2 Yazı Dr. M. Akif Ceviz

Yazar Profili »

Alternatif Yakıtlar

Ocak 2015, 457 751 Görüntülenme Eklenme Tarih: 18 Nisan 2018 14:37 Dr. M. Akif Ceviz

Petrol günümüzde kullanılan temel enerji kaynaklarından birisidir. Dünya petrol bağımlısı haldedir. Petrol fiyatlarındaki istikrarsızlık ve giderek artması, birçok ülkenin enerji açısından dışa bağımlı olması, gelişmiş ülkelerin artan enerji taleplerini karşılama ihtiyaçları, birçok bölgesel çatışma ve gelecek planlamaları, ayrıca petrol kullanımı sonucunda çevre ve tüm hayat üzerindeki olumsuzluklar artık herkesin malumu konular. 

Ayrıca petrol kaynaklarının sınırlı olduğu ve yakın gelecekte tükeneceği veya en azından artan talebi karşılayamaz hale geleceği belirtilmektedir. Bu sorunlar özellikle taşımacılık sektöründe petrolün yerini alabilecek alternatif, yenilenebilir, çevreye daha az zarar veren yakıtlar üzerinde yapılan çalışmaların artmasına sebep oldu.

Bu yazımızda petrole alternatif olabilecek çeşitli yakıtları farklı özellikleri ile tanımaya çalışacağız.

 

Biraz istatistik

Dünya enerji tüketimi her yıl yaklaşık %5 oranında artmaktadır. 2006 yılında dünya çapında günlük petrol tüketimi 13,5 milyon m3 olarak tespit edilmişti. 2008 yılı verilerine göre taşımacılık sektöründe günde yaklaşık 50 milyon varil petrol kökenli yakıt tüketilmiştir. Fosil kökenli yakıtların (kömür, petrol ve doğalgaz) tüm endüstriyel faaliyetlerde kullanımı sonucunda yılda yaklaşık 29 milyar ton CO2 gazı atmosfere atılmaktadır. Bu rakam günde yaklaşık 79 milyon ton anlamına gelmektedir. Bu da bir yandan, yeryüzündeki ekosistemin bu kadar çok kirlilik unsurunu absorbe edip temizleyecek şekilde nasıl çalıştırıldığını ve hayatın devam ettirilmesi nimetini de gözlerimiz önüne koyuyor.

Dünyada ve Türkiye’de taşıt sayısı da hızla artmaktadır. Dünyada sadece 2011 yılında 60 milyon taşıt üretilirken toplam taşıt sayısı 1 milyar seviyesini aşmıştır. 2011 yılında Türkiye’de toplam taşıt sayısı 16 milyon olarak belirlenmiştir. 

Bizler günlük hayatımızda taşıtları kullanırken diğer taraftan da emisyonların üretilmesine sebep olarak çok ciddi zararlar oluşmasına neden oluyoruz. “Demek beşer, bir taraftan Arz’ın şifası (imarı) için bir ilâç iken, diğer taraftan ölümünü intac eden bir zehirdir.” (İşarat-ül İ’caz, shf. 222)

 

Petrolün avantajları

Petrolden üretilen taşıt yakıtlarının (benzin ve motorin) tüm dünyada yoğun olarak kullanılmasını sağlayan çok önemli sebepler vardır:

Kolay ulaşılabilirlikleri: Dünyada kurulu halde bir petrol dağıtım ağı mevcuttur ve gelişmektedir.

Düşük maliyetleri: Diğer tüm alternatifleri ile karşılaştırıldıklarında kullanım maliyetleri düşüktür.  

Üretim kolaylıkları: Ham petrolden benzin ve motorin gibi yakıtların üretiminde çoğunlukla damıtma yöntemi kullanılmaktadır ve bu yöntem rafinerilerde kolaylıkla gerçekleştirilebilmektedir. 

Yüksek enerji yoğunluğuna sahip olmaları: Alternatifleri ile karşılaştırıldıklarında petrol türevi yakıtlar birim hacimde veya birim kütlede daha fazla enerji barındırırlar. 

 

Üzerinde çalışmaların yoğunlaştığı alternatif yakıtlar

Etil alkol, metil alkol, bitkisel yağlar, LPG, doğalgaz, hidrojen gibi alternatif yakıtların ve ayrıca elektrik enerjisinin taşıtlarda kullanımı sayesinde motor performansında ve kirletici emisyon (zararlı egzoz gazları) üretiminde değişiklikler olmaktadır. Aşağıda bu yakıtlar ile ilgili bilgi verilecektir. 

