Bitkisel kökenli yerli yakıtlar: Biyodizel ve alkol

Yenilenebilir enerji kaynaklarına en popüler örnek dizel motorlu araçlarda kullanılan biyodizeldir.

Prof. Dr. Y. Onur Devres
Devres Teknoloji ve Danışmanlık Hiz. Ltd. Şti.


Petrol fiyatlarının artması, temini ile ilgili belirsizlikler ve çevre ile ilgili önlemler sonucu yeni ya da yenilenebilir enerji kaynakları üzerine çalışmalar yoğunlaşmıştır. Günümüz için çok “yeni” olmasa da yeni enerji kaynaklarına örnek olarak hidrojen verilebilir. Enerji kaynağı olarak hidrojenin kullanıldığı, kimyasal enerjinin elektriğe çevrildiği yakıt hücreleri bugün FCV (“Fuel Cell Vehicle”) olarak adlandırılan araçlardan (Toyota Mirai FCV First Drive, Hyundai Tucson ix FCEV, Mercedes B-Class F-CELL, Nissan Terra FCEV vb.) taşınabilir elektronik cihazların pillerine (Apple US Patent Başvurusu 20150249280, http://www.intelligent-energy.com/hydrogen-landscape/) kadar çok geniş bir uygulama alanına sahiptir. Araçlarda çözüm yönelimi yakıt hücresi ve elektrik hibrid (FCEV “Fuel Cell Electic Vehicles”) yönündedir. 5 kg hidrojen ile 500 km yol alınabilmektedir. Maliyetlerin düşmesi ile uygulamaların daha da gelişmesi beklenmektedir. Ancak Tesla’nın öncülük ettiği bir diğer grup BEV (“Battery Electric Vehicles”) üzerine yoğunlaşılması gerektiğini belirtmektedirler. BEV’lerin önde gelenleri Renault Zoe, Tesla Model S, BMW i3, Volkswagen e-Golf, Hyundai Ioniq olarak sıralanabilir.

Yerli otomobilin trafiğe çıkacağı tarih Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanı Faruk Özlü’nün,  A Haber'de katıldığı bir canlı yayında açıkladığına göre 2019 Mart ayı olarak hedeflenmektedir. Şu andaki yaklaşım ile FCV, FCEV ya da BEV bize uzak gibi durmaktadır. O zaman kısa vadede, yeni yerine yenilenebilir enerji tarafında yoğunlaşmak Ülkemiz açısından daha doğru olabilecektir.

Yenilenebilir enerji kaynaklarına en popüler örnek dizel motorlu araçlarda kullanılan biyodizeldir. Yenebilir enerji kaynaklarımızdan yağlı tohumlardan, özellikle kanola ve aspirden elde edilen yağların ya da hayvansal veya atık yağların baz ve katalizör yardımı ile işlenmesi ile üretilir. Bakanlar Kurulu Kararı ve Maliye Bakanlığının tebliği ile biyodizel tamamen yerli tarım ürünlerinden elde edilse bile %100 biyodizel kullanımında %98 ÖTV tatbik edilmektedir. Gümrük Vergisi olmayan sadece ÖTV’ye tabi olan petrol ürünleri karşısında, hammaddelerine hem gümrük vergisi olan hem de bu şekilde yüksek oranda ÖTV’ye tabi tutulan biyodizel, ilgili sektörü sıkıntıya sokmuştur (http://www.albiyobir.org.tr/).

Bugün ülkemizde 1.5 milyon ton kurulu biyodizel kapasitesi bulunmaktadır. Türkiye’nin yıllık dizel ve fuel oil tüketiminin 18-19 milyon ton olduğu düşünülürse, ne derece büyük bir kapasiteye sahip olduğumuz ortaya çıkar. Bu kapasite ile Türkiye, kurulu biyodizel üretim kapasitesi itibarı ile Almanya’dan sonra dünya ikincisidir. Biyodizel yatırımı yapan firmalarımızın %65’i tarımdan gelmiş ve bunların %50’si yağ sıkma fabrikaları olup; söz konusu yatırım ile kapasite kullanım oranlarını yükseltmeyi amaçlamışlardır (http://www.albiyobir.org.tr/).  

Petrol piyasasında faaliyet gösteren rafinerici ve dağıtıcılar, tamamen yerli tarım ürünlerini kullanarak üretim yapan biyodizel üreticilerinden temin edecekleri biyodizeli, mevzuata bağlı olarak akaryakıt ile en az yüzde iki oranında harmanlayabilirler. Harmanlama oranları ile ilgili denetimler Enerji Piyasası Düzenleme Kurumu (EPDK) tarafından yapılmakta olup, bugüne kadar harmanlamalar isteğe bağlı bir şekilde gerçekleştiriliyordu. Ancak Sabah Gazetesi’nin 4 Haziran 2017 tarihli haberine göre, EPDK’nın motorin veya mazot olarak bilinen akaryakıt türüne, en az binde 5 biodizel harmanlanmasını 2018 başından itibaren zorunlu hale getireceği öğrenilmiştir. Böylece akaryakıt piyasasında satılan her 200 litre mazotun, en az 1 litre biodizel içermesi sağlanacaktır. Türkiye'de toplam akaryakıt satışları yıllık 22.3 milyon ton olup, %84'ünü mazot türleri oluşturmaktadır. Söz konusu satış miktarına uygulanacak binde 5'lik biodizel harmanlanması zorunluluğuyla 2018'de yıllık yaklaşık 1.5 milyon üretim kapasitesinin 93,600 ton’unun satışı garanti altına alınmış olacaktır.

