Biyodizel

Tarihi Gelişimi

İlk olarak 1900 lü yıllarda Rudolf Diesel yer fıstığı yağıyla dizel motoru Dünya Fuarında çalıştırmış böylece sebze yağlarının yakıt olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Ancak petrolün daha revaçta olması sebeyile ilgi görmemiştir.Ancak 1970lere gelindiğinde petrol sıkıntısı nedeniyle alternatif enerji kaynakları aranmıştır.Biyodizel ismi ilkolarak 1992 yılında Amerika Ulusal SoyDiesel Geliştirme Kuruluşu tarafından kullanılmıştır.

Kullanım alanları

Biyodizel, araçlarda, ısınmada, havacılık sanayinde kullanılan bir üründür.
Büyük Britanya'lı iş adamı 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 gerçekleştirilmiştir. 4 motorlu Boeing 747-400′ün tek motoruna %20 oranında hindistan cevizi ve babassu bitkisinden elde edilmiş biyoyakıt eklenmiştir. Uçuş başarılı olmuştur.

Üretimi

Almanya,İtalya,Avustralya başta olmak üzere tüm Avrupa ve Amerika'da biyodizel üretim ve tüketimi hızla çoğalmaktadır.2005'te Almanya 2 milyon tona ulaşmıştır.Kyoto protokolüne göre %2 2010'da %10 biyodizel kullanılması mecburi olmuştur.Birçok ülkede biyodizel yasal olarak vergiden muaftır.
Biyodizel üretiminde kullanılan en favori ürün soya fasulyesidir.Elde edilen bitkisel veya biyolojik yağlar metanol ile karıştırılıp sodyum hidroksitle tepkime 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.

Özellikleri

Biyodizel orta uzunlukta C16-C18 yağ asidi zincirlerini içeren metil veya etil ester tipi bir yakıttır.Biyodizel verim olarak mazota yakın ve motor performansı olarak eşdeğerdir.
Zehirli atıklar içermez,şeker gibi doğada hızlı çözünür ve nitrojen tutma özelliği sayesinde fertilize ihtiyacını azaltır.
Ozon tabakasına olan olumsuz etkiler diğer yakıta göre %50 azdır.

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 günde %95'i, motorinin ise %40'ı bozunabilmektedir. Biyodizelin doğada bozunabilme özelliği 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 vücut 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. Biyodizelin toksik olmamasına karşın, biyodizel ve biyodizel-dizel karışımlarının kullanımında; dizel için zorunlu olan standart koşulların (göz koruyucular, havalandırma sistemi vb.) 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-dizel karışımları, dizelden daha yüksek akma ve bulanma noktasına sahiptir; bu durum yakıtların soğukta kullanımında sorun çıkarır. Akma ve bulanma noktaları uygun katkı maddeleri (anti-jel maddeleri) kullanımı ile düşürülebilmektedir. Biyodizel-dizel karışımları 4 °C üzerinde harmanlama ile hazırlanmalıdır. Soğukta harmanlamada biyodizelin dizel 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.

Biyomotorinin Çevresel Etkileri Yönüyle Değerlendirilmesi

Biyomotorin, Amerikan Çevre Koruma Ajansı (EPA) Temiz Hava 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:
ØToplam kirli hava kütlesi oluşturma potansiyeli  motorinden  % 50 daha azdır.
ØSO2 emisyonu ve bu emisyona bağlı olarak oluşan  asit yağmuru gerçekleşmemektedir.
ØCO  egzoz emisyonu  motorinine göre % 50 daha az oranda tespit edilmiştir.
ØParçacık emisyonu solumanın insan sağlığı açısından zararı  bilinmektedir. Biyomotorin,  motorinine göre % 30 daha az oranda parçacık emisyonu ortaya çıkarmaktadır.
ØAzot oksit emisyonu, motor tipine bağlı olarak artmakta veya azalmaktadır. Yapılan testlerde azot oksit emisyonunun  % 13 oranında arttığı görülmüştür. Ancak, biyomotorinde kükürt olmamasından ötürü,  motorin için  kullanılamayan bazı egzoz emisyonu azaltma teknolojileri biyomotorine rahatlıkla  uygulanmakta ve  azot oksit emisyonlarının kontrol edilmesi mümkün olmaktadır.
Biyomotorin, motorin kullanımından kaynaklanan   ve insan sağlığını tehdit eden birçok 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.