Geleceğ�n Yakıtı

BIODIESELNİSAN 2013

BİYODİZELİN

ÇEVRESEL

ÖZELLİKLERİ

BİYODİZELİN

TÜKETİM

ALANLARI

BİYODİZEL

ÜRETİM

YÖNTEMİ

TÜRKİYE VE

DÜNYA’DA

BİYODİZEL

ÜRETİMİ

ve daha b�rçok konu...

�ç�ndek�ler

2...Editörün Notu

3...Biyoyakıt ve biyodizel nedir ?

6...Biyodizel Yakıt Özellikleri

Biyodizel Çevresel Özellikleri

Biyodizel Yakıtın Toplumsal Faydaları

Biyodizel’in Tüketim Alanları

Biyodizel’in Üretimi

Biyodizel’in Üretim Yöntemleri

Biyodizel’in Üretim Aşamaları

Biyodizel’in Depolama Koşulları

Biyodizel’in Tarihi Gelişimi

Türkiye ve Dünya’da Biyodizel Üretimi

1

ed�tör’ün notu

era gazları �ç�nde büyük b�r pay sah�b�

Solan CO2 dünyanın en öneml� çevre

sorunu olan küresel ısınmaya neden

olmaktadır ve yanma sonucu ortaya çıkan b�r

em�syondur. Y�ne yanma sonucu açığa çıkan

ve sera gazları arasında yer alan CO, SOx,

NOx em�syonları �nsan sağlığına da zararlıdır.

B�yod�zel, tarımsal b�tk�lerden elde ed�lmes�

neden�yle, b�yoloj�k karbon döngüsü �ç�nde,

fotosentez �le CO2'� dönüştürüp karbon

döngüsünü hızlandırdığı �ç�n sera etk�s�n�

artırıcı yönde etk� göstermez. Yan� b�yod�zel

CO2 em�syonları �ç�n doğal b�r yutak olarak

düşünüleb�l�r.

Ayrıca CO, SOx em�syonlarının, part�kül

madde ve yanmamış h�drokarbonların (HC)

daha az salındığı kanıtlanmıştır.B�yod�zel�n

NOx em�syonları d�zel yakıta göre daha

fazladır. Em�syon m�ktarı motorun b�yod�zel

yakıta uygunluğuna bağlı olarak değ�ş�r. NOx

em�syonlarının %13 oranına kadar arttığı test

ed�lm�şt�r. Bununla b�rl�kte b�yod�zel kükürt

�çermez. Bu yüzden NOx kontrol teknoloj�ler�

b � yod �ze l yak ı t ı ku l l anan s � s temle re

uygulanab�l�r. Konvans�yonel d�zel yakıtı kükürt

�çerd�ğ� �ç�n NOx kontrol teknoloj�ler�ne uygun

değ�ld�r.Ozon tabakasına olan olumsuz etk�ler

b�yod�zel kullanımında d�zel yakıta nazaran %

50 daha azdır. As�t yağmurlarına neden olan

kükürt b�leşenler� b�yod�zel yakıtlarda yok

denecek kadar azdır.

B�yod�zel yakıtlarının yanması sonucu ortaya

çıkan CO (zeh�rl� gaz) oranı d�zel yakıtların

yanması sonucu oluşan CO oranından %50

daha azdır.

Biyoyakıt ve biyodizel nedir ?

akıt, fiziksel ve kimyasal yapısında bir

Ydeğişim meydana geldiğinde ısı enerjisi açığa çıkaran her türlü maddenin genel

adıdır.

Yakıtlar içerdikleri enerjiyi ya yanmak gibi kimyasal anlamda ya da nükleer füzyon gibi nükleer anlamda serbest bırakırlar. Yakıtların en önemli özelliklerinden biri enerji üretebilmeleri için depolanabilmeleri ve sadece gerektiğinde bir iş üretebilmek için gerek l i o lan ener j in in ü ret imi i ç in kul lanı labi lmeleridir. Yakıt lar ın esas maddesini organik karbon teşkil eder. Isı, bu organik karbonun oksijen ile reaksiyonu sonucunda açığa çıkar. Bu reaksiyon ısısından sanayide büyük ölçüde faydalanılır.

Sanayide kullanılan yakıtlar üç büyük gruba ayrılabilir:

1. Katı Yakıtlar

a) Doğal katı yakıtlar: Katı yakıtların en önemli olanları doğal katı yakıt olarak adlandırdığımız fosil kömürlerdir. Bu kömürler oluşum devirlerine göre; antrasit, taşkömürü, esmer kömür, linyit kömürü, turb sırasını takip eder. Bir de bunlardan farklı olan odun vardır. Sıvı ve gaz yakıtların giderek azalması sebebiyle biomass enerjisinin önemi giderek artmaktadır. Şeftali çekirdeği, Prina (Zeytinyağı posası) kayısı çekirdeği, badem kabukları alternetif katı yakıt türlerindendir.

b) Suni katı yakıtlar: Doğal katı yakıtlardan elde edilen kok ve odun kömürüdür.

2. Sıvı Yakıtlar (Akaryakıtlar)

Ham petrol ile fosil kömürü katranından elde edilen maddelerdir. Kömürden elde ediş m a l i y e t i h a m p e t r o l d e n e l d e e d i ş maliyetinden çok daha fazladır.

a) Doğal akaryakıtlar: Ham petrolün destilasyon ürünleridir.

b) Suni akaryakıtlar: Bunlar da elde edildiği kaynağa göre üç tiptir:

Taşkömürü, linyit, odun ve bitüm ile asfaltın destilasyonundan elde edilen ürünler

Ağır petrol fraksiyonlarının krakingi ile elde edilen ürünler.

Sentez yolu ile yapılan sıvı yakıtlar.

3. Gaz Yakıtlar: Fosil kömürlerinin destilasyon ürünü olan havagazı ve jeneratör gazı, petrol destilasyon ürünü olan küçük moleküllü hidrokarbon karışımı yapısındaki gazlar, su gazı ve doğal yer gazlarıdır. Ayrıca hayvansal ve bitkisel kökenli atıklarda elde edilen biogazdır.

