BİODİZEL

Dr.Mehmet KAYA

    Bu sayımızda, Erzurum Atatürk Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Kimya Mühendisliği Bölümünden, Yrd. Doç. Dr. Hakan TEMUR’un
    “Biodizel” hakkında yapmış derlemesine yer vermek istiyorum.

    Biodizel kullanımından elde edilen faydalar kullanım kolaylığı, dışa enerji bağımlılığının azaltılması biyolojik olarak kolay bozulabilirlik, toksik etkilerin oluşmaması,kükürt ve aromatikler gibi egzoz emisyonlarındaki iyileşmeleridir

    Biodizelin Petrodizelle Harmanlanması

    Biodizel, saf olarak ya da petrodizelle herhangi bir oranda karıştırılarak kullanılabilir. B5, %5 biodizel ve % 95 petrodizel karışımıdır ve performansda gelişmeler, daha iyi yağlama özellikleri ve bazı emisyon düşüşleri göstermiştir. % 20 Biodizel ve % 80 petrodizel karışımının (B20) maliyetteki çok küçük artışın yanında önemli çevresel faydalara sahip olduğu gözlenmiştir.

    Niçin Biodizel Kullanmalı?

    Biodizel kullanımının en önemli yararı bu temiz yakıtın üretilen emisyonları önemli derecede azaltmış olmasıdır. Bütün bu emisyon faydaları, burada, Türkiye’de üretilen tamamıyla yenilenebilir bir enerji kaynağından elde edilmektedir

    • Biodizel karbondioksit egzoz emisyonunu % 80’e kadar azaltır.

    • Biodizelpetrol esaslı dizelden %100 daha az kükürtdioksit üretir ve kükürtdioksit asit yağmurlarının en önemli bileşenidir.

    • Biodizel egzoz dumanı (partiküller) emisyonunu % 75’e kadar azaltır ve böylece dizel motorlarda görmeye alışık olduğumuz siyah duman ortadan kalkar.

    • Biodizelin egzoz kokusu petrol dizelininkinden çok daha güzeldir. Eğer biodizel atık bitkisel yağlardan yapılmış ise bazen patlamış mısır gibi yada gözleme gibi kokabilir.

    • Biodizelin kokusu da dizelin kokusundan daha güzeldir.

    • Biodizelin kullanımı daha kolaydır ve elle teması cilde herhangi bir zarar vermez.

    • Biodizel yakıtın aracın yakıt tankına konulması, petrodizele göre (yaklaşık 80 oC) daha yüksek alevlenme noktasından dolayı daha güvenlidir.

    • Biodizelin tabiatta bozunabilirliği, dizelinkine göre dört kat daha hızlıdır. Çoğu zaman dökülen biodizel örneği 28 gün içerisinde parçalanır.

    • Biodizel petrodizele göre önemli oranda daha iyi yağlama sağlar ve böylece motorun ömrü uzar ve doğru katkıların ilavesiyle motor performansı iyileşir.

    • Biodizel klasik dizel motorunun “vuruntu” gürültüsünü azaltır.

    • Biodizel mevcut depolama altyapısında herhangi bir değişiklik gerektirmez. Her türlü tank yada depolama değişikliğine gerek kalmaksızın derhal kullanılabilir.

    • Biodizel mevcut dizel ile B5 veya B20 gibi değişik oranlarda karıştırılabilir.

    • Bir dizel motorunda biodizel kullanmak için herhangi bir değişiklik yapmaya gerek yoktur.


    Alternatif Yakıt Performansı

    Biodizelin tüketiciler tarafından vurgulanan en önemli özelliği petrol dizeli ile aynı çalışma performansına sahip olmasıdır. Biodizel, petrodizele çok yakın bir enerji içeriğine sahiptir ve bu yüzden bu alternatif yakıt kullanıldığında araç performansında herhangi bir ayara gerek yoktur. Petrol dizeli ile % 5 civarındaki oranlarda harmanlanmış biodizeli kullanarak gerçekte motor performansını ve doğru katkıların ilavesiyle aracın kilometre kapasitesini artırmak mümkündür.

