Geleceğin Çevrecileri CNG’ler


Ülkemizde de; İstanbul, Ankara, Adana, Sakarya, Bursa, Afyon, Bolu ve Eskişehir’de belediye otobüslerinin egzoz gazlarının neden olduğu hava kirliliğini azaltmak için birtakım projeler geliştirilmekte olup doğalgaza dönüşümleri tamamlanan,otobüslerin kullanımına başlanmıştır. Günümüzde  çevreci olarak  tanınan  bu otobüslerimizin bu kimliği nasıl kazandığını ve sistemlerinde neler barındırdığına üzerlerindeki mühendislik çalışmalarına, verimliliklerine, emisyon değelerine , avantaj ve dejavantajlarına,tassaruf konularına değineceğiz.

1

 Bu otobüslerimizin doğalgazlı  yakıt sistemi ile çalışmakta ve CNG’li(compressed natural gas)  türkçe adı ile sıkıştırılmış doğalgazlı araçlar olarak piyasaya sürülmektedir.İlk olarak  1990 da Ankara büyük şehir belediyesi tarafından kullanılmıştır sonrasında 1994 yılında istanbulda 2 adet CNG dönüşümü yapılarak kullanılmaya başlanmıştır.  Türkiyede MAN,MERCEDES, TEMSA,OTOKAR-KARSAN,BMC gibi firmalar özellikle toplu taşıma araçlarını CNG’li olarak da üretmektedir. Fiat Türkiye bursa fabrikasında doğalgazlı doblo marka araçı üretip İtalya’ya ihraç etmektedir. Türkiyede toplam araç sayısı 15 milyon civarında olup bunların 3.339 CNG’li araç  ve bunların içersinde de  1.489’u CNG’li  kamyon ve otobüsleri temsil etmektedir.Türkiye, 2010 verilerine göre dünya sıralamasında doğalgazlı araç kullanımında 38. sıradadır ve dünyadaki araç yüzdesinin  % 1.4’lük oranını doğal gazlı araçlar kaplamaktadır. Aşağıdaki resimde diğer üretici firmalar ve bir CNG’li araçın sistemi gösterilmektedir .

2

CNG’li araçların çalışma mantığı tıpkı otto ve dizel arabaların çalışma mantığı ile aynıdır. Bu çalışma işlevleri CNG-Disel,sadece CNG ve CNG-Benzin şeklinde sınıflandırılmaktadır.Doğal gaz yakıt olarak kullanılmaktadır  ve doğalgazın oktan sayı yüksek olduğu için yüksek sıkıştırma oranı sağlar ve motorda vuruntu kacınılmaz olur bunun engellenmesi için çalışma prensibinde değişiklikler yapılmaktadır. Peki CNG nasıl yakıt halinde depo edilir;  200-3600 psi kadar sıkıştırılıp, basıçlı kaplarda saklanan yoğunlaştırılmış kullanıma sunulan gaz olarakta ifade edebiliriz doğalgazı. Doğalgazın kullanımı alanını fazlalaştırmak için 200-300 bar’a kadar sıkıştırılır bu işlem, doğalgaz şebekesinden  alınan gazı bir kompresör yardımı ile 300 bara kadar depolama alanına sıkıştırılarak muhafaza edilmesi ile sağlanır. Sıvılaştırılarak da taşınmaktadır doğalgaz ve LNG (Liquefied Naturel Gas) olarak adlandırılmaktadır.Doğalgazlar sıvılaştırıldığı zaman hacimce 600 kat küçülür. Depolama için imal edilen ürünümüzün bu basıç degerlerine göre üretilmesi gerekir.

3

Doğalgazın hem buji ile ateşlemeli hem de sıkıştırma ile ateşlemeli motorlarda önemli dönüşümleri gerektirmeksizin ve dikkate değer performans kaybına yol açmaksızın kullanılabileceği ifade edilmektedir. Yapılan bir deneysel çalışmada , benzin motorunun doğal gazla çalıştırılmasının tork ve güç değerlerini bir miktar azalttığı, ancak özgül enerji maliyetinin düşük olması nedeniyle, hem benzin motorunda, hem de dizel motorundaki çift yakıtlı kullanımında,benzinli ve dizel çalışmalarına göre daha ekonomik olduğu tespit edilmiştir.