B�yod�zel

B�yogaz

B�yoyakıt

B�tk�sel yağ yakıtı

Bütanol yakıtı

Etanol yakıtı

3

iyoyakıt, içeriklerinin hacim olarak en

Baz %80'i son on yıl içerisinde toplanmış canlı organizmalardan elde edilmiş her

türlü yakıt olarak tanımlanır. Biyodizel, biyoetanol, biyogaz ve biyokütle olarak değerlen-dirilmektedir.

Biyodizel, kolza (kanola), ayçiçek, soya, aspir gibi yağlı tohum bitkilerinden elde edilen bitkisel yağlardan veya hayvansal yağlardan üretilen bir yakıt türüdür. Evsel kızartma yağları ve hayvansal yağlar da biyodizel hammaddesi olarak kullanılabilir. Biyodizel petrol içermez; fakat saf olarak veya her oranda petrol kökenli dizelle karıştırılarak yakıt olarak kullanılabilir.

Biyodizel, tarımsal bitkilerden elde edilmesi nedeniyle, fotosentez yolu i le CO2' i dönüştürüp karbon döngüsünü sağladığı için, sera etkisini arttırıcı yönde etki göstermez.

Ü l kem i zde de b i y od i ze l ç ok s o ğuk bölgelerimizin dışında dizelin kullanıldığı her alanda kullanılabilecek bir yakıttır. Biyodizel ulaştırma sektöründe dizel yakıtı yerine kullanıldığı gibi, konut ve sanayi sektörlerinde de fuel oil yerine kullanılabilecek bir yakıttır.

Biyoetanol, hammaddesi şeker pancarı, mısır, buğday ve odunsular gibi şeker, nişasta veya selüloz özlü tarımsal ürünlerin fermantasyonu ile elde edilen ve benzinle belirli oranlarda harmanlanarak kullanılan alternatif bir yakıttır. Ulaştırma sektöründe benzin ile karıştırılarak, küçük ev aletlerinde, kimyasal ürün sektöründe kullanılan Biyoetanol, yakıtın oksijen seviyesini arttırarak, yakıtın daha verimli yanmasını sağlar, egzoz çıkışındaki zararlı gazları azaltır, kanserojen maddelerin çevreci alternatifidir, egzoz emisyonlarını azaltır.

3 milyon tonu benzin tüketimi olmak üzere toplam 22 milyon ton akaryakıt tüketimi olan ülkemizde 160 bin ton biyoetanol kurulu kapasitesi bulunmaktadır.

Gıda tarımına elverişli alanların biyodizel ve biyoetanol üretimine ayrılması ve bu şekilde gıda güvenliği açısından küresel bir risk oluşturması hususu biyoyakıt tarımının en çok eleştirilen yönü olmaktadır.

Biyogaz organik maddelerin (hayvansal atıklar, bitkisel atıklar, şehir ve endüstriyel atıklar) oksijensiz şartlarda biyolojik parçalanması (anaerobik fermantasyon) sonucu oluşan ağırlıklı olarak metan ve karbondioksit gazıdır. Biyogaz teknolojisi ise organik kökenli atık/artık maddelerden hem enerji elde edilmesine hem de atıkların toprağa kazandırılmasına imkan vermektedir.

Türkiye'nin hayvansal atık potansiyeline karşı l ık gelen üretilebilecek biyogaz miktarının 1,5-2 MTEP olduğu tahmin edilmektedir.

Biyokütle kaynaklarımız; tarım, orman, hayvan, organik şehir atıkları vb.'den oluşmaktadır. Atık potansiyelimiz yaklaşık 8,6 Milyon Ton Eşdeğer Petrol (TEP) olup bunun 6 milyon TEP'i ısınma amaçlı kullanılmaktadır. 2008 yılında biyokütle kaynaklarından elde edilen toplam enerji miktarı 66 bin TEP'tir.

Biyodizel gliserinin yağ veya bitkisel yağdan ayrıldığı transesterleşme adı verilen bir kimyasal süreçle elde edilir. Bu işlem sonucunda geriye iki ürün kalır metil esterler (biyodizelin kimyasal adı) ve gliserin (genellikle sabun ve diğer ürünlerde kullanılmak üzere satılan değerli bir yan ürün).

4

5

BİYODİZEL’İN ÖZELLİKLERİ

Biyodizel orta uzunlukta C16-C18 yağ asidi zincirlerini içeren metil veya etil ester tipi bir yakıttır. Oksijene zincir yapısı biyodizeli, petrol kökenli motorinden ayırır.

Biyodizel:

•Çevre dostu•Yenilenebilir hammaddelerden elde edilebilen•Atık bitkisel ve hayvansal yağlardan üretilebilen•Anti-toksik etkili•Biyolojik olarak hızlı ve kolay bozunabilen•Kanserojenik madde ve kükürt içermeyen•Yüksek alevlenme noktası ile kolay depolanabilir, taşınabilir ve kullanılabilir•Yağlayıcılık özelliği mükemmel•Motor ömrünü uzatan•Motor karakteristik değerlerinde iyileşme sağlayan•Kara ve deniz taşımacılığında kullanılabilen • Isıtma sistemleri ve jeneratörlerde kullanıma uygun•Stratejik özelliklere sahip•Mevcut Diesel motorlarında hiçbir tasarım değişikliği gerektirmeden kullanılabilen•Ticari başarıyı yakalamış bir yeşil yakıttır.

Biyobozunabilirlik: Biyodizeli oluşturan C16-C18 metil esterleri doğada kolayca ve hızla parçalanarak bozunur, 10 000 mg/l'ye kadar herhangi bir olumsuz mikrobiyolojik etki göstermezler. Suya bırakıldığında biyodizelin 28 g ü n d e % 9 5 ' i , m o t o r i n i n i s e % 4 0 ' ı bozunab i lmekted i r. B iyod ize l in doğada bozunabi lme özel l iğ i dekstroza (şeker) benzemektedir.

