Araçlarda Doğal Gaz Kullanımının Çevreye, Ekonomiye Etkisi
Türker Yetkin ÖZDEMİR
Makine Yüksek Mühendisi
- GİRİŞ
Dünyada kullanılan enerjinin çoğu fosil yakıtlardan sağlanır. Fosil yakıtların yanması sera gazları ve kirletici emisyonlar üretir. Fosil yakıtlar içinde doğal gaz bu açıdan en uygun yakıttır. Buna karşın doğal gaz, mobil kullanım amaçları için depolama ve doldurma tesisleri açısından problemlere sahiptir. Ancak sıkıştırılmış doğal gaz (CNG), kısıtlı bir seyir bölgesine sahip olan toplu taşıma otobüslerin içten yanmalı motorları için ideal yakıt olabilir.
Doğal gaz, hidrokarbon bileşiklerinin karışımıdır ve çoğunlukla metandan oluşur. İçerdiği enerji yoğunluğu ve dizel yakıtına kıyasla tüm dünyada genel olarak sahip olduğu düşük fiyat gerçeği doğal gazı diğer yakıt tiplerinin önüne geçirir. Diğer yakıt türlerine kıyasla ucuz ve ulaşılabilir olması sonucu tüm dünyada doğal gazı içten yanmalı motorlarda uygulamaya yönelik çalışmalar artmıştır. Araç üreticileri ve araç sahipleri doğal gazı kullanmaya yönelmişlerdir. Avrupa’da 2003 yılında 500 bin CNG yakıtlı araç varken bugün bu sayı 2 milyonu geçmiştir. Tüm dünyada ise doğal gazlı araç sayısı 16 milyonu geçmiştir.
Tablo 1. Doğal gazın kimyasal özellikleri
- Araçlarda cng kullanımının çevreye etkisi
Doğal gazın bünyesinde diğer yakıtlar gibi kükürt veya organik bileşikler olmadığından yandığında hava kirliliği ve insan sağlığı için zararlı gazlar en az miktarda oluşur. Sera etkisi yapıcı gazlarda doğal gaz diesel’e göre %22, benzine göre %29, CO2’ de benzine göre %25, LPG’ye göre %12, NOx’lerde dizele göre %70 benzin ve LPG’ye göre % 30 azalma, metan dışı organik gazlarda %87, CO’da %90 azalma sağlar.
Tablo 2. Motor türlerine göre emisyon değerleri
CNG yakıt ile diğer emisyon sınıfları karşılaştırıldığında, CNG yakıttan çıkan salınımın emisyon limitlerinin en altında olduğu görülmektedir. Yapılan araştırmalar, kilometre başına gr CO2 salınımı açısından değerlendirildiğinde benzin kullanan araçların 164 gr, dizel kullanan araçların 156, CNG kullanan araçların 124 gr salınım gerçekleştirildiğini ortaya koymaktadır.
Amerika Çevre Koruma Ajansı EPA’ya göre, geleneksel araçlara kıyasla, sıkıştırılmış doğal gaz ile çalışan araçlar; %25 CO2, %90-97 CO emisyonlarında; %35-60 N2O, %50-75 metan hidrokarbon emisyonlarında azaltım sağlamaktadırlar. Doğal gazlı araçlarda partikül madde yok denecek kadar azdır ve daha az toksik ve kanserojen madde içermektedirler.
CNG kullanımının avantajları aşağıdaki gibi sıralanabilir.
- CNG yakıt olarak 650°C’de yanan bir gaz olup havadan hafif olduğu için patlama tehlikesi çok düşük bir orandadır. Bu suretle yapılan araştırmalar dâhilinde benzin ve LPG’den daha güvenli olduğu tespit edilmiştir.
- Karbonmonoksit (CO) oranı %0 olduğu için çevreye dost bir alternatif yakıttır.
- CNG; benzinle çalışan araçlarda %60-70 oranında, LPG ile çalışan araçlarda ise %30 daha tasarrufludur.