Yüksek performansa ve düşük emisyonlara sahip bir doğalgaz motorunun yapımı, doğru sıkıştırma oranının tespiti ile sağlanmaktadır.Bu oran her motor için değişebilir. Sıkıştırma oranının artırılmasını motor vuruntusu sınırlamaktadır. Doğal gazın yüksek oktan sayısına sahip olması sıkıştırma oranının artırılabilmesini sağlamaktadır. Genel olarak benzin motorlu taşıtlarda sıkıştırma oran 10:1 ve benzinin oktan sayısı 90 dır. Fakat ortalama olarak doğal gaz motorunda sıkıştırma oranı 12:1 ve doğal gazın oktan sayısı ROS(Araştırılan oktan sayısı) 130, MOS(Motor oktan sayısı) 105 dir. Oktan sayısı yakıtın kalitesine göre daha da az olabilmektedir. Yüksek oktan sayısı demek; vuruntunun ortadan kalkması, daha uzun buji ömrü, yağlama yağının daha fazla kullanımı ve soğuk havalarda iyi çalışma demektir. Doğal gaz motorlarında sıkıştırma oranının mümkün olduğunca yüksek tutulması önemlidir. Sıkıştırma oranının artırılması ısıl verimin yükselmesini sağlar. Isıl verimin yükselmesi de yakıt tüketiminde azalma demektir.

Çift yakıtlı motorlarda silindir içindeki doğal gaz-hava karışımının tutuşmasını sağlamak amacıyla, motorun kendi püskürtme sistemi ve püskürtme pompası kullanılarak pilot dizel yakıtı püskürtülür. Bu amaçla, silindire sokulan toplam enerjinin %5-10 kadarına denk miktarda dizel yakıt, sıkıştırma zamanı sonunda silindire püskürtülür. Püskürtme anında tutuşan pilot yakıt yardımıyla karışım tutuşur.Bu işleyişin mükemmel ve vuruntusuz olması için enjektörlerde ve piston yüzeyinde değişiklikler yapılmaktadır. Benzinli-CNG  çalışma prensibi bilinen LPG sistemi ile aynıdır.

4Dogalgazın büyük bölümünü %90-96 CH4 (metan) gazı olusturmaktadır. Geri kalan bölümünü ise %2.411 C2H6 (etan), %0.736 C3H6 (propan), %0.371 C4H10 (bütan), %0.776 N2 (azot), %0.164 C5H12 (pentan) ve % 0.085 CO2 (karbondioksit) olusturmaktadır.

Peki CNG nin avantajları neler;

-Yapısında kükürt ve organik birleşikler olmadığından  yandığında hava kirliliğine ve insan sağlığına en az zarar veren gazlar meydana gelir

-Sera etkisi yapma bakımından dizele göre %22, benzine göre %29

-CO2 de benzine göre %25,LPG ye göre %12

-Metan dışı organik gazlarda %87

-NOX’ lerde dizele göre %70 benzine ve LPG ye  göre %30

-CO  salınımında %90 azalma. Bu değerlerin oluşmasının en büyük sebebi doğalgazın  yapısında  yüksek oranda Hidrojen içermesidir. Partikül salınımı açısındanda en iyi yakıt sınıfındadır.

-CNG yakıt olarak 585 C yanan ve havadan hafif bir gaz olduğu için güvenilirlik açısından diğer yakıtlarıda geride bırakıyor

-CNG ile çalışan bir araç motorunun ömrü uzamakta ve ortalama 35-40 bin km de  bir yağ değişimi gerekmektedir

Elbette böyle iyi değerler sağlarken bazı kayıpların olmaması kaçınılmaz

CNG’nin  dezavantajları;

-CNG’li araçlar ortalama %5-%15   tork ve güç değerlerinde azalma olmaktadır.