Toksik Etki: Biyodizelin olumsuz bir toksik etkisi bulunmamaktadır. Biyodizel için ağızdan alınmada öldürücü doz 17.4 g biyodizel/kg vücut ağırlığı şeklindedir. Sofra tuzu için bu değer 1.75 g tuz/kg vucüt ağırlığı olup, tuz biyodizelden 10 kat daha yüksek öldürücü etkiye sahiptir. İnsanlar üzerinde yapılan elle temas testleri biyodizelin ciltte %4'lük sabun çözeltisinden daha az toksik etkisi olduğunu göstermiştir. Biyodizel toksik olmamasına karşın, biyodizel ve biyodizel-motorin karışımlarının

kullanımında; motorin için zorunlu olan standart koşulların (göz koruyucular, havalandırma sistemi v.b.) kullanılması önerilmektedir.

Depolama: Motorin için gerekli depolama yöntem ve kuralları biyodizel için de geçerlidir. Biyodizel temiz, kuru, karanlık bir ortamda depolanmalı, aşırı sıcaktan kaçınılmalıdır. Depo tankı malzemesi olarak yumuşak çelik, paslanmaz çelik, florlanmış polietilen ve florlanmış polipropilen seçilebilir. Depoloma, taşıma ve motor malzemelerinde bazı elastomerlerin, doğal ve butil kauçukların kullanımı sakıncalıdır; çünkü biyodizel bu malzemeleri parçalamaktadır. Bu gibi durumlarda biyodizelle uyumlu Viton B tipi elastomerik malzemelerin kullanımı önerilmektedir.

Soğukta Akış Özellikleri: Biyodizel ve biyodizel-motorin karışımları, motorinden daha yüksek akma ve bulanma noktasına sahiptir; bu durum yakıtların soğukta kullanımında sorun çıkarır. Akma ve bulanma noktaları uygun katkı maddeleri ( a n t i - j e l m a d d e l e r i ) k u l l a n ı m ı i l e düşürü leb i lmektedi r. B iyod ize l -motor in karışımları 4 ° C üzerinde harmanlama ile hazır lanmal ıd ır. Soğukta harmanlamada biyodizelin motorin üzerine eklenmesi, sıcakta harmanlama da ise karışımda daha fazla olan kısmın az kısım üzerine eklenmesi önerilmektedir. Eğer harmanda soğumaya bağlı olarak kristal yapılar oluşursa, harmanın tekrar normal görünümünü kazanması için bulutlanma noktası üzerine ısıtılması ve karıştırılması gerekmektedir.

Motor Yakıtı Özellikleri: Biyodizel ısıl değeri motorinin ısıl değerine oldukça yakın değerde olup, biyodizelin setan sayısı motorinin setan sayısından r daha yüksektir. Biyodizel kullanımı ile motorine yakın özgül yakıt tüketimi, güç ve moment değerleri elde edilirken, motor daha az vuruntulu çalışmaktadır. Biyodizel motoru güç azaltıcı birikintilerden temizleme ve motorinden çok daha iyi yağlayıcılık özelliklerine sahiptir. Tablo 1'de çeşitli firmalarının biyodizel için verdikleri garanti bilgileri sunulmaktadır.

BİYODİZELİN Ç E V R E S E L ÖZELLİKLERİ

era gazları içinde büyük bir pay sahibi

Solan CO2 dünyanın en önemli çevre sorunu olan küresel ısınmaya neden

olmaktadır ve yanma sonucu ortaya çıkan bir emisyondur. Yine yanma sonucu açığa çıkan ve sera gazları arasında yer alan CO, SOx, NOx emisyonları insan sağlığına da zararlıdır. Biyodizel, tarımsal bitkilerden elde edilmesi nedeniyle, biyolojik karbon döngüsü içinde, fotosentez ile CO2'i dönüştürüp karbon döngüsünü hızlandırdığı için sera etkisini artırıcı yönde etki göstermez. Yani biyodizel CO2 emisyonları için doğal bir yutak olarak düşünülebilir.

Ayrıca CO, SOx emisyonlarının, partikül madde ve yanmamış hidrokarbonların (HC) daha az salındığı kanıtlanmıştır. Biyodizelin NOx emisyonları dizel yakıta göre daha fazladır. Emisyon miktarı motorun biyodizel yakıta uygunluğuna bağlı olarak değişir. NOx emisyonlarının %13 oranına kadar arttığı test edilmiştir. Bununla birlikte biyodizel kükürt içermez. Bu yüzden NOx kontrol teknolojileri biyodizel yakıtı kullanan sistemlere uygulana-bilir. Konvansiyonel dizel yakıtı kükürt içerdiği için NOx kontrol teknolojilerine uygun değildir.

Ozon tabakasına olan olumsuz etkiler biyodizel kullanımında dizel yakıta nazaran % 50 daha azdır. Asit yağmurlarına neden olan kükürt bileşenleri biyodizel yakıtlarda yok denecek kadar azdır.

Biyodizel yakıtlarının yanması sonucu ortaya çıkan CO (zehirli gaz) oranı dizel yakıtların

yanması sonucu oluşan CO oranından %50 daha azdır.

Biyodizel petrol içermez; fakat saf olarak veya her oranda petrol kökenli dizelle karıştırılarak yakıt olarak kullanılabilir. Saf biyodizel ve dizel-biyodizel karışımları herhangi bir dizel motoruna, motor üzerinde herhangi bir modifikasyona gerek kalmadan veya küçük değişiklikler yapılarak kullanılabilir.

Biyodizel, dizel ile karışım oranları bazında aşağıdaki gibi adlandırılmaktadır:

B5 = %5 Biyodizel + %95 DizelB20 = %20 Biyodizel + %80 DizelB50 = %50 Biyodizel + %50 DizelB100 = %100 Biyodizel

6

7

Biyodizel, tarımsal bitkilerden elde edilmesi nedeniyle, fotosentez yolu ile CO2 'i (karbon dioksit)

dönüştürüp karbon döngüsünü hızlandırdığı için, sera etkisini arttırıcı yönde etki göstermez.

Tükettiğimiz biyodizelden atmosfere verilen CO2 , biyodizel üretiminde kullanılacak

olan yağ bitkisi tarafından en fazla bir yıl içinde geri alınacaktır. Bu

açıdan bakıldığında: biyodizel üretimi, CO2 emisyonları için

doğal bir yutak olarak nitelendirilebilir ve Dünya'nın en

önemli çevresel sorunlarından olan ve fosil yakıt-

ların geri alınamayan CO2 emisyonlarının yol

açtığı sera etkisi sonucunda ortaya çıkan

küresel ısınmadan kaynaklanan

olumsuzlukların indirgenmesi

bağlamında önemli

katkılar sağlar.