- İstasyonlarda depolama yapılma imkânı mevcuttur.
- Motora hiçbir zararı olmayan CNG kullanımında ortalama 35.000-40.000 km’de bir yağ değişimi yapılmakta olup motor ömrünü uzatmaktadır.
- Oktan sayısının yüksek olmasından dolayı daha temiz yanma karakterine ve daha yüksek ısı verimliliğine sahiptir.
- Motora direkt gaz girdiğinden soğuk havalarda aracı çalıştırma problemi olmamaktadır.
İETT Kağıthane Garajı’nda faaliyette olan 240 adet CNG’li otobüsün 2014 yılı içerisinde kullanmış oldukları doğal gaz miktarı ve kat ettikleri kilometre verilerinden yararlanılmıştır. Kıyaslama verisi olarak da, normal dizel yakıt kullanan bir otobüsün ortalama 0,55 lt/ km yakıt tüketiminde bulunduğu kabul edilmiştir.
CNG’li otobüslerin ortalama yakıt tüketimi ve kilometre verileri incelendiğinde yıl içerisinde ortalama 0,68 m3/km değerinin yakalandığı, özellikle klima kullanımının arttığı yaz aylarında bu değerin 0,72 m3/km değerine kadar yükseldiği gözlemlenmiştir.
Tablo 3. 2014 yılı km ve doğal gaz tüketim değerleri
Yapılan hesaplamalara göre tüketilen 8.921.626 m3 doğal gaza karşılık dizel kullanılması durumunda 6.735.587 lt tüketim gerçekleşecektir. Bu durumda The Green House Gas Protocol Initiative hesaplama modülüne göre yapılan hesaplamalarda, CNG kullanımına ait gerçekleşecek CO2 salımı 16.698 ton olurken, dizel yakıt kullanılması durumunda bu değer yaklaşık %8 artış göstererek 18.026 ton olarak gerçekleşecektir.
- Araçlarda cng kullanımının Ekonomiye etkisi
Asağıda İ.E.T.T. bünyesindeki IKARUS marka 1993 model bir otobüsteki RABA-MAN D 2156 HM6UT model motor için doğal gaz kullanımdaki yıllık ve 100km’deki tasarruf miktarları incelenmiştir.
Tablo 4. Ikarus marka otobüsün doğal gaz
Bir otobüs için doğal gaz kullanımından elde edilecek tasarruf günde 283,8 TL, 30 günde 8.514 TL, yıllık ise 102.168 TL olacaktır.
- SONUÇLAR
Doğal gaz farklı tiplerdeki taşıtlara uygulanabilen alternatif bir yakıttır. Başta CO2 emisyonu olmak üzere taşıt kaynaklı kirliliği azaltıcı etkiye sahip olması ve daha düşük satış fiyatından dolayı benzin ve dizel yakıtlarına göre önemli bir alternatif olarak görülmektedir. Günümüzde dünyanın karşılaştığı en önemli sorunlar arasında, çevre ve insan sağlığı ile ekonomik sorunlar yer almaktadır. Bu problemlerin azaltılmasında doğal gazın önemli bir potansiyele sahip olduğu ortaya çıkmaktadır. Dünya genelinde doğal gazlı taşıt sayısının hızla artışı da bu problemlerin azaltılması düşüncesinin bir sonucudur.
KAYNAKLAR
[1] S. DUVARCI, “Araçlarda Doğal gaz Kullanımı,” Kocaeli, İZGAZ, 2011.
[2]YALÇIN. Y, “Toplu Taşımada CNG Kullanımının Sera Gazı Emisyonlarına Etkisi”, ICCI 2015 Bildiri Kitabı, İstanbul, 2015
[3] BAHADIR. T, “Alternatif Yakıtların Dizel Motorlarda Kullanımı Teknik ve Ekonomik Analizi”, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, 2007