 

Bitkisel Yağlar ve Biyodizel:

Kolza yağı, ayçiçeği yağı, keten tohumu yağı, pamuk yağı, Hindistan cevizi yağı, yerfıstığı yağı, hurma yağı veya soya yağı gibi çeşitli bitkisel yağlar günümüze kadar dizel yakıt alternatifi olarak denenmiştir. Ancak bu yağların doğrudan motorin yerine kullanımı durumunda çeşitli problemler oluşmaktadır. Dolayısıyla bitkisel yağlar kimyasal işlemden geçirilerek biyodizele dönüştürülerek kullanılmaktadır. 

Bu işlem sayesinde yakıtın setan sayısı artar yani motorine çok yakın özellikli bir yakıt haline gelir. Biyodizellerin dizel motorlarında kullanımı sayesinde HC ve CO emisyonu önemli seviyede azalmaktadır. Ayrıca tarım ürünlerinden elde edilebildiği için yenilenebilir bir yakıttır. Ülkemizde hem yağlı tohum bitkilerinin üretim potansiyeli vardır hem de bu bitkilerden elde edilen yağların biyodizele dönüştürülebilmesi için ihtiyaç duyulan tesisler bulunmaktadır. Ancak vergiler ilave edildiğinde satış fiyatları motorini geçtiği için bu tesisler aktif olarak kullanılamamaktadır.  

 

LPG (Sıvılaştırılmış petrol gazı):

Aslında bir alternatif yakıt değildir çünkü ham petrolden üretilmektedir. Ancak özellikle son yirmi yılda taşıtlarda kullanımı giderek artmaktadır ve emisyonlar açısından değerlendirildiğinde çevreye daha az zarar vermektedir. Ülkemizde yaklaşık 3.4 milyon araç LPG ile çalışmaktadır. 

 

Doğalgaz:

Doğalgaz günümüzde büyük oranda enerji santrallerinde ve hacim ısıtma amaçlı kullanılan yakıttır ve taşıtlarda da kullanılabilir. Dünyada bazı büyük şehirlerde özellikle toplu taşımacılıkta kullanılmaktadır. Benzine göre birçok avantaj sağlamaktadır. Çok daha az zararlı emisyon üretimine neden olmaktadır. Ancak yenilenebilir bir yakıt değildir. Kaynakları sınırlıdır ve petrol gibi dünyanın belirli bölgelerinde (İran, Rusya gibi) yoğun olarak vardır. 

Hidrojen:

Hidrojenin birçok özelliği taşıtlarda yakıt olarak kullanımı düşüncesini desteklemektedir. Örneğin hidrojen yandığında hiçbir zararlı madde oluşmaz. Ancak hidrojenin taşıtlarda aktif olarak kullanımını engelleyen çok daha önemli sorunlar vardır. Hidrojenin taşıt üstünden depolanması ile ilgili çalışmalar devam etmektedir ancak henüz istenen seviyede değildir. Hidrojenin üretim maliyetleri de günümüzde oldukça yüksektir. Ancak hidrojen enerjisinin motorlarda değil de yakıt pillerinde doğrudan elektrik enerjisine dönüşümü ile ilgili önemli gelişmeler kaydedilmektedir.   

Elektrik ve elektrik araçları:

Elektrik araçları, şayet bataryaları güneş, rüzgar veya hidroelektrik santraller gibi temiz kaynaklardan şarj edilirse kirletici değildirler. Gerekli enerji ihtiyacı için üretim ve dağıtım alt yapısı günümüzde mevcuttur ve gece kullanım fazlası olan elektrik, batarya şarjında kullanılabilir. Ancak gerekli elektrik, hidrokarbon yakıtlarından elde edilirse elektrik araçları bu üstünlüklerini kaybetmektedirler. 