8

Suya bırakıldığında 28 günlük bir sürecin sonunda

biyodizelin çözülürken, dizelde bu yüzde 95'ioran yüzde 40 mertebelerine kadar düşmektedir. Bu nedenle, özellikle ABD'nde birçok eyale�e, göller ve nehirler gibi sucul alanlarda kullanılan

ulaşım araçlarında ve teknelerde saf biyodizelkullanımı zorunlu kılınmış�r.

9

10

NE

DE

N B

İYO

DİZ

EL

? Bakteriler tarafından kolayca ayrıştırabildiği için çevre dostu olarak kabul

edilen biyodizelin içerdiği kükürt miktarı, dizele oranla çok daha düşüktür. Bu da dizel yerine biyodizelin kullanılması durumunda, asit yağmuru gibi olumsuz çevresel etkilerin oluşmasını önler.

Ayrıca CO emisyonlarının düştüğü, partikül madde ve yanmamış hidrokarbonların (HC) da daha az salındığı kanıtlanmıştır.

Saf biyodizel ve dizel-biyodizel karışımı kullanımı ile CO, PM, HF, SOx ve CH 4 emisyonlarında azalma, NOx ve HCl emisyonlarında ise artma görülmektedir.

Biyodizel biyolojik karbon döngüsü içinde fotosentez ile karbondioksiti dönüştürür, karbon döngüsünü hızlandırır, ayrıca sera gazı emisyonunu arttırıcı yönde etkisi yoktur.

Biyodizel, dizel yakıttan daha düşük egzoz gazı emisyonu vermektedir. Egzoz gazı emisyonu yönünden incelendiğinde CO, HC, SOx , PM emisyonlarının dizel yakıttan daha az, NOx emisyonlarının ise fazla olduğu görülmektedir.

Sülfür emisyonu saf biyodizel kullanımında tamamen bertaraf edilebilmektedir. Dizel yakıtla kıyaslandığında biyodizel kullanımıyla birlikte sülfür oksit ve sülfat emisyonuyla oluşan kirlilik temizlenmekte ve yok olmaktadır.

Dizel yakıtlara göre biyodizel kullanımlarındaki karbon monoksit salınımı % 48 daha azdır.

Partiküllü ortamda gerçekleşen solunum insan sağlığını tehlikeye atmaktan öte değildir. Dizel yakıtlara göre biyodizel kullanımlarında açığa çıkan partikül miktarı % 47 daha azdır.

Biyodizel kullanımında dizel yakıta göre yanmamış hidrokarbon oranı, % 67, CO 2 emisyonu %80, kanserojen etkisi olan aromatik hidrokarbonlar ise %75 - %90 oranında daha azdır.

Biyodizel kükürt içermez. Bu yüzden egzoz emisyonu azaltma ve NOx kontrol teknolojileri biyodizel yakıtı kullanan sistemlerde rahatlıkla uygulanabilir. Konvansiyonel dizel yakıtı kükürt içerdiği için NOx kontrol teknolojilerine uygun değildir.

Biyodizel kükürt içermediğinden kükürt dioksit emisyonu oluşturmaz. Bu çok önemli bir avantajdır. Bu emisyon özellikleri ile kanser yapıcı etkenler azalmakta ve kanser riski % 90'a varan oranlarda düşmektedir.

Ozon tabakasına olan olumsuz etkiler biyodizel kullanımında dizel yakıta nazaran % 50 daha azdır. Asit yağmurlarına neden olan kükürt bileşenleri biyodizel yakıtlarda yok denecek kadar azdır.

Biyodizel, dizel yakıt kullanımından kaynaklanan ve insan sağlığını tehdit eden bir çok çevresel faktörü ortadan kaldırmaktadır. Biyodizel emisyonlarında, potansiyel kanser nedeni olan polisiklik aromatik hidrokarbon ve türevlerinden (PAH) kaynaklanan emisyonlarda % 80-90 oranlarda azalmalar belirlenmiştir.

Tüm dünyada alternatif enerji kaynaklarına doğru önemli bir yöneliş söz konusudur. Bunun başlıca nedenleri ise şunlardır:

Dünyamızın enerji ihtiyacının yaklaşık %70' ini karşılayan fosil kökenli yakıtların (Petrol, Doğalgaz ve Kömür ) stoklarının önümüzdeki 40-50 yıl içerisinde tükeneceğinin tahmin edilmesi,

Fosil kökenli yakıtların çevre üzerinde herkes tarafından bilinen olumsuz etkilerinin bulunması,

Ayrıca alternatif enerji kaynaklarının yeni iş imkanlarının doğmasına sebep olmasıdır.

Yukarıda bahsedilen nedenlerden dolayı Biyodizel'in de alternatif enerji kaynakları arasında önemli bir yer tutabileceği görülmektedir.

Her şeyden önce Biyodizel çevre dostudur. Çünkü çevreyi kirletmez. Çevre ile uyumludur, çünkü çok kısa sürede ( 21 gün içerisinde )

doğada %99.6' ya varan oranlarda

biyolojik olarak parçalanabilen bir yakıttır. Biyodizelin yanması sonucunda yeryüzü bitki örtüsü için gerekli olan karbondioksitin açığa çıkmasını sağlar ki bu karbondioksit ise iklim şartlarını etkilemez. Ayrıca yanma sonucu oluşan gazın çevreye zarar veren gaz emisyon değerleri ise oldukça azdır.

Yalnızca 1 litre petrol içme su kaynaklarına

ulaştığında 1 milyon litre içme suyunun kirlenmesine sebep olurken, Biyodizel ise yapılan incelemeler sonucunda sudaki bütün yaşayan canlılara karşı toksit etkisi olmayan bir yakıttır. Bu da herhangi bir kaza halinde kirlenme tehlikesini ve dolayısıyla çevreyi tekrar temiz hale getirme çalışması durumlarını ortadan kaldırır.

Biyodizel, petrol kaynaklı diesel ile her oranda tam olarak karıştırılabilmektedir. Bu da dieselin kalitesini büyük oranda düzeltme imkanı sağlar. Örneğin yanma sonucu oluşan çevreye zararlı gazların emisyon değerini düşürür. Ayrıca motordaki yağlanma derecesini artırır.