    Altyapı

    Alternatif, yenilenebilir bir yakıt olarak biodizelin avantajı petrodizel için kullanılan standart depolama ve kullanma yöntemlerinin biodizel için de kullanılabilir olmasıdır. Biodizelin petrodizel ile harmanlanıp kullanılması depolama tanklarında yada araçlarda herhangi bir probleme sebep olmamaktadır. Alternatif yakıt kullanımındaki en büyük engellerden birisi bu yakıtların yeni depolama birimlerine ve araçlarda bazı değişikliklere gerek duyulmasıdır. Sıkıştırılmış doğal gaz (CNL), sıvılaştırılmış doğal gaz (LNG) ve diğer birçok alternatif yakıtlardan yararlanabilmek için bazı özel altyapıların tesisini gerekirken biodizel için böyle bir sorun yoktur

    Biyolojik Bozunabilirlik

    Biodizel, çevre bilincine sahip tüketiciler için onu tercih edilen bir yakıt yapan çok iyi bozunabilme özelliklerine sahiptir. Idaho Üniversitesinde yapılan çalışmalarda biodizelin sulu bir çözeltideki bozunabilirliği dizel yakıtı ve dekstroz (bir çeşit şeker) ile karşılaştırılmıştır. Biodizel örnekleri şekerden daha çabuk ve 28 günde % 95’i bozunacak şekilde biyolojik olarak bozunurken bu 28 günlük test süresi içerisinde petrol esaslı dizel yakıtın sadece % 28’i bozunmaya uğramıştır. Biodizelin normal dizelle harmanlanmasından elde edilen karışımlarda da karışık yakıtın bozunma hızı artmıştır. Mesela %20 biodizel ve % 80 dizel karışımı (B20) petrodizelden iki kat daha hızlı bozunmuştur.

    Alevlenme (Parlama) Noktası

    Biodizel ve hatta biodizelle hamanlanmış petrol dizeli depolama, işleme ve kullanma açısından normal dizelden daha güvenlidir. Biodizel o kadar emniyetlidir ki biri yanmakta olan bir kibriti biodizelle dolu bir kovaya atsa dahi biodizel tutuşmaz. Bu sadece petrol istasyonlarını ve tankerlerini değil, bunların yanında biodizelle çalışan bir aracı bir kaza anında veya herhangi bir patlama tehlikesine karşı daha güvenli yapacaktır. Biodizelin alevlenme noktası 450 oC civarındadır ki bu değer ise bir petrol dizelinin alevlenme noktasından 70 0C civarında daha yüksektir (Bir yakıtın alevlenme noktası bu yakıtın buharının havanın oksijeni ile bir kıvılcım yada aleve maruz kaldığında tutuşabileceği sıcaklık olarak tanımlanır).


    Yağlama Özelliği

    Biodizel mükemmel bir yağlama vasıtasıdır. Yapılan laboratuar testleri biodizelin petrol dizeline göre % 1 gibi küçük oranlardaki karışımlarda bile çok önemli yağlama özelliklerine sahip olduğunu göstermiştir. Bir dizel yakıtta kükürt varsa bu yakıt motorda yandığında egzozdan siyah bir duman ve yüksek miktarlarda emisyon gazları çıkar. Petrol esaslı dizel yakıtlardaki kükürt oranı dizel motorlu araçlardan yayılan partikül madde emisyonunu azaltmak amacıyla yasalarla sınırlandırılmıştır. Çok düşük kükürt içeriğinin ise enjektör pompalarında erken aşınmaya yol açtığı tespit edilmiştir. Bu sebeple pompa üreticileri bu aşınmayı azaltmak için yakıtlara yağlayıcı katkı maddelerinin ilave edilmesini tavsiye etmeye başlamışlardır. Kükürdü uzaklaştırmak için uygulanan rafineri işlemleri sadece kükürt içeriğini azaltmamakta bunun yanında az miktarlardaki bazı polar safsızlıkları da uzaklaştırmaktadır. Hem organik-kükürtlü bileşikler, hem de polar safsızlıklar dizel yakıta yakıt olarak gerekli olan tabii yağlama özelliklerini veren bileşenlerdir. Dizel yakıttaki kükürt içeriği yasalarla giderek daha da azaltılmaktadır. Fransa’da Ultra Düşük Kükürt İçerikli Dizel yakıta düşük kükürt içeriğinden kaynaklanan aşınma problemini çözmek için bir miktar biodizel ilavesi zorunlu tutulmaktadır.

    Emisyon Düşüşleri

    Biodizelin klasik bir dizel motorunda kullanımı yanmamış hidrokarbonlar, karbon monoksit ve partikül madde miktarlarında önemli düşüşler sağlamıştır. Azot oksitler motorun iş çevrimine ve çalışılan test metotlarına göre çok az artma yada azalma göstermiştir. Klasik dizel motorlarındaki partikül madde emisyonları genel olarak üç bileşene ayrılır ve bu her bir bileşen egzoz borusundan çıkan siyah dumandan farklı derecelerde sorumludurlar. Birinci bileşen görülen dumanla en çok ilişkisi olan karbonlu maddedir. Bu madde dizelin yanma işlemi sırasında oluşan mikrondan daha küçük boyutlardaki bir maddedir. Bu madde özellikle yakıt-hava karışımı zengin ise daha çok oluşur. Mesela tam ivmelenme, maksimum güç yada ilk çalışma sırasında.