Elektrik araçları için söz konusu en büyük engel, ağır ve büyük batarya gereksinimleridir. Bu yüzden melez (hibrid) araçlarda kullanılarak performansları artırılmaya çalışılmaktadır. Bu teknolojide, araç üzerinde hem içten yanmalı motor, hem de batarya kaynaklı elektrik enerjisi kullanılmaktadır. Yapılan uygulamalar oldukça iyi sonuçlar vermiştir ve kullanımları giderek artmaktadır. Ümit verici bir diğer uygulama ise içten yanmalı motor-yakıt pili melez araç teknolojisidir. Bu tip araçlar oldukça iyi emisyon karakteristiklerine sahiptir. Üstelik batarya şarj süreleri de çok daha uzundur. 

Sonuç olarak içten yanmalı motorlarda ihtiyaç duyulan enerjinin, günümüzde tamamına yakın bir kısmı fosil kökenli yakıtlardan karşılanmaktadır. Bu durum beraberinde küresel kirlilik sorunları getirmiş ve tüm canlıların yaşamını tehdit eder hale gelmiştir. Özellikle son yıllarda artan alternatif yakıt arayışları ile hem daha az kirletici, hem de dışa bağımlılığı azaltıcı yenilenebilir yakıtların üretimi amaçlanmaktadır. 

Günümüzde henüz petrolün yerini alabilecek bir yakıtın üretim, dağıtım ve kullanımı için alt yapı bulunmamakla birlikte, bu tip alternatif yakıtların kullanımının yakın gelecekte hızla artacağı ön görülmektedir. Özellikle petrol bağımlısı olan ülkemizde bu tip çalışmalar son derece önemlidir ve son zamanlarda atılan çeşitli adımlarla üretim olanakları artırılmaya çalışılmaktadır.

Bu kadar süredir mükemmel bir şekilde devam eden yeryüzündeki ‘düzen’ üzerindeki olumsuz etkilerimiz, bu çalışmalar ışığında en aza inmelidir. Çünkü “..ism-i Kuddûs’ün cilve-i âzamından gelen tanzif ve nezafet, bütün kâinatın mevcudatını temizliyor, güzelleştiriyor. Beşerin bulaşık eli karışmamak şartıyla, hiçbir şeyde hakikî nezafetsizlik ve çirkinlik görünmüyor.” (Lemalar, shf. 310)

“O, yeryüzünde ne varsa hepsini sizin için yarattı. Sonra semaya yöneldi ve gökleri yedi tabaka olarak tanzim etti. O her şeyi hakkıyla bilendir.” (Bakara Sûresi; 2/29)

Bediüzzaman Hazretleri, İşarat-ül İ’caz eserinde, üstteki ayeti ile ilgili olarak şunları söylemektedir:

“En çok menfaatlerin Arz’ın (dünyanın) karnında olduğuna ve Arz’ın karnındaki eşyanın taharrisine insanları teşci ettiğine işarettir. Ve keza Arz’ın içindeki maden ve maddelerin istifade-i beşer için yaratılışı, Arz’ın içinde henüz keşfedilemeyen anasır ve maddelerden---tekâlif-i hayatın zahmetlerinden müstakbelin insanlarını kurtaracak---bazı gıdaî vesaire maddelerin vücudu mümkün olduğuna delalet eder.”

 

Kaynaklar:

1. Poulton, M. L., Alternative Fuels for Road Vehicles, Computational Mechanics Publications, 1994.

2. Key World Energy Statistics, International Energy Agency, 2012.

3. Ceviz, M. A., Yüksel, F., Effects of ethanol-unleaded gasoline blends on cyclic variability and emissions in an SI engine. Applied thermal engineering, 25/5-6;917-925, 2005.

4. Motorlu Kara Taşıtları İstatistikleri, Emniyet genel Müdürlüğü ve Türkiye İstatistik Kurumu, 2011.



YAZARIN DİĞER YAZILARI

Alternatif Yakıtlar II

Petrol en temel enerji kaynaklarından birisidir. Dünya enerji bakımından petrol bağımlısı haldedir. Ayrıca petrol kaynakları da sınırlıdır ve yakın gelecekte tükeneceği belirtilmektedir. Bu gibi problem teşkil eden konular petrolün yerini alabilecek alternatif, yenilenebilir, çevreye daha az zarar veren yakıtlar üzerinde yapılan çalışmaların artmasına sebep olmuştur.

Devamı »

Alternatif Yakıtlar

Bu yazımızda petrole alternatif olabilecek çeşitli yakıtları farklı özellikleri ile tanımaya çalışacağız.

Devamı »