Biyodizel yerel tarım ürünlerinin ülke içerisinde değerlendirilmesi ile enerjide dışa bağımlılığı azaltabilir.

11

12

13

Biyodizel Yakıt Özellikleri

iyodizelin alevlenme noktası, dizelden

Bdaha yüksektir (>110 °C). Bu özellik biyodizelin kullanım, taşınım ve

depolanmasında daha güvenli bir yakıt olmasını sağlar.

Biyodizel petrol kaynaklı dizel ile her oranda tam olarak karıştırılabilmektedir. Bu özellik petrol kaynaklı dizelin kalitesini yükseltir. Örneğin yanma sonucu oluşan çevreye zararlı gazların emisyon değerlerini düşürür, motordaki yağlanma derecesini artırır ve motor gücünü azaltan birikintileri çözer.

Biyodizelin setan sayısı, dizelin setan sayısından daha yüksek olduğu için motor daha az vuruntulu çalışmaktadır.

Biyodizel, dizel yakıt kullanan motorlarda herhangi bir teknik değişiklik yapılmadan veya küçük değişiklikler yapılarak kullanılabilir. 1996 yılı öncesinde üretilen bazı araçlarda kullanılan doğal kauçuk malzemesi biyodizel ile uyumlu kullanılamamıştır.

Çünkü biyodizel, doğal kauçuktan yapılan hortum ve contaları tahrip etmiştir. Ancak, bu problemler B20 (%20 biyodizel - %80 dizel) ve d a h a d ü ş ü k o r a n l ı b i y o d i z e l / d i z e l karışımlarında görülmez.

Biyodizel çözücü özelliği nedeniyle dizel yakıtın depolanmasından kaynaklanan yakıt deposu duvarlarındaki ve borulardaki kalıntıları-tortuları çözdüğü için filtrelerin tıkanmamasına yönelik önlemler alınmalıdır. Ay r ı c a y a k ı t i s t a s y o n l a r ı v e a r a ç tamirhanelerinde herhangi bir değişikliğe gerek yoktur.

14

Biyomotorinin Çevresel Etkileri Yönüyle Değerlendirilmesi

merikan Çevre Koruma Ajansı (EPA) Temiz

AHava Kanunu Bölüm 211 (b) programı çerçevesinde zararlı emisyonlar ve

potansiyel sağlık etkileri açısından tam olarak değerlendirilen ve olumlu görüşlerin ortaya çıktığı tek alternatif enerji kaynağı olarak saptanmıştır.

Biyomotorin için yapılmış değerlendirme sonuçlarını aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:

Ø Toplam kirli hava kütlesi oluşturma potansiyeli motorinden % 50 daha azdır.

Ø SO2 emisyonu ve bu emisyona bağlı olarak oluşan asit yağmuru gerçekleşmemektedir.

Ø CO egzoz emisyonu motorinine göre % 50 daha az oranda tespit edilmiştir.

Ø Parçacık emisyonu solumanın insan sağlığı açısından zararı bilinmektedir. Biyomotorin, motorinine göre % 30 daha az oranda parçacık emisyonu ortaya çıkarmaktadır.

Ø Azot oksit emisyonu, motor tipine bağlı olarak artmakta veya azalmaktadır.

Yapılan testlerde azot oksit emisyonunun % 13 o ran ında a r t t ı ğ ı gö rü lmüş tü r. Ancak , biyomotorinde kükürt olmamasından ötürü, motorin için kullanılamayan bazı egzoz emisyonu azaltma teknolojileri biyomotorine rahatlıkla uygulanmakta ve azot oksit emisyonlarının kontrol edilmesi mümkün olmaktadır.

B i y o m o t o r i n , m o t o r i n k u l l a n ı m ı n d a n kaynaklanan ve insan sağlığını tehdit eden bir çok çevresel faktörü ortadan kaldırmaktadır. Biyomotorin emisyonlarında, potansiyel kanser nedeni olan polisiklik aromatik hidrokarbon ve türevlerinden (PAH) kaynaklanan emisyonlarda % 80-90 oranlarda azalmalar belirlenmiştir. Bu azalma değeri dikkate alınması gereken bir orandır ve biyomotorinin çevre dostu özelliğini pekiştirmektedir.

Amerika'da, Çevre Koruma Ajansı (EPA) Temiz Hava Kanunları (Clean Air Act) tarafından, çevre ve insan sağlığına diğer yakıtlara kıyasla daha az zarar verdiği kabul edilmiştir.

Biyomotorin geleneksel ve motoru üzerinde herhangi bir değişime gidilmemiş diesell motorlarda kullanılabilecek bilinen tek alternatif yakıttır.

Biyomotorin, motorine benzer koşullarda taşınabilir, kullanılabilir ve depolanabilir. Biyomotorin doğrudan (% 100) veya motorin ile karışımları halinde kullanılabilir. En yaygın kullanılan karışım oranı ( % 20 biyomotorin ve % 80 motorin) şeklindedir.

Benzin ve Dizelin cok pahalı oldugu ülkelerde örneğin Türkiye gibi alternatif yakıt olarak kullanılarak rekabetin arttırılması ve akaryakıt fiyatlarında düşüş saglamasında büyük rol oynaması.

Petrol dizelin depolanma koşullarında depolanabilir.

Küçük işletmelerde lokal olarak üretimi mümkündür.

Biyodizel, petrol dizeline oranla daha iyi bir yağlayıcı olduğundan motorun ömrünü uzatır.

Biyodizel, taşınması ve depolanması güvenli bir yakıttır. Ayrıca yüksek alevlenme noktasına (149 °C) sahiptir. Bu diğer petrol dizeli için 125 °C'dir.

Yanmamış hidrokarbon oranı, petrol dizeline göre %90, kanserojen etkisi olan aromatik hidrokarbonlara göre ise %75 - %90 oranında daha azdır.

Üretimin tamamıyla yerli olabilmesi sebebiyle ithal bağımlılığı ortadan kaldırır.

