Bitkisel Yakıtlarla Çalışan Motorlar, Bitkisel Yakıtların Özellikleri, Avantajları ve Dezavantajları

[Güven Ş.]

1. BİTKİSEL YAKITLARLA ÇALIŞAN MOTORLAR

Dizel motorlarda yakıt olarak kullanılan ve yenilenebilir biyolojik maddelerden üretilen yakıtlar  iodizel veya biomotorin olarak adlandırılmaktadır. Benzinli araçlar içinde biyolojik yakıtlar üretilmesine rağmen dizel motorlarda sıkıştırma oranının yüksek olması sebebiyle daha iyi sonuçlar ve yanma performansı elde edilmektedir.

1.1. Motorlarda Kullanılan Bitkisel Yakıt Türleri

Motorlarda, bitkisel yağların yanı sıra hayvansal yağlar da yakıt olarak kullanılabilmektedir. Genellikle kolza, soya, mısır, pamuk ve ayçiçeği gibi bitkisel ürünlerin yağlarından biomotorin yakıt üretiminde faydalanılır. Biodizel saf olarak kullanılabileceği gibi petrolden elde edilen motorinle karıştırılarak da kullanılmaktadır. İlk defa 1900’lü yıllarda Rudolf Diesel tarafından yer fıstığı yağı kullanılarak dizel motor çalıştırılmasına rağmen petrolün çok miktarda bulunması ve bu sektörün hızla gelişmesi insanları motorin kullanımına yönlendirmiştir. Ancak 1970 petrol krizi ve tüm dünyada çevre bilincinin artmasıyla alternatif yakıtlar araştırılmaya başlanmış ve ilk olarak da 1992 yılında Amerika Ulusal Soy Dizel Araştırma gurubu tarafından biodizel (biomotorin) üretimi yapılmıştır.

1.2. Bitkisel Yakıtların Özellikleri

Bitkisel yağlar, organik olarak metil veya etil esteridir. Biodizel üretiminde en çok tercih edilen bitki ise soya fasulyesidir. Elde edilen bitkisel yağlar, alkol (metanol) ile karıştırılarak sodyum hidroksitle tepkime hızlandırılır. Bu kimyasal reaksiyon sonunda bir  ester ve gliserin oluşur. Kimyasal olarak esterlemenin tanımı ise ortamdan tri-gliserin molekülü veya yağ asidi almak, serbest asitleri nötrleştirmek, gliserini çıkarmak ve bir alkol esteri oluşturmaktır. Yukarıdaki söylenenleri gerçekleştirmek için metanol (odun alkolü) sodyum hidroksitle karıştırılır ve sodyum metoksit elde edilir. Bu tehlikeli sıvı bitkisel yağla karıştırılıp dinlenmeye bırakılınca gliserin dibe çöker ve metil ester (biomotorin) üstte kalır. Ester yakıt olarak kullanılırken gliserin de sabun, gübre ve daha birçok  endüstriyel ürün yapımında kullanılmak üzere sevk edilir. Bu kimyasal yönteme transesterifikasyon yöntemi denilmektedir. Bir diğer yöntemde ise bitkisel yağlar veya kullanılmış eski yağlar süzülerek filtre edildikten sonra maksimum %20 oranında motorine karıştırılarak kullanılmaktadır. Biomotorin verim olarak ve motor performansı yönünden motorine eş değer bir yakıt türüdür.

Bitkisel Yakıtların Avantaj ve Dezavantajları

Biomotorin, üretildiği ve kullanıldığı ülkelere birçok avantaj sağlamaktadır.

Bu avantajları şu şekilde sıralayabiliriz:

Ülkenin dışa bağımlılığını azaltır,

Tarımsal alanın güçlenmesini ve şehre göçü azaltır,

Tarımsal atıklardan üretilebilir ve üretimi kolaydır,

Motorinle farklı oranlarda karıştırılabilir,

Zehirli atıklar içermez ve doğaya zarar vermez (kükürt oksit SOX atılmaz,

toksik etki gösteren PAH %80 azalır).

Saf ve karışım hâlinde kullanılmasında egzoz gazı daha az zehirleyici olur ve kokusu daha iyidir. Hidrokarbon ve karbon monoksit yayılımında azalma (Biomotorinin yanması sonucunda çevreye  atılan zararlı gazların dizel yakıtına göre; %15 daha az CO, CO2 oranında %78‟lik bir azalma, %27 daha az HC, %22 daha az partikül, %50 daha az is ve %10 daha düşük ısıl değeri, buna karşın sadece %5  daha fazla NOx ve ortalama yakıt tüketimi dizel motordan %3 daha fazladır). Biomotorin kış aylarında çok düşük olmayan sıcaklıklarda motorun ilk çalışmasında sorun çıkarmamaktadır. Yakıt filtrelerinde  veya yakıt pompalarında herhangi bir probleme rastlanmaz, ayrıca motor üzerinde bir değişiklik olmadan biodizel kullanılabilmektedir. Yukarıda verilen sayısal değerler biodizelin türüne göre ve motordan motora değişim gösterebilir.
 

Biomotorinin bazı dezavantajları da bulunmaktadır.

• Maksimum %5‟lik bir verim kaybına neden olurlar. Ancak aşırı yük gibi özel durumlarda belirlenebilmektedir.
• Tarım sektöründe yeterli ekim yapılmaması ve vergilerin azaltılmaması, bu ürünün pahalı olmasına sebep olacaktır.
• Yapılan araştırmalar devam etmekte olup, tam bir faydalı üretim şekli geliştirilememiştir.

Biomotorin, Avrupa Birliği‟nde çevre kirliliğini önlemek için kabul edilmiş olan Euro 3 normlarına göre zararsız yakıtlar sınıfına alınmıştır. Aynı standartlar ülkemiz tarafından da kabul edilmiş ve TSE tarafından TS-4236 ve TS-5648 numaralı standartlar olarak tüm araçlar için uygulanmaktadır. Ancak Avrupa‟da Euro 4 normları yayınlanmış ve uygulanmaktadır. Bu standartlar, taşıtlar için oldukça ağır çevre koruma standartları getirmektedir.