-Menzil mesafesi düşmektedir ve depolama hacmi büyük alan kaplamaktadır

-Dolum istasyonlarının azlığı ve bu istasyonların diğer yakıt istanyonlarına nazaran maliyetinin yüksek olması

-Dolum süresinin benzin ve  dizele göre 2-3 kat uzaması ve zahmetli dolu

5 Emisyon açısından yapılan bir deney verilerini sizlerle paylaşmak istiyorum;

Bir dizel motor uygun değişikler yapılarak CNG’li motora dönüştürülüyor. Dönüşümden önce motorun CO emisyonu hacimsel olarak %0.12 iken dönüşümden sonra %50 azalarak %0.06 değerine düştüğü görülmektedir.Bu da yaklaşık olarak kilometre başına yaklaşık 0.35 g emisyona karşılık gelmektedir.

CO2 emisyonu hacimsel olarak %17.8 iken dönüşümden sonra yaklaşık %53.93 azalarak %8.2 değerine düşmüş olduğu görülmektedir. Kilometre başına 150 g dan daha fazla emisyon kontrolü demektir.

HC emisyonu 63 ppm iken dönüşümden sonra yaklaşık %33.33 artarak 84 ppm değerine yükseldiği görülmektedir.CNG’ ye dönüşümden sonra HC emisyonundaki bu artış  ulaşılan değerin, limit değer olan 1200 ppm’ nin yine de çok altında olması nedeniyle önemsenmeyecek bir artış olarak değerlendirilebilir.

PM(partiküllü madde) açısından bakıldığında dönüşümden önce motorun k değeri 4.7    1 /m3  iken dönüşümden sonra yaklaşık %99.36 azalarak 0.03 değerine düşmüş olduğu görülmektedir. Partikül madde insan sağlığı açısından en tehlikeli emisyon ürünüdür.Bu dönüşümün insan sağlığı açısından en önemli değerleri yakalaması ve temiz bir doğa sunması açısından oldukça başarılı bir yakıt.

6

Yine deney verilerine bakılarak ekonomik açıdan kazanc hesabı yapılacak olursa; Ocak 2013 itibarıyla dizel yakıtının (motorinin) fiyatı 4.16 tl/lt CNG’nin fiyatı ise 2.37 tl/m3 civarındadır. 100 kilometrede ortalama 10 lt dizel yakıt tüketen bir araç, doğal gaza dönüştürüldüğünde yine 100 kilometrede ortalama 11 m3 CNG tüketmektedir. Bu da günde 100 km yol kat eden bir araç için günlük; (4.16)(10) – (2.37)(11)=15.53 veya %37.33 kazanç anlamına gelmektedir. Yani böyle bir aracın doğal gaz dönüşümü, araç başına aylık yaklaşık 466 , yıllık da 5591 kazanç sağlayacaktır.

7

CNG ile tasarrufun daha iyi anlaşılması için matematik verilerine dökeçek olursak;

-Benzine göre % 54.7

-Motorine göre % 24.1

-LPG ye göre ise % 36.4 tasarruf etmektedir.

Aynı maliyetle karşılanan yakıtların kilometreleri ise şöle;

– Benzin ile 100 km giderken CNG ile 220.6 km yol

-Dizel ile 100 km giderken CNG ile 131.7 km yol

– LPG ile 100 km giderken CNG ile 157.2 km yol  kat etmek mümkün.

SEDAT IŞIK

sedat034@gmail.com

 

Like
Like Love Haha Wow Sad Angry
What's Your Reaction?
Angry Angry
0
Angry
Cute Cute
0
Cute
Fail Fail
0
Fail
Geeky Geeky
0
Geeky
Lol Lol
0
Lol
Love Love
0
Love
OMG OMG
0
OMG
Win Win
0
Win
WTF WTF
0
WTF

Comments 1

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Geleceğin Çevrecileri CNG’ler

log in

reset password

Back to
log in