Kanola ve soya tarımına önem verilmesiyle tarım üreticisi bir yandan kendi ihtiyacı olan ucuz dizel yakıtı üretirken öte yandan artan üretim gücü ve kapasitesiyle ekonomiye katkı sağlar.Avanta

jları

15

16

Biyomotorin kullanımı ile, motorine kıyasla; CO2

emisyonunda %80, yanmamış hidrokarbon

emisyonunda %90, aromatik hidrokarbon

emisyonunda ise %75-90 oranlarında azalma

saptanmıştır. Biyomotorin kükürt içermediğinden

kükürtdioksit emisyonu oluşturmaz. Bu çok

önemli bir avantajdır. Bu emisyon özellikleri ile

kanser yapıcı etkenler azalmakta ve kanser riski

% 90'a varan oranlarda düşmektedir.

Biyomotorin ağırlıkça % 11 oksijen içerir.

Biyomotorin, motorine göre daha iyi bir yağlayıcı

olduğundan motor ömrünü uzatır. Biyomotorinin

biyolojik olarak kolay ve hızlı parçalanabilir Yerli

üretim bitkisel yağlardan (ayçiçek yağı, soya

yağı, kolza yağı ) kolaylıkla elde edilebilir.

Ayrıca kullanılmış ve çevre için zararlı olan

kızartma atık yağlarından da biyomotorin

üretilebilmektedir.

B�yomotor�n Amer�ka B�rleş�k Devletler�'ndek� 10

m�lyon m�l'l�k kullanımda ve 20 yıldır Avrupa

ülkeler �nde olan kul lanım � le başarısını

�spatlanmış en öneml� d�esel motor yakıtı

alternat�fid�r.

B�yomotor�n kullanımı �le ham petrole olan

bağımlılık ortadan kalkmakta ve ülkeler�n dış

kaynakların kullanımı zorunluluğu azalarak

ekonom�ler� rahatlamaktadır. B�yomotor�n

kullanımı �le yen� �st�hdam olanakları yaratılmakta

ve ülke ekonom�s�ne küçümsenmeyecek katkılar

gerçekleşmekted�r.

17

18

Fosil yakıt kullanımı sonucu

oluşan çevre kirliliği

19

20

Biyodizel, dizel yakıta eşdeğer olarak kullanılabilen temiz, yerli ve

yenilenebilir alternatif bir yakıt

Kırsal kesimin sosyo-ekonomik yapısında iyileşme ve yerel iş imkanı

Göçün önlenmesine katkı

Yeni iş imkanları yaratması

Yabancı kaynaklı petrole bağımlılığı azaltmasıyla ülkeye ekonomik ve

stratejik katkı

Daha temiz yanma ürünleri nedeniyle sürdürülebilir gelecek ve toplum

sağlığına katkı

Ekonomiye katma değer sağlaması, yan sanayinin gelişmesine katkı

Dışalımla harcanan dövizlerin ülke ekonomisine dönmesi

İmalat sanayinin gelişmesine katkı

Doğal enerji kaynaklarının ve çevrenin korunması

Sürdürülebilir enerjiye destek

Enerji tarımının (yağlı tohum tarımının) geliştirilmesi

Sınırlı ve tükenebilir enerji kaynaklarına alternatif

Zararlı sera gazları emisyonunda azalma

Hava kirliliği ve toplum sağlığı risklerinde azalma

Biyodizel Yakıtın Toplumsal Faydaları

21

22

“ Dünya'nın ilk biyodizel ile çalışan treni ”

“İlk biyoyakıtlı uçuş ise 23 Şubat 2008 tarihinde Boeing - Virgin Atlantic

Havayolu - General Electric işbirliği tarafından gerçekleştirilmiştir.”

23

Biy

odiz

elin T

üketi

m A

lanla

rı Biyodizelin sahip olduğu özellikler,

alternatif yakıtın dizel motorları dışında

da yakıt olarak kullanımına olanak

vermektedir.

Biyodizel, 'Acil Durum Yakıtı' ve 'Askeri

Stratejik Yakıt' şeklinde adlandırılabil-

mektedir.

Biyodizelin jeneratör yakıtı ve kalorifer

yakıtı olarak da değerlendirilmesi

mümkündür.

Kükürt içermeyen biyodizel, seralar için

mükemmel bir yakıt olabilir.

Ayrıca yeraltı madenciliğinde, sanayide

(gıda işleme sanayii de dahil) kullanımı

önerilmektedir.

Ülkemizde biyodizel çok soğuk bölgeleri-

mizin dışında dizelin kullanıldığı her

alanda kullanılabilecek bir yakıttır.

Biyodizel motorin yakıtı yerine motorlu

kara taşıtları ve deniz taşıtları gibi

ulaştırma sektörünün yanı sıra, konut ve

sanayi sektörlerinde de belirli karışım

oranlarında yakıt olarak kullanılabil-

mektedir.

Biyodizel, araçlarda, ısınmada,

havacılık sanayinde kullanılan bir

üründür.

Britanya'lı işadamı Richard Branson

Virgin Voyager isimli treni üretti ve bu

dünya'nın ilk biyodizel ile çalışan treni

oldu.

Havacılık sahasındaki ilk biyoyakıtlı

uçuş ise 23 Şubat 2008 tarihinde Boeing

- Virgin Atlantic Havayolu - General

Electric işbirliği tarafından gerçekleş-

tirilmiştir. 4 motorlu Boeing 747-400′ün

tek motoruna %20 oranında hindistan

cevizi ve babassu bitkisinden elde

edilmiş biyoyakıt eklenmiştir. Uçuş

başarılı olmuştur.

Biyodizel ısıl değeri motorinin ısıl

değerine oldukça yakın olup, biyodizelin

setan sayısı motorinin setan sayısından

daha yüksektir. Biyodizel kullanımı ile

motorine yakın özgül yakıt tüketimi, güç

ve moment değerleri elde edilirken,

motor daha az vuruntulu çalışmaktadır.

Motoru güç azaltıcı birikintilerden

temizleme ve motorinden çok daha iyi

yağlayıcılık özelliklerine sahiptir.