    İkinci bileşen çoğunlukla çözünebilir fraksiyon olarak adlandırılan karbon tanecikleri üzerine absorbe edilen hidrokarbon maddedir. Bu maddenin bir kısmı da yakıtın tam yanmamasından ve piston yağ segmanlarından geçen yağlama yağından oluşan bir kalıntıdan kaynaklanır. Üçüncü partikül madde bileşeni ise sülfatlar ve bağlı sudan ibarettir.

    Biodizel kullanımı, biodizelde bulunan ilave oksijenin daha tam bir yanmayı sağlamasından dolayı partikül maddedeki katı karbon oranını azaltmaktadır. Biodizel ayrıca petrol esaslı dizelin sebep olduğu ve asit yağmurlarının en önemli bileşeni olan sülfat problemini de (kükürt dioksit) ortadan kaldırmaktadır, çünkü biodizel hiç kükürt içermemektedir. Kirleticilerin ve karbonun tüm seviyelerini düşürmenin yanı sıra biodizelin ve petrol esaslı dizelin egzoz muhtevaları da farklıdır. Shoutwest Research Institute adlı araştırma enstitüsü tarafından yapılan bazı bilimsel çalışmalar biodizel egzoz muhtevasının insan sağlığı açısından petrol esaslı dizelden daha az zararlı olduğunu göstermiştir. Biodizel emisyonları, bütün büyük polisiklik aromatik hidrokarbonların (PAH) ve nitratlı (PAH) bileşiklerinin tüm seviyeleri % 75-85 kadar azaltmıştır.

    Biodizelin Emisyon Düşüşü Açısından Faydaları

    Biodizel zehirli değildir ve insana çok az zararı vardır, hatta hiç yok da denilebilir. Biodizelle çalışan araçlar çevreye daha az kükürt dioksit (SO2), partikül madde (is), karbondioksit (CO2), ağır hidrokarbonlar (HC) ve poliskli aromatik hidrokarbonlar (PAH) yayarlar. Biodizel kükürt içermediğinden asit yağmurlarına yol açan kükürt dioksit emisyonunu artırmaz. Testler biodizelden açığa çıkan partikül maddenin kansere sebep olma potansiyelinin dizelden ortaya çıkandan % 94 daha az olduğunu göstermiştir.

    Biodizel kullanımında problemler var mıdır?

    Biodizel herhangi bir dizel motorunda bazen çok az bir değişiklik yaparak bazen de hiçbir değişikliğe gerek kalmaksızın kullanılabilir. Saf biodizel (B100), daha önceden kullanılmış olan petrol dizelinden tankın duvarlarına yada borulara çökerek kalmış olan birikintileri çözebilecek bir çözücü etkisine sahiptir. Yüksek oranlarda biodizel içeren biodizel karışımları başlangıçta filtreleri tıkayabilir ve bu yüzden petrol birikintileri tamamen uzaklaştırılıncaya kadar yakıt filtrelerini değiştirmek için önceden tedbir alınmalıdır. Bu sorun %20’lik biodizelde daha az görülür ve B2’den daha az harmanlarda filtrelerin tıkandığına dair herhangi bir veri mevcut değildir. Genelde saf olarak kullanılan biodizel bazı elastomer tiplerini ve doğal lastik bileşiklerini uzun zaman içerisinde yumuşatabilir veya bozundurabilir. Yüksek biodizel oranları içeren harmanların kullanılması -bu etki biodizel oranı düştükçe azalmakla birlikte- biodizele uyumlu olmayan elastomer bileşikleri içeren yakıt sistemlerini etkileyebilir. (Özellikle yakıt hortumları ve pompa kapaklarını). B20 kullanıldığında conta veya hortumlarda herhangi bir değişikliğe gerekli olmadığı tecrübe edilmiştir.

    Günümüz şartlarında üretilen yakıtların çoğu altı ay içerisinde tüketilir ve çoğu petrol şirketleri petrol dizelini altı aydan daha uzun süre depolamayı tavsiye etmezler. Bu günkü endüstrinin tavsiyesi de biodizelin altı ay içerisinde tüketilmesi, aksi halde altıncı aydan sonra standartlara uygunluğunun yeniden test edilmesi yönündedir. Daha uzun depolama süresi yakıt bileşimine ve depolama ömrünü uzatmak için eklenecek katkılara bağlıdır.