūšių kainas, kurias turi kiekviename uoste esantys agentai.
Išlaidos kurui susidaro laivui plaukiant ir jis mažai skiriasi pagal tai, ar laivas plaukia pakrautas kroviniais, ar balastu. Keltas sunaudoja kurą ne tik varomajai jėgai sukurti, bet taip pat ir elektros energijai, reikalingai laivo įrengimų darbui, gaminti. Elektros generatoriams kuras naudojamas, kai laivas stovi uoste. Sąnaudos kurui priklauso nuo kuro suvartojimo lygio, o tai priklauso nuo variklių tipų ir kelto plaukimo greičio. Esant aukštoms naftos kainoms pasaulinėje rinkoje, kuro išlaidos tampa labai svarbios jūrų transporto išlaidoms. Šiuolaikiniai laivų dyzeliniai varikliai sunaudoja mažiau kuro ir yra ekonomiškesni nei varikliai, naudojantys kietą kurą. Todėl AB“DFDS Group“, kuri turi mazutą naudojančius keltus, svarbu mažinti išlaidas kurui, kad būtų patraukli klientams.
Pagal eigos variklio modėliavimo duomenis apskaičiuojamas eigos variklių valandinis kuro sunaudojimas jam dirbant kiekvienu standartiniu režimu kuro. Kaip matome iš diagramos kuro daugiausia sunaudojama vykstant į Kyli. Tai suprantama, kadangi atstumas didesnis nei kitų dviejų maršrutų. Kuro kainos dažnai kinta dėl rinkų svyravimų, todėl numatyti tikslę kuro sąnaudų išlaidas pusmečiui, kad nustatyti stabilias bilietų kainas, neįmanoma.
Iš atliktų skaičiavimų matome, kad laivą ekonomiškiausia eksploatuoti optimaliu greičiu, tačiau atsižvelgiant į laivo paskirtį, krovinių kiekį ir įvertinus pelną, optimalus laivo greitis būtų apie 16-17 jm/h, bet augant rinkai keltų greitis jau siekia 19-22 jm/h. Laivybos kompanija nuolatos stebi rinką ir esant paklausai atidaro naujus maršrutus ir koreguoja esamus.
Norint sumažinti kuro sąnaudas turime plaukti optimaliu greičiu, taip pat kad gauti didesnį pelną turime sumažinti ir racionalizuoti išlaidas, tai yra:
- Naudoti naujesnės technologijos variklius ir sistemas, kuriems eksploatuoti naudojamas mažesnis kuro kiekis ir tenkina aplinkos saugos reikalavimus;
- Naudoti keltą pakrauta ne mažiau kaip 60 % bendro laivo dedveito;
- Siekti palankesnių tarifų ir aptarnavimo kaštų.
Palyginus 2008 ir 2009 metų įmonės santykinius rodiklius, galima įvertinti ir apibendrinti įmonės veiklą, nujausti artėjančius finansinius sunkumus bei prognozuoti ir planuoti tolimesnius įmonės veiksmus. Įmonės turto analizės metu turto būklė įvertinta teigiamai. Įmonė finansiniais metais pateikė pelningesnius bei įmonei naudingesnius rodiklius, leidžiančius tiekėjams pasitikėti įmonės stabilumu.
Variklio degalų sąnaudos gali būti vertinamos, remiantis valandiniais arba specifiniais (lyginamaisiais) rodikliais. Valandinės degalų sąnaudos parodo, kiek degalų sunaudojama per laiko vienetą (kg/val.; l/val.; l/s). Specifinės degalų sąnaudos parodo, kiek degalų variklis sunaudoja darbo vienetui (kWh) atlikti. Jos matuojamos g/kWh. Visiškai apkrauto variklio degalų sąnaudų charakteristikos pateiktos paveikslėlyje. Ekonomiško variklio specifinių degalų sąnaudų kreivė būna lėkšta (mėlyna spalva). Minimalios degalų sąnaudos išlieka pakankamai plačiame sūkių dažnio diapazone (nuo 1 400 iki 1 900 min-1). Esant vardiniam sūkių dažniui, jos padidėja net iki 250 g/kWh. Tokius degalų sąnaudų rodiklius pateikia traktorių gamintojai, dažnai akcentuodami minimalias kuro sąnaudas, kurios gaunamos tik palyginti siaurame sūkių dažnio diapazone ir varikliui dirbant visiškai apkrautam, kas praktiškai būna retai. Didesnę praktinę reikšmę turi specifinės degalų sąnaudos, esant iš dalies apkrautam varikliui. Tokia informacija pateikiama universaliojoje charakteristikoje, kuri gaunama variklio (traktoriaus) stendinių bandymų metu. Nustačius norimą variklio sūkių dažnį, keičiama variklio apkrova ir matuojamos degalų sąnaudos. Tokiais testais nustatomos degalų sąnaudos, varikliui veikiant visais galimais darbo režimais. Charakteristikoje skaičiais pažymėtos tam tikros būdingos zonos, kuriose variklis dirba vykdydamas technologines operacijas. Nuo 1 iki 4 taško variklis dirba visiškai apkrautas, tačiau tokio pobūdžio darbai praktiškai sudaro tik apie 30-35 proc. viso darbo laiko. Penktojoje ir šeštojoje zonose variklis dirba tik iš dalies apkrautas, kuomet sūkiai ir sukimo momentas išnaudojami mažiau negu 60 proc. Kuo mažesnis sukimo momento išnaudojimo laipsnis, tuo didesnės specifinės ir tuo pačiu valandinės degalų sąnaudos (5 zonoje specifinės degalų sąnaudos jau siekia 235 g/kWh).