24

Biyodizelin Dizel Motorlarda Kullanımı

izel motorlar biyodizel kullanarak da

Dçalışabilirler. Dizel motorlar, havanın

önce sıkıştırıldığı, sonra da yakıtın

ultra-sıcak, ultra-basınçlı yanma bölümüne

püskürtüldüğü sıkıştırma ile başlatma

ilkelerine göre çalışırlar. Yakıt/hava

karışımını ateşlemek için bir kıvılcım

kullanan benzinli motorların tersine dizel

motorlarda sıcak havayı ateşlemek için yakıt

kullanılır. Bu basit işlem sayesinde de dizel

motorlar kalın yakıtlarda da çalışabilir.

Biyodizel kimyasal olarak dizel yakıtlara

benzediği için herhangi bir dizel aracın yakıt

deposuna doğrudan biyodizel katılabilir.

Biyodizel, dizel yakıt kullanan motorlarda

herhangi bir teknik değişiklik yapılmadan

veya küçük değ i ş ik l i k ler yap ı la rak

kullanılabilir. Ancak biyodizel, 1996 yılı

öncesinde üretilen bazı araçlarda kullanılan

doğal kauçuk ile uyumlu değildir. Çünkü

biyodizel, doğal kauçuktan yapılan hortum

ve contaları tahrip eder.

Ancak bu problemler B20 (% 20 biyodizel / %

80 dizel) ve daha düşük oranlı biyodizel/dizel

karışımlarında görülmez. Bununla birlikte,

biyodizelin çözücü özelliği nedeniyle dizel

yakıtının depolanmasından kaynaklanan

yakıt deposu duvarlarındaki ve borulardaki

kalıntıları ve tortuları çözdüğü için filtrelerin

tıkanmamasına yönelik önlemler alınmalıdır.

Ay r ı c a y a k ı t i s t a s y o n l a r ı v e a r a ç

tamirhanelerinde herhangi bir değişikliğe

gerek yoktur.

Almanya'da 1996 yılından itibaren piyasaya

sürülen VW ve AUDI motorlu araçların

hepsinde ve Mercedes kamyonlarında

biyodizel kullanımı tamamiyle serbest

bırakılmıştır. Taksi amaçlı kullanılan

Mercedes otomobiller de kullanımda

serbesttir. Diğer Mercedes ve BMW 5 serisi

için ek 300 DM' lık bir dönüşüme ihtiyaç

vardır.

Fransa'da Sofiproteol, Rouen, Novaol gibi

biyodizel üreticileri, Peugeot, Citroen,

Renault gibi otomotiv üreticileri ve Elf, Total

gibi petrol firmaları genelinde Avrupa Birliği

politik desteği ile gerçekleşen biyodizel

üretimi kanola yağından sağlanmaktadır.

25

26

BİY

OD

İZEL Ü

RET

İMİ Almanya, İtalya, Avustralya başta

olmak üzere tüm Avrupa ve Amerika'da biyodizel üretim ve tüketimi hızla çoğalmaktadır.

2005'de Almanya 2 milyon tona ulaşmıştır.

Kyoto protokolüne göre %2 2010'da %10 biyodizel kullanılması mecburi olmuştur. Bir çok ülkede biyodizel yasal olarak vergiden muaftır.

Biyodizel üretiminde kullanılan en favori ürün soya fasulyesidir.Elde edilen bitkisel veya biyolojik

yağlar metanol ile karıştırılıp sodyum h id roks i t l e tepk ime hızlandırılır ve sonuç olarak ester ve gliserin oluşur. Ester yakıt olurken yan ürün gliserin ise diğer sektörlerde kullanılır.

Biyodizel üretiminde fotosentetik mikroalgler artık söz sahibi olmaya başlamıştır.

Bitkisel kaynaklı üretilen biyodizel miktarına oranla üretimi daha fazla olmakta ve fabrikasyon otonomisi sağlanabilmektedir.

Bitkisel yağlardan transesterifi-

kasyon reaksiyonu (alkoliz) ile

b iyodize l e lde edi lmektedir.

Transesterifikasyon reaksiyonunda

yağ, monohidrik bir alkolle (etanol,

metanol), katalizör (asidik, bazik

katalizörler ile enzimler) varlığında

ana ürün olarak yağ asidi esterleri ve

gliserin vererek esterleşir.

Ayrıca esterleşme reaksiyonunda yan

ürün olarak di- ve monogliseridler,

reaktan fazlası ve serbest yağ asitleri

oluşur. Biyodizel üretiminde bitkisel

yağ olarak kolza, ayçiçek, soya ve

kullanılmış kızartma yağları, alkol

olarak metanol, katalizör olarak

alkali katalizörler (sodyum veya

p o t a s y u m h i d r o k s i t ) t e r c i h

edilmektedir.

Hayvsansal yağlar da biyodizel

üretiminde kullanılabilir.

Üretim teknolojisinde zorluk bulun-

mamaktadır. Üretimdeki en önemli

nokta biyodizelin saflık derecesidir.

Bu nedenle rafinasyon aşaması önem

kazanmaktadır. Biyodizel %99 değeri

üzerinde saf üretilmelidir.

27

28

BiyodizelÜ r e t i mAşamaları

29

BİYODİZEL ÜRETİM YÖNTEMİ

Biyodizel üretiminin çeşitli metotları olmakla birlikte günümüzde en yaygın olarak kullanılan yöntem transesterifikasyon yöntemidir. Transesterifikasyon; yağ asitlerinin (bitkisel yağlar, evsel atık yağlar, hayvansal yağlar) bazik bir katalizör eşliğinde alkol (metanol,etanol vb.) ile esterleşme reaksiyonudur. Bu yöntem ile biyodizel üretiminde aşağıdaki işlem basamakları takip edilmektedir:

1.Alkol ve katalizörün karıştırılması: Katalizör tipik olarak sodyum hidroksit (kostik soda) veya potasyum hidroksittir. Katalizör standart bir karıştırıcı ve mikser kullanılarak alkol içerisinde çözülür.