Bir diğer yenilenebilir enerji kaynağı, benzinli araçlarda kullanılabilen etanol ya da metanol gibi alkollerdir. Araçlarda yakıt olarak alkol kullanılması yeni bir yaklaşım değildir. Nikolaus Otto içten yanmalı motoru icat ettiği 1862 yılında benzin mevcut değildi. Ford’un tasarladığı ilk araç olan T modeli (1908) bugünkü kadar saf olmayan benzin, alkol ya da her ikisinin farklı karışımları ile çalışabiliyordu. Ancak günümüze dek petrol fiyatlarının, alkol fiyatlarına göre düşük kalması araçlarda alkol kullanımını sınırlandırmıştır.

Etanol mısır, arpa, şeker pancarı, şeker kamışı ve patatesten elde edilebilmektedir. Genel olarak işlem basamakları boyut küçültme, fermentasyon ve distilasyon kademelerinden oluşur. Tarım ürünlerinden elde edilen alkolün değerlendirilmesinde en önemli kıstas, 1 litre alkolün yanması ile elde edilen enerji ile 1 litre alkol elde edilmesi için harcanan enerji arasındaki fark olup net enerji değeri (NED) olarak tanımlanmaktadır. Elde edilmesi için harcanan enerji ürünün yetiştirilmesi (ekim, gübreleme, sulama, ilaçlama vb. dâhil), hasat, taşıma ve distilasyonu kapsamaktadır. Amerikan Tarım Bakanlığı’nın yaptığı bir çalışmada mısırdan elde edilen etanolün enerji değeri ile eldesi arasında 1.67/1.0 oranı olduğu saptanmıştır. Dekar başına %1 verim artışı NED’i %0.37 artırmaktadır. Bu nedenle tarım koşulları NED ile ilgili değerlendirmeleri doğrudan etkilemektedir.

Benzin-etanol karışımları için hava/yakıt oranın değiştirilmesi gerekir ve enjeksiyonlu araçlar bu bakımdan daha uygundurlar. Örnek olarak %85 etanol, %15 benzin karışımı için hava/yakıt oranı 9/1 olmalıdır. Hâlbuki bu değer benzin için 14.7/1’dir. Aslında %100 etanol kullanmak da mümkündür. Ancak benzinin eklenmesi motor soğuk iken çalışmayı kolaylaştırmakta ve düşük vergili alkolün insanlar tarafından kullanımını engellemektedir. Orta batı ABD’de tarımsal üretimi desteklemek amacı ile E10 (Etanol %10, benzin %90), E15 ve E85 (Etanol %51-%83) tipi yakıtlarda 2016 yılında toplam 41 milyon ton etanol kullanılmıştır. Bir diğer değerlendirmede bunun üretilmesi için gerekli mısır ile 500 milyon kişinin bir yıllık tüketiminin karşılanabileceği belirtilmiştir. Bu da bir gıda maddesinin, besin ya da yakıt olarak kullanılması arasındaki tercihini zorlaştırmaktadır.

Ülkemizde Türkiye Şeker Fabrikaları A.Ş. bünyesinde yer alan Eskişehir, Turhal, Erzurum ve Malatya Şeker Fabrikaları (119 milyon ton/yıl) ile Konya Şeker Sanayi’nin Çumra Fabrikası’nda (84 milyon ton/yıl) yan ürün olarak melastan etanol üretilmektedir. Ancak yakıt olarak kullanılabilmesi için içerisinde bulunan %5 oranındaki suyun buharlaştırılması gerekmektedir. Bunlara ek olarak, mısır ve buğday kullanarak biyoetanol üretimi yapan Bursa ve Adana’da olmak üzere iki firma da bulunmaktadır. Piyasadaki bazı akaryakıt dağıtım firmaları BioBenzin vb. adları altında, etanol ile harmanlanmış kurşunsuz benzini piyasaya sürmüş durumdadırlar.

Benzin’de ÖTV litre başına 2.5 TL, motorinde ise 1.8 TL’dir. Bu şekildeki bir maliyet girdisi ile tarımsal üretim yapılması (toprak hazırlık, ilaçlama vb. masraflar); dolaylı olarak bu maliyetin gübre ve ilaç fiyatlarına yansıması ile kanola, aspir, mısır, arpa, şeker pancarı üretiminin de diğer ülkelere göre pahalı gerçekleşeceği açıktır. Bundan dolayı Dünya şeker borsaları kristal şeker fiyatı son altı ay içinde 16.4-20.87 US cent/pound (36-46 US cent/kg) olurken Türkiye Şeker Fabrikaları A.Ş. (TŞFAŞ) fiyatı 2.68 TL/kg (76 US cent/kg); Avrupa’da etanol fiyatları 0.45-0.50 €/lt olurken TŞFAŞ fiyatı 3.47 TL/lt (0.88 €/lt)’dır. Yıllık 1.5 milyon ton ham bitkisel yağ ithalatı da varken, biyodizel ya da alkol katkılı yakıt üretimi yerli tarımsal tedarike sadece küçük bir katkıda bulunabilecektir.

Sonuç: Ne yeni ne de yenilenebilir. Ülkemizde enerji konusunda yepyeni yaklaşımlar üretilmesi gerekmektedir.

Haziran 2017 sayısının 48.sayfasında yayımlanmıştır.