2.Reaksiyon: Alkol/katalizör karışımı kapalı reaksiyon kabı içerisine doldurulur ve bitkisel veya hayvansal yağ ilave edilir. Daha sonra alkol kaybını önlemek amacıyla sistem tamamen atmosfere kapatılır. Reaksiyon karışımı, reaksiyonu hızlandırmak amacıyla belli bir sıcaklıkta tutulur ve reaksiyon gerçekleşir. Önerilen reaksiyon süresi 1 ile 8 saat arasında değişmektedir ve bazı sistemler reaksiyonun oda sıcaklığında olmasını gerektirir. Hayvansal veya bitkisel yağların kendi esterlerine tamamen dönüştürülmesinden emin olunmasını sağlamak için normal olarak fazla alkol kullanılır.Beslemedeki hayvansal veya bitkisel yağların içerisindeki su ve serbest yağ asitlerinin miktarının izlenmesi konusunda dikkatli olunmalıdır. Serbest yağ asiti veya su seviyesinin yüksek olması sabun oluşumu ve gliserin yan ürününün alt akım olarak ayrılması problemlerine neden olabilir.

3.Ayırma: Reaksiyon tamamlandıktan sonra iki ana ürün gliserin ve biyodizeldir. Her biri reaksiyonda kullanılan miktardan arta kalan

önemli miktarda metanol içerir. Gerek görülürse bazen reaksiyon karışımı bu basamakta nötralize edilir. Gliserin fazının yoğunluğu, biyodizel fazınınkinden çok daha fazla olduğundan bu iki faz gravite ile ayırılabilir ve gliserin fazı çöktürme kabının dibinden kolayca çekilebilir. Bazı durumlarda bu iki malzemeyi daha hızlı ayırmak amacıyla santrifüj kullanılır.

4.Alkolün uzaklaştırılması: Gliserin ve biyomotorin fazları ayrıldıktan sonra her bir fazdaki fazla alkol bir flaş buharlaştırma veya distilasyon prosesi ile uzaklaştırılır ve reaksiyon karışımı nötralize edilir. Gliserin ve ester fazları ayırılır. Her iki durumda da alkol distilasyon kolonu kullanılarak geri kazanılır ve tekrar kullanılır. Geri kazanılan alkol içerisinde su bulunmamalıdır.

5.Gliserin nötralizasyonu: Gliserin yan ürünü, kullanılmamış katalizör ve bir asit ile nötralize edilmiş sabunlar içerir ve ham gliserin olarak depolanmak üzere depolama tankına gönderilir. Bazı durumlarda bu fazın geri kazanılması sırasında oluşan tuz, gübre olarak kullanılmak üzere geri kazanılır. Pek çok durumda tuz gliserin içerisinde bırakılır. Su ve alkol, ham gliserin olarak satışa hazır olan % 80-88 saflıkta gliserin elde etmek amacıyla uzaklaştırılır. Daha sofistike işlemlerde gliserin %99 veya daha yüksek saflığa kadar distillenir ve kozmetik ve ilaç sektörüne satılır.

6.Metil ester yıkama işlemi: Gliserinden ayırıldıktan sonra biyomotorin kalıntı katalizör ve sabunları uzaklaştırmak amacıyla ılık suyla yavaşça yıkanır, suyu uzaklaştırılır ve depolamaya gönderilir. Bazı proseslerde bu basamak gereksizdir. Bu normal olarak, açık amber-sarı renkte, petrodizele yakın viskoziteli bir sıvı veren üretim prosesinin sonudur. Bazı sistemlerde de biyomotorin distillenerek safsızlıkların uzaklaştırılması sağlanır.

30

Türkiye’de Biyodizel Üretimi

esmi gazetede yayımlanan 25 Şubat 2011

Rtarih ve 27857 tarihli Bakanlar Kurulu

Kararı i le Oto Biyodizel ve Yakıt

Biyodizeline 0,9100 TL/Lt ÖTV uygulaması

getirilmiştir. Biyodizel üretiminde maliyetin büyük

bölümünü hammadde oluşturmaktadır. Üreticiler

tarafından ÖTV uygulamasının getirilmesi ile

biyodizel üretiminin maliyeti kurtarmadığı

belirtilmiştir. Halihazırda da ülkemizde bu sektör

duraklamış vaziyettedir. Çoğu üretici lisanslarını

iptal ettirmiş, lisansı olanlarda üretim yapamaz

duruma gelmiştir. Ülkemizde sadece bir firma

tarafından 20 bin tonluk bir üretim yapıldığı

bilinmektedir. Ülkemizde 2012 yılı itibari ile 34

adet biyodizel üretimi için İşleme Lisansı almış

tesis bulunmaktadır. Bu tesislerin toplam biyodizel

üretim kapasitelerinin 561.217 ton olduğu EPDK

tarafından bildirilmiştir.

Resmi gazetede yayımlanan 27 Eylül 2011 tarih ve

28067 sayılı “Motorin Türlerine İlişkin Teknik

Düzenleme Tebliğinde Değişiklik Yapılmasına Dair

Tebliğ”e göre Piyasaya akaryakıt olarak arz edilen

motorin türlerinin, yerli tarım ürünlerinden

üretilmiş yağ asidi metil esteri (YAME) içeriğinin:

1/1/2014 tarihi itibariyle en az %1, 1/1/2015

tarihi itibariyle en az %2, 1/1/2016 tarihi itibariyle

en az %3 olması zorunludur

Biyomotorin İçin Çevre ve

E m n i y e t B i l g i l e r i

Akut Oral Toksite:

Biyomotorin toksik olmayan bir yakıttır ve sofra tuzundan 10 kat daha az toksiktir.

Akuatik Toksite: 96 saatlik ölümcül konsantrasyon (LC) test sonuçların 1000 mg/lt'den büyüktür. Bu seviyelerdeki ölümcül konsantrasyon önemsiz olarak değerlendirilmektedir.

İnsanlarda Deri İrritasyonları: 24 saat süren insan testinde çok hafif irritasyona sebep olduğu belirlenmiştir. İrritasyon % 4 sabun-su çözeltisinin etkisinden daha az olmuştur.

Biyolojik Parçalanabilirlik: Biyomotorin, motorinine göre 28 günde 4 kat daha hızlı ve kolay parçalanabilmektedir.

Alevlenme Noktası: Motorininin alevlenme noktası 175 °F iken biyomotorin alevlenme noktası 250-300 °F civarındadır, bu değer taşınım-kullanım ve depolamada emniyet sağlar.

31

Biodiesel Dergisi - Nisan 2013 KONYA